[發明專利]提高低溫SCR催化劑活性并且抑制副產物N2O的SCR反應器

在審

• 申請號: 201810347148.0
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108325385A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 徐瑞年;周向;張傳波;任樂
• 申請（專利權）人: 中冶京誠工程技術有限公司
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/88;B01D53/56
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王春光

本發明提供了一種提高低溫SCR催化劑活性并且抑制副產物N₂O的SCR反應器，按煙氣的流動方向包括煙氣入口、反應器主體及煙氣出口，在反應器主體內部設有用于放置低溫SCR催化劑的催化劑床層，在催化劑床層中插裝有氨氮混合氣擴散管組，氨氮混合氣擴散管組包括氨氮混合氣輸入管和由上至下并排設置的至少兩排擴散總管，每排擴散總管由水平設置的多根擴散管構成，每根擴散管上分別連接有多根擴散支管，氨氮混合氣輸入管連接于外部氨氮混合氣供氣裝置與各所述擴散總管之間，在各擴散管和各所述擴散支管上均開設有若干擴散孔。本發明有利于提高低溫催化劑活性，提高低溫催化脫硝效率，同時達到控制副產物N₂O生成的功效。

技術領域

本發明涉及提高低溫SCR催化劑活性并且抑制副產物N₂O的SCR反應器，屬于環保煙氣凈化領域。

背景技術

在冶金行業常常涉及到大量的高溫燃燒過程，從而產生了大量的氮氧化物(NOx)。同樣的，在化工生產、油氣煉制、燃煤發電領域，也會產生富含NOx的煙氣。上述領域排放的煙氣都需要經過脫硝處理以滿足環境保護的要求。脫硝處理是指把已生成的NOx還原為N₂，從而脫除煙氣中的NOx，現有技術中主要的脫硝工藝分為：選擇性催化還原工藝(英文縮寫為SCR)和選擇性非催化還原工藝(英文縮寫為SNCR)。

其中，選擇性催化還原法脫硝技術(SCR)是目前應用最為廣泛的煙氣脫硝技術，它沒有副產物，不形成二次污染，裝置結構簡單，并且具有脫除效率高(可達90％以上)，運行可靠，便于維護等優點。

SCR技術原理為：在催化劑作用下，向一定溫度的煙氣中噴入氨，將NO_X還原成N₂和H₂O。但是，目前的SCR催化劑主要針對的脫硝工況是中高溫(220℃～420℃)條件下的NOx脫出，而實際冶金生產過程中產生的需要脫硝的煙氣溫度都相對較低，比如燒結煙氣一般在120℃左右，焦化煙氣在200℃左右。另外，煙氣還可能需要經過除塵脫硫等工藝之后才會進入SCR反應器中，此時的煙氣溫度往往較所需要的脫硝反應溫度更低，需要使用加熱設備對煙氣進行加熱后再送入SCR反應器中，加熱煙氣勢必帶來能耗問題。因此，低溫脫硝催化劑的使用能夠有效地控制凈化脫出的成本，目前廣泛使用的低溫SCR催化劑都是采用V-Mn系催化劑或者類似配方的催化劑，Mn基氧化物的引入能夠有效的提高低溫SCR催化劑活性，但是實驗室研究發現Mn基氧化物的加入會帶來N₂選擇性下降的問題，目前國內不論鋼鐵廠或是電廠排放端的煙氣排放連續監測系統(英文縮寫為CEMS)數據中只對NO和NO₂排放濃度作為監察對象，實際上Mn基氧化物會促進N₂O的生成，所以看似達標的凈化氣中實際上含有相當含量的N₂O，而N₂O不但會破壞臭氧層，該種氣體還是一種相當于等量CO₂氣體300倍的溫室氣體，對環境的破壞和影響非常嚴重。

發明內容

為克服上述技術的缺陷，根據目前使用低溫SCR催化劑的特征，分析SCR反應在催化劑上的反應機理和路徑，本發明所要解決的技術問題是提供一種有利于提高低溫催化劑活性，提高低溫催化脫硝效率，同時達到控制副產物N₂O生成的SCR反應器。

為實現上述目的，本發明提供一種提高低溫SCR催化劑活性并且抑制副產物N₂O的SCR反應器，按煙氣的流動方向，其依次包括煙氣入口、反應器主體及煙氣出口，在所述反應器主體內部設有用于放置低溫SCR催化劑的催化劑床層，在所述催化劑床層中插裝有氨氮混合氣擴散管組，所述氨氮混合氣擴散管組包括氨氮混合氣輸入管和由上至下并排設置的至少兩排擴散總管，每排所述擴散總管由水平設置的多根擴散管構成，每根擴散管上分別連接有多根擴散支管，所述氨氮混合氣輸入管連接于外部氨氮混合氣供氣裝置與各所述擴散總管之間，在各所述擴散管和各所述擴散支管上均開設有若干擴散孔。