[发明专利]翅片式SCR催化剂附着骨架结构和烟气脱硝系统及方法

说明书

本发明提供一种翅片式SCR催化剂附着骨架结构和烟气脱硝系统及方法，属于低温SCR脱硝技术领域，该骨架结构包括：外箱体，其每个侧壁上均设置有多个向外挤压而成的梯形凹槽；内箱体，设置于外箱体内，其每个侧壁上均设置有多个一端开口的插槽；多个翅片骨架，其一端均插接于对应的梯形凹槽内，其另一端插接对应的插槽内，且每2片翅片骨架的端部均通过销钉固定连接；每片翅片骨架的两侧壁上均涂覆有SCR催化剂；内箱体的一端上设置有多个挡板，用于固定多个翅片骨架。该系统及方法不仅能够利用熔融盐太阳能聚光‑储热系统加热常温空气来克服SCR催化剂失活或中毒，还能够通过提高高温空气的流速来提高烟道内烟气的流速。

技术领域

本发明涉及低温SCR脱硝技术领域，具体涉及一种翅片式SCR催化剂附着骨架结构和烟气脱硝系统及方法。

背景技术

选择性催化还原(简称SCR)作为一种国内外火电厂烟气脱硝广泛应用的主流技术，有着十分成熟的技术经验及高效的脱硝效率，但随着现阶段电厂运行的负荷降低，排烟温度下降，钢铁、玻璃、水泥、焦化厂等非电行业的尾部烟气温度也较低，低温SCR技术的工业应用成为当前的瓶颈问题。

目前，低温SCR脱硝技术主要的技术难点有如下两点：一是商用最为广泛的V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化剂活性温度为300℃-400℃，而我国现有烧结烟气、焦炉烟气或电厂烟气脱硫、除尘后的温度通常为120-200℃，上述催化剂在烟气温度低于200℃的情况下直接用于脱硝时，脱硝效率较低，且经过脱硝后烟气中的NH₃逃逸量大，不能满足现有严格的排放标准；二是低温下烟气中的SO₂引起的催化剂硫中毒以及催化剂表面硫酸铵盐的产生。

针对低温下脱硝催化剂面临的技术难点主要有两点解决思路：一是采用旁路提温方式提高SCR脱硝系统入口处的烟气温度；二是开发新型脱硝催化剂配方使其在较低烟气温度下具有高的烟气脱硝效率。其中，采用旁路提温方式存在提温效果低于热力计算值和烟温不均的现象，原有烟道的结构特点、旁路的烟道结构和布置位置都会对提温效果产生较大的影响，同时旁路提温的方式无法突破依靠机组内部热量转移的烟气提温限制。而且旁路提温方式改造烟道的工程量较大，工程耗资大。而开发新型SCR脱硝催化剂的研究大多集中在过渡态金属氧化物催化剂。除V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂外，Mn基、Fe基、Ce基及其他金属氧化物等脱硝催化剂在低温下具有优于商用钒钨钛催化剂的低温脱硝活性。然而目前已报道的Mn基、Fe基、Ce基等低温催化剂的抗水抗硫性能都较差，而我国煤炭资源的中高硫煤约占30％，因此目前研究的低温催化剂都难以实现工业应用。

另外，燃煤或燃油锅炉的尾部烟气中常含有三氧化硫(SO₃)和二氧化硫(SO₂)，烟气中的三氧化硫(SO₃)通常占总硫氧化物(SO_x)含量的2-5％，SCR催化剂也能将部分二氧化硫氧(SO₂)化为三氧化硫(SO₃)，三氧化硫(SO₃)易与氨(NH₃)反应生成硫酸氢氨((NH₄)HSO₄)。液态的硫酸氢氨捕集飞灰颗粒后，会在重力作用下沉积并黏附在催化剂的表面，造成催化剂物理孔道的堵塞、催化剂活性位点覆盖，最终导致催化剂中毒而失活。

为了降低硫酸氢氨对于钒钨钛催化剂的中毒影响，通常采用降低SCR催化剂反应单元的密度或者降低钒钨钛催化剂中钒含量至1％以下。此外，当尾部烟气的温度较高(290℃)时，催化剂的硫酸氢氨中毒现象也会减轻，但是在低负荷运行的火力发电厂或者钢铁、玻璃等非电力行业的烟气温度并不满足运行要求，而在低温下，SO₂极易与NH₃结合随后进一步氧化生成硫酸氢氨((NH₄)HSO₄)。