[發明專利]一種回轉式HC-SCR脫硝反應器

有效

• 申請號: 201410153584.6
• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN103908892A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 程星星;馬春元;王志強;董勇;王濤
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 崔苗苗

技術領域

本發明涉及電廠或其它燃煤鍋爐的煙氣處理設備，具體涉及一種回轉式HC-SCR脫硝反應器，屬于燃煤煙氣污染物減排技術創新領域。

背景技術

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生的煙氣。目前世界上應用最多、最為成熟且最有成效的一種煙氣脫硝技術是以氨為還原劑的選擇催化還原NOx技術（NH₃-SCR)。NH₃-SCR技術脫硝效率高，成熟可靠，適應性強，特別適合煤質多變、機組負荷變動頻繁以及對空氣質量要求較敏感的區域的燃煤機組上使用。但是SCR技術由于采用噴入氨為還原劑，會對管道產生腐蝕；控制不當易使氨逃逸產生二次污染及造成空氣預熱器的堵塞等問題。

作為NH₃-SCR的替代技術，以碳氫化合物為還原劑的SCR脫硝技術（HC-SCR）正成為國內研究的熱點。還原劑可以選用甲烷，乙烷，乙烯，乙醇，丙烷，丙烯等一系列碳氫化合物之一或幾種。總的脫硝反應方程如式（1）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。

NO+HC+O₂→N₂+CO₂+H₂O?????????（1）

目前，影響HC-SCR技術脫硝效率的一個重要原因是煙氣中的氧氣對NOx還原反應的負面影響。對多數HC-SCR反應而言，比較公認的反應機理為：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。被吸附到催化劑表面的NO₂被碳氫化合物還原，生成N₂、CO₂和H₂O。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，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。因此，需要一種新型HC-SCR脫硝反應器，合理避免氧氣對NOx還原反應的抑制作用，提高整體脫硝效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種回轉式HC-SCR脫硝反應器，以碳氫化合物為還原劑，該反應器可以消除煙氣中的氧氣對HC-SCR脫硝反應的抑制作用，提高脫硝反應器的整體脫硝效率。

本發明采用的技術方案為：

一種回轉式HC-SCR脫硝反應器，包括催化劑本體結構和催化劑本體結構外面的殼體，催化劑本體結構為圓柱形，包括中心軸轉子、可繞中心軸轉子旋轉的多層圓形催化劑層，多層圓形催化劑層由徑向密封板和軸向密封板分割為吸附區和還原區，吸附區和還原區之間有過渡區，吸附區、還原區、過渡區在每層圓形催化劑層上表現為不同的扇形區域，各層圓形催化劑層的吸附區上下相通，各層圓形催化劑層的還原區上下相通，殼體上設有與吸附區和還原區分別對應的進風口、出風口。

所述的圓形催化劑層為圓形框架上裝載著能上下通氣的蜂窩狀催化劑層。所述催化劑采用Fe或Cu等非貴金屬催化劑，該金屬可負載于分子篩、氧化鋁等硅鋁氧化物載體，成本較低。

所述圓形催化劑層上吸附區的扇形區域為180°-240°，還原區的扇形區域為120°-160°，過渡區的扇形區域為30°。

所述催化劑本體結構的驅動方式可以采用周邊驅動或中心軸驅動。

所述的吸附區通煙氣。

所述的還原區通入還原劑，還原劑可采用甲烷（CH₄）、乙烷（C₂H₆）、乙烯（C₂H₄）、丙烷（C₃H₈）、丙烯（C₃H₆）、丁烷（C₄H₁₀）、丁烯（C₄H₈）等一系列碳氫化合物（C_nH_m）之一或幾種的組合，該還原劑可以用氮氣加以稀釋，碳氫化合物的濃度范圍為1-20%。