[發明專利]一種脫除煙氣中硫氧化物和氮氧化物的催化劑組合物及方法

有效

• 申請號: 201210032917.0
• 申請日: 2012-02-09
• 公開（公告）號: CN103240098A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 齊文義;秦如意;黃新龍;王洪彬;王少鋒;王懿洛
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化集團洛陽石油化工工程公司
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01D53/60;B01D53/86
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術領域

本發明屬于煙氣凈化領域，尤其是涉及煙氣中硫氧化物和氮氧化物同時脫除的催化劑。

背景技術

硫氧化物(又稱SOx)和氮氧化物(又稱NOx)是空氣中的主要污染物，是形成酸雨的主要物質。在現有脫除硫氧化物和氮氧化物方法中大多是分步進行的，要么先脫除硫氧化物，要么先脫除氮氧化物。在脫除煙氣硫氧化物方法中，可分為濕法和干法兩大類，濕法主要利用的是酸堿中和反應，濕法脫硫占世界市場的80％以上，在濕法脫硫中又以鈣法為主。鈣法脫硫的優點是脫硫效率高和脫硫劑利用率高，但也存在設備易結垢、堵塞等問題。在脫除煙氣氮氧化物方法中，則以催化還原居多，在催化劑的作用下，通過向含氮氧化物煙氣中加入氨基材料、烴類和碳基材料，在一定溫度下將氮氧化物轉化成N₂。由于煙氣中可能會同時存在硫氧化物和氮氧化物，分步進行硫氧化物和氮氧化物脫除，不僅工藝復雜、脫除成本高，而且還可能產生相互影響，出現催化劑中毒、影響脫除效率等問題。為了克服這些問題，近年來，同時脫除煙氣中硫氧化物和氮氧化物的技術越來越多，出現了不同的脫除方法，如CN101279197A公開了一種赤泥-活性炭型復合煙氣循環再生脫硫脫硝系統；CN1772347A吸附-低溫等離子體同步脫硫脫硝裝置及方法，以及CN1330976A一種激光煙氣脫硫脫硝方法等。

中國專利CN101298017A公開了一種煙氣干法脫硫脫硝方法，包括將脫硝還原劑加入到煙氣流中，使脫硝還原劑和煙氣流通過其內具有催化劑和鈣劑吸收劑的流化床反應器以除去其中的硫和硝。該專利所用的還原劑包括氨、含有氨的物質和可形成氨的物質；其所用催化劑是在載體包括催化裂化廢棄催化劑、凹凸棒土、高嶺土、天然沸石、工業沸石上擔載的硫化亞鐵或含硫酸亞鐵物質；鈣劑吸收劑為生石灰和熟石灰；脫硫、脫硝反應溫度在200～500℃、流化床反應器中進行。

中國專利CN1911491A披露了一種移動床煙氣脫硫脫硝除塵工藝，在移動床反應器中加入活性焦，活性焦自上而下移動，煙氣從反應器側下部進入自下而上移動，活性焦與煙氣逆向接觸，煙氣首先與脫硫層活性焦接觸，SO₂被吸附，煙氣繼續上行經過注氨口，煙氣中的NOx與NH₃發生反應，生成N₂和H₂O，完成脫硝的活性焦進入再生裝置，在400～500℃下使活性焦中的硫酸和硫酸鹽分解脫附，活性焦得到再生，再經振動篩篩掉所吸附的煙氣粉塵和活性焦細粉，返回移動床反應器進行下一次反應。

Asitk?K.Das等(Simultaneous?Adsorption?of?SO₂-NOx?from?Flue?Gases?Rise?Configuration.AIChE?Journal，vol.47，12，December?2001)公開的一種同時脫除硫氧化物和氮氧化物的方法，使含有硫氧化物和氮氧化物的煙氣與Na-γAl₂O₃吸附劑在100-150℃接觸，吸附煙氣中硫氧化物和氮氧化物；然后分兩步進行吸附劑再生，首先在流化床中500℃下，吸附劑釋放出氮氧化物，與通入的還原性氣體如煉廠干氣、天然氣等反應，將氮氧化物還原成N₂和O₂排放；其次脫除氮氧化物的吸附劑再經天然氣和水蒸氣處理將硫氧化物轉化成H₂S，從而達到凈化煙氣的目的；CN101203931A公開了一種脫除催化裂化再生煙氣硫氧化物和氮氧化物的方法，其原理和方法與上述的Asitk?K.Das相似，所不同的是用催化裂化催化劑代替Na-γAl₂O₃吸附劑，吸附劑的使用壽命更長，操作成本降低。

在上述的諸多專利方法中，雖然能有效地同時脫除煙氣中的硫氧化物和氮氧化物，但也存在一些不足：1)需要注入氨、煉廠干氣、天然氣等還原性物質；2)吸附劑吸附一再生需要在不同的溫度下進行，能耗較高；3)需要后續工藝處理硫化物；4)工藝過程相對復雜。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠同時脫除煙氣中的硫氧化物和氮氧化物的催化劑組合物，并且操作工藝簡單，操作費用相對較低。

為解決上述問題，本發明一種脫除煙氣中硫氧化物和氮氧化物的催化劑組合物，所采用的技術方案是：所述催化劑組合物包括將脫氮氧化物還原劑、催化劑和鈣基吸附劑。其中所述的催化劑包括起主催化劑作用的流化催化裂化廢催化劑和起輔助催化作用的輔助催化劑；所述脫氮氧化物還原劑為固體炭質還原劑，鈣基吸附劑為生石灰或熟石灰。