一種利用貧富氧交替反應(yīng)進行煙氣脫硝的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用貧富氧交替反應(yīng)進行煙氣脫硝的工藝，將含氧量較高的鍋爐煙氣流過流化床的HC-SCR催化劑層氧化吸附氮氧化物；吸附氮氧化物后的煙氣被收集；將含氧量較低的還原劑氣體流過吸附氮氧化物后的HC-SCR催化劑層；重復步驟（1）和（2）使鍋爐煙氣和還原劑氣體交替流過HC-SCR催化劑層。本發(fā)明所提供的貧富氧交替HC-SCR脫硝過程可以充分利用煙氣中的氧氣對吸附過程的促進作用，并有效避免過高氧氣濃度對還原過程的抑制作用，提高脫硝過程的反應(yīng)效率。
【專利說明】一種利用貧富氧交替反應(yīng)進行煙氣脫硝的工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電廠或其它燃煤鍋爐的煙氣處理工藝，具體涉及一種利用貧富氧交替反應(yīng)進行煙氣脫硝的工藝，屬于燃煤煙氣污染物減排技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氮氧化物(NOx)是主要大氣污染物之一，能形成酸雨或酸霧與碳氫化合物結(jié)合形成光化學煙霧，破壞臭氧層等。目前，60%以上的氮氧化物來自于煤燃燒產(chǎn)生的煙氣。目前世界上應(yīng)用最多、最為成熟且最有成效的一種煙氣脫硝技術(shù)是以氨為還原劑的選擇催化還原NOx技術(shù)(NH3-SCR)。NH3-SCR技術(shù)脫硝效率高，成熟可靠，適應(yīng)性強，特別適合煤質(zhì)多變、機組負荷變動頻繁以及對空氣質(zhì)量要求較敏感的區(qū)域的燃煤機組上使用。但是SCR技術(shù)由于采用噴入氨為還原劑，會對管道產(chǎn)生腐蝕；控制不當易使氨逃逸產(chǎn)生二次污染及造成空氣預熱器的堵塞等問題。
[0003]作為NH3-SCR的替代技術(shù)，以碳氫化合物為還原劑的SCR脫硝技術(shù)(HC-SCR)正成為國內(nèi)研究的熱點。還原劑可以選用甲燒，乙燒，乙烯，乙醇，丙烷，丙烯等一系列碳氫化合物之一或幾種?？偟拿撓醴磻?yīng)方程如式(I)所示。以碳氫化合物作為還原劑可以有效的避免氨逃逸問題，同時還原劑成本低廉，有著更廣闊的市場前景。
[0004]no+hc+o2 — N2+C02+H20(I)
[0005]目前，影響HC-SCR技術(shù)脫硝效率的一個重要原因是煙氣中的氧氣對NOx還原反應(yīng)的負面影響。對多數(shù)HC-SCR反應(yīng)而言，比較公認的反應(yīng)機理為:首先，煙氣中的NO被氧氣氧化成NO2，同時被吸附到催化劑表面(R1)。在次過程中，煙氣中氧氣的含量越高，就越有利于氧化和吸附過程的進行，同時NO的吸附容量也會增加。然后，被吸附到催化劑表面的NO2被碳氫化合物還原，生成N2, CO2和H20(R2)。與此同時，作為還原劑的碳氫化合物還可以被煙氣中的O2氧化成CO2和H2O (R3)，這樣就大大減少了可以有效用于還原NOx的還原劑份額。所以煙氣中的氧氣濃度越高，被氧氣氧化的碳氫化合物的份額就越多，碳氫化合物就越不能有效利用于還原NOx，整體的脫硝效率就會越低。
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種利用貧富氧交替反應(yīng)進行煙氣脫硝的工藝，其特征是，包括步驟如下: (1)將含氧量較高的鍋爐煙氣流過流化床的HC-SCR催化劑層氧化吸附氮氧化物；吸附氮氧化物后的煙氣被收集； (2)將含氧量較低的還原劑氣體流過吸附氮氧化物后的HC-SCR催化劑層； (3 )重復步驟(I)和(2 )使鍋爐煙氣和還原劑氣體交替流過HC-SCR催化劑層，步驟(I)和(2 )氣體停留時間比例為1-4:1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用貧富氧交替反應(yīng)進行煙氣脫硝的工藝，其特征是，含氧量較高的鍋爐煙氣含氧量體積濃度為2?10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用貧富氧交替反應(yīng)進行煙氣脫硝的工藝，其特征是，所述的HC-SCR催化劑層采用金屬氧化物催化劑或常規(guī)金屬負載于分子篩所制備的催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用貧富氧交替反應(yīng)進行煙氣脫硝的工藝，其特征是，步驟(2)所述的還原劑氣體為碳氫化合物，含有一定量的氧氣，并由氮氣稀釋，碳氫化合物的體積濃度范圍為1_20%，氧氣體積濃度為0.1?1%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用貧富氧交替反應(yīng)進行煙氣脫硝的工藝，其特征是，所述鍋爐煙氣和還原劑氣體的溫度為200?500°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用貧富氧交替反應(yīng)進行煙氣脫硝的工藝，其特征是，步驟(3)所述的交替循環(huán)的頻率為每秒0.1?5次。
【文檔編號】B01D53/56GK103920392SQ201410153585
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】程星星, 馬春元, 王志強, 董勇, 王濤 申請人:山東大學