[发明专利]控制脱硝催化剂活性降低的方法

说明书

本发明涉及控制脱硝催化剂活性降低的方法，该脱硝催化剂的活性降低是由锅炉、加热炉或其它使用重油、煤粉、COM和CMW等矿物燃料的类似装置中的排烟灰尘引起的。

由于环境污染日益严重，在目前极其严格的环境管理条件下，锅炉、加热炉以及使用象煤和石油等矿物燃料的类似装置就有了很大的负担。至于燃料，尤其是煤和石油，N的含量较高，而S的含量较低它们因价格便宜而得到普遍的使用。在这些情况下，氧化氮的排放就成为一个严重的世界范围的问题。更为严重的问题是氧化氮对酸雨的作用及其他类似的有害现象的形成是有影响的。

目前一般的用以减少矿物燃料中氮氧化物（NO_X）的产生方法有：（1）改进燃烧技术，例如采用低氧燃烧、二级燃烧、排气循环燃烧和低NO_X燃烧器;（2）选择燃料类型（选择低N含量的燃料）;和（3）开发排烟脱硝技术。在这些方法中，（3）被认为是最为实用的方法。

排气脱硝技术的实例包括：催化还原法，在该方法中，NO_X在300℃到400℃的温度，并有催化剂的情况下，通过还原性气体（例如氨）被还原成N₂;催化分解法，在该方法中，NO_X在700℃到800℃的温度，并有催化剂的情况下得到分解;以及吸收法，在该方法中，NO_X被活性碳吸附。在这几种方法中，具有较简单的工艺并且利用氨的催化还原法得到了广泛的应用并认为是最可靠的。本发明涉及到这种干氨的催化还原法。

该方法原理是：通常将NH₃添加到锅炉出口的排气中（（300℃到400℃），然后让合成的混合物通过反应器中的催化剂层（例如V₂O₂、Fe₂O₃、WO₃等），NO_X则被还原成N₂和H₂O。本方法简单且适于处理大容量的排气。该过程的反应方程式如下：

另一种方法为非催化还原法，该方法包括：将氨喷射到约800℃到1100℃的高温区并在没有催化剂的情况下完成脱硝过程。然而该方法几乎从不被采用。

本发明涉及上述干氨催化还原法。该方法最严重的问题是所用催化剂的活性降低。它降低了脱硝效率并且导致所需添加的氨的数量的增加。然而，由于所加的氨量增加，所以就导致通过脱硝器而未反应的氨量增加。该未反应的氨与存在于排气中的SO₂和SO₃反应生成NH₄HSO₄，NH₄HSO₄的熔点为147℃。这种低熔点的物质粘附到下游空气加热器（AH）的部件上，就引起部件的阻塞并使通风的阻力增大，继而可能发生意想不到的停工。为了克服这些问题。催化剂的监测和维护就变得相当重要。

催化剂活性降低的原因可以认为有以下几点：

（1）Na、K等碱金属和Ca、Mg等碱土金属与SO₃等物质反应生成硫酸盐，硫酸盐进入催化反应器使催化剂层堵塞。

（2）催化剂的表面可能被排气中的灰分（特别是Si、Al、未燃物质等）所覆盖，这就导致催化剂面积的减小;

（3）催化剂可能被硫氧化物，例如SO₂引起中毒或降低活性;

（4）催化剂化合物的数量减少（灰尘的磨擦使催化剂组分损失和水使催化剂组分洗脱）。

为了解决这些问题，在锅炉停工以后，用水洗涤催化剂来除去每一种粘附物质。如果不停止锅炉的工作而可以恢复催化剂的活性，则可获得很大的经济效益。在这些情况下，一种方法是用吹灰器把铁化合物粉末吹入在脱硝器前部或后部位置的方法。吹入的铁化合物有：Fe₂O₃、Fe₃O₄、Fe（OH）₂、Fe（OH）₃、FeCO₃、FeOOH等。

然而，该方法有下面几个问题：