[發明專利]煙氣脫硝方法及脫硝反應器

在審

• 申請號: 201710299556.9
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN108786457A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 李欣;韓天竹;李磊;王昊辰;齊慧敏
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種煙氣脫硝方法及脫硝反應器，該方法包括如下內容：煙氣從反應器底部進入，穿過多層水平交錯排列的催化劑床層，與催化劑中吸附的氨氣反應脫除NOx及SOx，產生的銨鹽以及煙氣中的粉塵粘附在催化劑顆粒上；其中催化劑床層由網狀傳送帶和傳送帶上堆積的顆粒狀脫硝催化劑組成，相鄰上下兩層傳送帶的運行方向相反，上層催化劑隨傳送帶移動傳送帶末端，依靠重力落至下層傳送帶的運行方向起始端，催化劑在最后一層傳送帶末端落入催化劑料斗，汽提出銨鹽，經注氨器補氨，加注到第一層傳送帶，完成催化劑循環。本發明中取消了噴氨格柵，裝置簡化，避免了氨逃逸造成二次污染以及硫酸氫銨堵塞床層的問題，延長了裝置的運行周期。

技術領域

本發明屬于煙氣脫硝技術領域，具體地涉及一種集脫硫、脫硝和除塵一體的煙氣脫硝方法及脫硝反應器。

背景技術

氮氧化物總稱為NOx，是大氣污染的主要污染源之一。危害最大的主要是：NO、NO₂。NOx的主要危害如下：（1）對人體有毒害作用；（2）對植物有毒害作用；（3）可形成酸雨、酸霧；（4）與碳氫化合物形成光化學煙霧；（5）破壞臭氧層。

煙氣脫硝，是指脫除煙氣中的NOx，按治理工藝可分為濕法脫硝和干法脫硝。主要包括：酸吸收法、堿吸收法、選擇性催化還原法、非選擇性催化還原法、吸附法、離子體活化法等。國內外一些科研人員還開發了用微生物來處理NOx廢氣的方法。但是具有工業價值，運用最廣泛的是選擇性催化還原法（SCR）。

目前燃煤電廠的煙氣、煉油廠的FCC再生煙氣脫硝治理主要采用SCR法，并配套濕法洗滌脫硫除塵。以FCC煙氣為例，主要流程如下：500～600℃的FCC再生煙氣先經過余熱鍋爐進行回收熱量，煙氣溫度降低至320～400℃進入SCR固定床反應器進行脫硝反應，脫除煙氣中的NOx，然后再回到余熱鍋爐進行回收熱量，煙氣溫度降至150～200℃，然后進入脫硫除塵洗滌塔，采用堿性吸收液同時將煙氣中的SOx與粉塵洗下來，煙氣溫度降低至55～60℃排放。脫硫廢吸收液要進行沉降、過濾、濃縮等步驟進行液固分離，液固分離后的請液采用空氣曝氣氧化，COD達標排放，固體進行填埋。

現有的SCR脫硝工藝均采用固定床脫硝反應器，催化劑采用蜂窩式、板式或波紋式，催化劑以模塊的形式放置在反應器內。在反應床層前面首先注入還原劑NH₃，讓NH₃與煙氣中的NOx充分混合，通過脫硝催化劑床層，將NOx催化還原為N₂。

現有技術存在以下問題：

1、由于煙氣中一般含有SO₂、SO₃，O₂與水蒸氣，當反應區氨過剩時（氨逃逸）時會與SO₃反應生成銨鹽，生成的銨鹽（NH₄HSO₄），在溫度180～240℃呈液態，具有粘性，容易附著在SCR脫硝反應器的下游裝置省煤器的換熱管上，粘接煙氣中的粉塵，引發換熱管層的結垢堵塞與腐蝕，影響裝置運行周期。為了避免氨逃逸，SCR固定床反應器入口噴氨均勻性一般要求正負偏差小于5%。

2 、煙氣中的NOx含量與主裝置的工藝條件相關，變化波動范圍較大，而SCR固定床反應器的催化劑量是固定的，一旦NOx濃度范圍超出設計值，則凈化煙氣的NOx不能達標排放。因此固定床的操作彈性較小。

3、固定床反應器在運行期間，催化劑的活性逐漸下降，當反應器出口NOx無法達標排放時，就需要更換催化劑。一般SCR裝置的運行周期至少要求3-4年，否則會影響主裝置的運轉。一般SCR裝置脫硝率需求至少在60～90%以上，當更換催化劑的時候，催化劑的活性至少還有60%左右。由此可見，采用固定床SCR反應器對催化劑的利用率太低。

4、一般煙氣脫硝以后，還要采用濕法洗滌除塵，與脫硫一起進行，脫硫除塵過程產生的脫硫廢液還要進行液固分離，流程繁長，操作復雜，投資與操作費用高。