[發明專利]一種內置預氧化單元的低溫SCR脫硝反應器及其方法

有效

• 申請號: 201610077822.9
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105688662B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 楊曉初;萬震天;汪濤;肖海平;孫保民;羅肖
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/56;B01D53/75
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 陳波

技術領域

本發明屬于煙氣脫硝技術領域，特別涉及一種內置預氧化單元的低溫SCR脫硝反應器及其方法。

背景技術

氮氧化物的危害巨大，可以導致光化學污染和酸雨，并對危害人體健康。選擇性催化還原(SCR)技術就是在催化劑的作用下，使用適當的還原劑將煙氣中的NOx還原成N₂和水，以減少氮氧化物的危害。目前大規模應用的SCR反應器中主要發生4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O的化學反應，在釩鈦體系催化劑的作用下，該反應需要在350℃以上的反應溫度才可以達到較高的脫硝效率，低溫和復雜工況下脫硝效果較差。

發明內容

針對現有技術不足，本發明提供了一種內置預氧化單元的低溫SCR脫硝反應器及其方法。

一種內置預氧化單元的低溫SCR脫硝反應器，煙氣入口1設于反應器上部，煙氣出口12設于反應器底部，煙氣入口1的中部設有預氧化分隔室2，所述預氧化分隔室2由支架3固定在煙氣入口1的內壁上，其截面積為煙氣入口1截面積的45％-50％，預氧化分隔室2內設置催化氧化層4；反應器內部由上至下依次為噴嘴7，靜態混合器8和催化還原層9；所述噴嘴7與氨氣儲存及噴射系統6相連；所述催化氧化層4選用鉑或銠為活性組分的催化劑，所述催化還原層9選用釩鈦體系脫硝催化劑或過渡金屬改性分子篩脫硝催化劑。

所述煙氣入口1與噴嘴7之間設有導流板5，所述導流板5的折角為130°～150°；煙氣出口處設有出口導流板11，所述出口導流板11為垂直導流板。

所述催化還原層9下部設有預備催化劑層10，所述預備催化劑層10選用釩鈦體系脫硝催化劑或過渡金屬改性分子篩脫硝催化劑。

上述一種內置預氧化單元的低溫SCR脫硝反應器進行煙氣脫硝的方法，煙氣在煙氣入口1處被分為兩股，一股煙氣直接進入反應器，另一股煙氣進入預氧化分隔室2，其中的NO在催化氧化層4的作用下氧化為NO₂，預氧化后的煙氣穿過催化氧化層4與未經氧化的煙氣混合后，與噴嘴7噴入的NH₃混合，并經靜態混合器8混合均勻后，在催化還原層9進行低溫SCR反應；反應器內的溫度為200～350℃。

催化氧化層4對煙氣中NO的氧化效率為95％以上。

預氧化后的煙氣與未經氧化的煙氣混合，混合煙氣中NO與NO₂的摩爾比為(0.8-1.15):1。

NH₃噴入量與煙氣中NOx的摩爾比為(0.9-1.05):1。

反應器內煙氣的空速大小為20000～40000h^-1。

所述催化還原層9下部設有預備催化還原層10，經催化還原層9反應的煙氣通過預備催化還原層10，進一步將殘余的NOx還原成N₂。

本發明的有益效果為：本發明所設計的新型低溫SCR反應裝置，結構緊湊，通過內置預氧化單元，將煙氣中NO部分氧化為NO₂，使得反應器內NO與NO₂摩爾比為0.8-1.15，在催化還原層使用市場上已有脫硝催化劑條件下，將反應器內的主要反應由4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O改變為2NO+2NO₂+4NH₃→4N₂+6H₂O的快速SCR反應，反應速率為標準SCR反應速率的10倍以上，并大大提高了煙氣低溫段的脫硝效率，在200℃脫硝的效率可達98％以上。

附圖說明

圖1為一種內置預氧化單元的低溫SCR脫硝反應器；

標號說明：1-煙氣入口，2-預氧化分隔室，3-支架，4-催化氧化層，5-導流板，6-氨氣儲存及噴射系統，7-噴嘴，8-靜態混合器，9-催化還原層，10-預備催化還原層，11-出口導流板，12-煙氣出口，13-保溫層。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。