[發明專利]一種具備儲放氨性能的低溫耐硫焦爐煙氣脫硝催化劑

有效

• 申請號: 201711222577.7
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN109833907B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 程昊;倪長軍;王樹東;袁中山
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J29/85
• 分類號: B01J29/85;B01J29/83;B01J29/78;B01J29/48;B01J29/16;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 鄭虹

本發明提供一種具備儲放氨性能的低溫耐硫焦爐煙氣脫硝催化劑，該催化劑為多層結構，具體為：以堇青石蜂窩陶瓷為基體，由活性組分層、耐硫保護層及氨儲存吸附涂層組合而成，所述耐硫保護層及氨儲存吸附涂層為分子篩材料，所述所述活性組分層為V₂O₅‐WO₃‐TiO₂‐SiO₂復合氧化物涂層。本發明的特點在于催化劑為多層結構，由活性組分層、氨儲存吸附分子篩涂層和耐硫保護層組成。通過這些功能層的不同組合方式，催化劑具有良好的低溫脫硝催化活性、氨存儲性能及低溫耐硫性。該催化劑適用于焦爐煙氣低溫、高水、含硫及氮氧化物周期劇烈性變化的特點，能有效防止氨的泄漏。

技術領域

本發明屬于環境保護領域，具體涉及一種具備儲放氨性能的低溫耐硫焦爐煙氣脫硝催化劑。

背景技術

環境保護部于2012年6月27日發布了《煉焦化學工業污染物排放標準》(GB16171-2012，以下簡稱新標準)，這是繼2011年《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223－2011)之后，環境保護部再次發布對環境空氣質量有重大影響的行業排放標準。要求新建焦化企業自2012年10月1日起實施新標準，現有焦化企業在2015年1月1日達到新建企業的污染控制水平。

新標準大大收嚴了SO₂、NOx的排放限值，要求焦爐煙囪燃燒尾氣中SO₂濃度小于50mg/m³，氮氧化物濃度小于500mg/m³，重點地區特別要求氮氧化物排放濃度小于150mg/m³。

目前國內焦化企業焦爐煙氣中氮氧化物濃度普遍在800～1200mg/m³之間，已大大超過新標準要求的排放限值，煙氣需脫硝處理才能做到氮氧化物達標排放。

在現有脫硝方法中，選擇性催化還原方法是脫除效率最高、技術最為成熟、應用最為廣泛的一種方法。其原理是在煙氣中加入氨氣，在催化劑的作用下氨氣與氮氧化物(NOx)發生反應，將NOx還原為N₂。在反應過程中氨氣與NOx是以等摩爾比進行反應。如果氨氣加入過量，則未反應的NH₃將通過煙氣排出，造成氨逃逸。氨逃逸會對脫硝反應器的下游設備造成影響，特別是煙氣中還存在SO₂時，兩者在溫度較低處發生反應形成硫銨鹽類物質，堵塞管道或粘附于余熱鍋爐或空氣預熱器的傳熱面上降低這些換熱設備的換熱效率。因此在脫硝反應中一般要根據煙氣中NOx濃度和煙氣流量控制加氨量，并設置氨氮比(NH₃/NOx摩爾比)為0.9～0.95之間，使得脫硝反應器出口氨的逃逸率小于5ppm。

焦爐換向是焦化特有的生產操作，具體指上升氣流的煤氣和空氣與下降氣流的廢氣由交換傳動裝置定時(一般間隔20min或30min)進行方向變換。換向前，焦爐下降氣流蓄熱室吸收廢氣高溫，上升氣流蓄熱室為煤氣和空氣預熱；換向后，原廢氣經過的下降氣流蓄熱室開始為煤氣和空氣預熱，而原上升氣流蓄熱室現流經廢氣，能夠吸收廢氣熱量，由此保證了其熱量的有效利用。煉焦爐無論用哪一種煤氣加熱，其交換的程序都要按先后順序經歷三個基本過程，即關門(關煤氣)、提砣(交換廢氣與空氣)、開門(送煤氣)，要嚴格按照這個先后次序進行。換向過程中氮氧化物濃度變化劇烈，如對某焦化廠的監測表明，該廠換向周期為30分鐘，在一個換向周期的最后兩分鐘內，氮氧化物濃度由1500mg/m³劇烈降低至400mg/m³，溫度也有15℃左右的降幅。在下一個周期開始時，氮氧化物濃度又開始逐漸增加，大概需要3～5分鐘左右的時間恢復到1500mg/m³左右。此外，在一個周期內氮氧化物的濃度也經常出現10～20％幅度內的波動。焦爐煙氣入口NOx含量波動大且變化快，而煙氣由脫硝反應區入口到出口的停留時間短，再加上噴氨反應有一定的時間滯后，調節閥的大幅度頻繁動作會導致自動控制難以達到一個相對的穩定狀態。