[發明專利]一種降低鍋爐煙氣中NO排放的方法

在審

• 申請號: 201710493377.9
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107570004A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 柯希瑋;蔡潤夏;張海;楊海瑞;張縵;劉青;張賢;呂俊復
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司11327
• 代理人: 邸更巖

1.一種降低鍋爐煙氣中NOx排放的方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

1)在750℃-950℃煙溫區設置催化劑金屬受熱面，該受熱面由金屬管和固化在金屬管外表面的納米顆粒催化活性涂層組成，使含有反應氣體CO和NO的煙氣在催化劑金屬受熱面表面的停留時間至少為0.17秒，并使催化劑金屬受熱面外壁面溫度至少為595℃，利用燃燒產生的CO直接還原NO；

2)燃燒過程中控制CO濃度和NO濃度，使CO與NO的摩爾濃度比至少為1.2。

2.根據權利要求1所述的一種降低鍋爐煙氣中NOx排放的方法，其特征在于：當CO與NO的摩爾濃度比低于1.2時，利用噴槍向催化劑金屬受熱面前煙道內噴入氣態或液態碳氫化合物，使得總的CO與NO的摩爾濃度比不低于1.2。

3.根據權利要求1所述的一種降低鍋爐煙氣中NOx排放的方法，其特征在于：當煙氣在催化劑金屬受熱面表面的停留時間低于0.17秒時，調節催化劑金屬受熱面管子之間的間距，或在催化劑金屬受熱面前煙道內設置煙氣擋板，用于調節煙氣流量，使得含有反應氣體CO和NO的煙氣在催化劑金屬受熱面表面的停留時間不低于0.17秒。

4.根據權利要求1所述一種降低鍋爐煙氣中NO排放的方法，其特征在于：所述納米顆粒催化活性涂層厚度為0.3-1.2mm。

5.根據權利要求1-4任一權利要求所述的一種降低鍋爐煙氣中NOx排放的方法，其特征在于：所述納米顆粒催化活性涂層采用鎢鎳鐵復合氧化物，鎢鎳鐵復合氧化物中的鎢、鎳和鐵元素均以氧化物的形式存在，鎢、鎳和鐵元素的摩爾比為1：20～32：67～79。

6.根據權利要求5所述一種降低鍋爐煙氣中NO排放的方法，其特征在于：所述催化劑金屬受熱面的制備方法包括如下步驟：

1)采用噴涂的方法將鎢鎳鐵復合氧化物粉末固化在金屬管的外表面上，形成一層納米顆粒催化活性涂層，其中鎢、鎳和鐵元素均以氧化物的形式存在；鎢、鎳和鐵元素的摩爾比為1：20-32：67-79；

2)將固化有納米顆粒催化活性涂層的金屬管在含有O₂和CO₂的干燥煙氣氣氛下進行熱處理，熱處理溫度為660℃-688℃，即得到所述的催化劑金屬受熱面。

7.根據權利要求6所述的一種減少煙氣中NOx含量的催化劑金屬受熱面的制備方法，其特征在于：步驟2)中所述干燥煙氣氣氛中，O₂濃度為6.4％～8.8％，CO₂濃度為10.2％～12.4％，熱處理時間為32～45分鐘。

8.根據權利要求1-4任一權利要求所述的一種降低鍋爐煙氣中NOx排放的方法，其特征在于：所述納米顆粒催化活性涂層采用鐵基鎳錳復合氧化物，鐵基鎳錳復合氧化物中的鎳、錳和鐵元素均以氧化物的形式存在，其中鎳與錳的摩爾比為1:2-2:1，鎳錳的總摩爾含量為5-12.7％。

9.根據權利要求8所述的一種降低鍋爐煙氣中NOx排放的方法，其特征在于：所述催化劑金屬受熱面的制備方法包括如下步驟：

1)通過高溫噴涂的方法將鐵基鎳錳復合氧化物粉末固化在金屬管的外表面上，形成一層納米顆粒催化活性涂層，其中鎳、錳和鐵元素均以氧化物的形式存在；鎳與錳的摩爾比為1:2-2:1，鎳錳的總摩爾含量為5-12.7％；

2)將固化有納米顆粒催化活性涂層的金屬管在含氧氣氛下進行熱處理，處理溫度為680℃-695℃，即得到所述的催化劑金屬受熱面。

10.根據權利要求9所述的一種降低鍋爐煙氣中NOx排放的方法，其特征在于：步驟2)中所述含氧氣氛的氧含量為6％～8％，熱處理時間為20～24分鐘。