[发明专利]一种烟气高温脱硝的复合氨剂及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种烟气高温脱硝的复合氨剂，所述复合氨剂由氨水、尿素、Na₂CO₃、乙醇、钒钛催化剂以及纳米零价铁‑高岭土材料复合而成。使用时将复合氨剂喷洒在链箅机与回转窑之间的过渡段和/或链箅机的预热二段处进行高温烟气脱硝处理。本发明的复合氨剂通过特定的配比和用量使得链箅机‑回转窑氧化球团烟气高温脱硝的效率大大提高。本发明的复合氨剂原料均来自市场，具有原料来源广泛、成本低、制备工艺简单等优点，容易实现规模化生产。

技术领域

本发明涉及一种脱硝氨剂，具体涉及一种烟气高温脱硝的复合氨剂及其制备方法和用途，属于烟气净化技术领域。

背景技术

我国高炉炼铁用氧化球团生产以链箅机-回转窑工艺为主，其产量占球团总产量的60％以上。近年来，随着铁矿原料和燃料的日趋复杂，赤铁矿比例的提高(导致焙烧温度升高)、低品质燃料的规模利用、含氮焦炉煤气的应用等，使得不少企业球团生产过程NOx排放浓度呈上升趋势；加之我国环保要求的日益严苛，NOx排放被纳入排放的考核体系，从2015年起，球团生产NOx(以NO₂计)排放限值300mg/m³，使得这部分企业需要增设脱硝设施才能满足国家的排放标准。2017年6月国家环保部发布了《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》的修订公告，将NOx(以NO₂计)排放限值从300mg/Nm³下调至100mg/Nm³。到2025年更是要实施超低排放控制，将NOx(以NO₂计)排放限值下调至50mg/Nm³，基准含氧量为18％，实测焙烧烟气的大气污染物排放浓度，应换算为基准含氧量条件下的排放浓度，并以此作为判定排放是否达标的依据。虽然球团企业在环保方面做了大量的工作，除尘和脱硫得到了有效控制，能够满足排放要求，但是目前NOx因脱除成本高、工艺复杂，在钢铁形式低迷的环境下，这给球团产业带来了新的挑战，部分企业因NOx超标不得不大量减产，甚至面临关停。从目前大多数的氧化球团生产情况来看，NOx一般排放浓度在200～400mg/Nm³，不能满足超低排放的要求。通过减少煤气或煤粉喷入量、降低回转窑温度、采用较低NOx的原料和燃料等措施来减少链箅机-回转窑球团生产过程NOx的生成量所起的作用有限，并不能完全满足烟气氮氧化物的净化要求。

目前，NOx的脱除主要依靠选择性催化还原技术(SCR)和选择性非催化还原技术(SNCR)，分别在末端和过程中对NOx进行脱除，SNCR技术串联SCR技术更是实现球团烟气超低排放的有效手段。对SNCR脱硝技术来说，一般认为温度范围为800℃～1100℃较为适宜。链箅机-回转窑球团生产过程应用SNCR脱硝技术，通常是在预热二段(温度范围850℃～1100℃)处向烟气中喷洒还原剂(氨水或尿素)进行烟气脱硝，但需要优化控制才能达到最佳的减排效果。但是，SNCR技术的应用效果对温度、还原剂用量等因素很敏感。当生产过程出现波动，例如温度过高时，NH₃氧化生成NO，可能造成NO的浓度升高，导致NOx的脱除率降低。而温度过低时，NH₃的反应速率下降，NOx脱除率也会下降，同时NH₃的逃逸量也会增加。

为了提高SNCR技术的脱硝效率，研究人员提出了许多技术方案。如吴忠标等人发明的“一种用于烟气SNCR脱硝的添加剂及其应用(公布号CN 103252159B)”，公开了一种用于烟气SNCR脱硝、由纤维素醚和无机钠盐组成的添加剂，与脱硝还原剂混合后喷入760～850℃的烟气中进行脱硝，能适应不同的氧浓度变化，减少副产物N₂O的产生，并使脱硝效率达40％～70％之间，有效脱硝温度区扩大，允许的氧量的范围也扩大，氨逃逸减少。但是目前对于应用于链篦机-回转窑氧化球团烟气脱硝(烟气温度区间为850～1100℃)的SNCR技术的添加剂研究较少。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种烟气脱硝复合氨剂，以提高链箅机-回转窑球团生产过程中应用SNCR技术时的稳定性和脱硝率，提高烟气脱硝还原剂的利用效率、降低NH₃逃逸量。