[发明专利]一氧化碳还原脱除高温烟气中NOx的工艺及反应器

说明书

技术领域

本发明属于烟气污染控制技术领域，特别涉及一氧化碳还原脱除高温烟气中NO_x的工艺及反应器。适用于燃煤电厂、工业锅炉、裂化催化剂再生等的烟气净化方法。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是主要的大气污染物之一，是导致酸雨、臭氧层破坏的重要原因之一，严重损害人类的健康和生存环境。因此，世界各国相继制定了NO_x的排放标准，并且随着人们环保意识的增强，对NO_x的排放的限制日益严格。

目前，烟气NO_x净化技术主要包括：(1)原料预处理技术；(2)烟气后处理，包括选择性非催化还原(SNCR)法和选择性催化还原(SCR)法；(3)反应器内还原技术，包括使用脱硝催化剂、燃料分级、烟气返回等。方法(1)需要对原料进行筛选、深加工处理等，通常需要耗费大量的能源；方法(2)需要增加烟气脱硝装置，操作费用高；方法(3)在理论上是经济的脱NO_x方法，但该方法催化剂容易失活，比如在SO₂和富氧条件下，脱硝催化剂将很快失活，而且燃料分级、烟气返回的脱硝效率低一直没有得到很好的解决。人们通常的解决方法是开发新的高活性催化剂，却鲜有通过创造还原气氛还原脱除NO_x的工艺方法，实现NO_x的脱除。本发明提出了高温下利用CO还原脱除NO_x的工艺方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种一氧化碳还原脱除高温烟气中NO_x的工艺及反应器。

一氧化碳还原脱除高温烟气中NO_x的工艺，其特征在于：该工艺在多段流化床反应器中进行，含有NO_x的烟气从所述的多段流化床反应器的第一段反应器的底部通入，同时在每一段反应器的底部均通入一氧化碳气体，含有NO_x的烟气顺次经过每一段反应器，与流化床反应器中的流化介质表面接触并反应，第一段反应器中，通入的一氧化碳气体与含有NO_x的烟气的反应，在其后每一段反应器底部通入的一氧化碳气体均与来自前一段反应器的烟气中未反应的NO_x继续反应，反应后的烟气从最后一段反应器的顶部出口排出。

所述多段流化床反应器为3～5段流化床反应器。选用多段流化床反应器的目的是增加NO_x在还原区的停留时间。

所述流化介质为Al₂O₃、SiO₂、分子筛或FCC再生催化剂中的至少一种。所述流化介质的颗粒大小在50～200μm之间。所述流化床反应器的每一段反应器中均装填有所述流化介质。

一氧化碳还原NO_x反应在0.1～0.5MPa的低压下或常压下进行，反应温度在600～800℃范围内。

所述烟气的空速在2000～10000h^-1范围内。

所述烟气中氧气浓度为0.5～5％，水蒸气含量低于10％，优选的低于5％。

最后一段反应器中，氧含量低于0.5％，优选的氧含量低于0.2％。

通入所述多段流化床反应器中的一氧化碳气体中，CO浓度为1～6％。可以采用CO与惰性气体或者还原性气体复配而得，也可以将反应后的烟气作为一氧化碳气体再通入到所述的多段流化床反应器中。

在所述第一段反应器中通入CO浓度优选1～5％，在第二段至后续段内流化床中通入CO浓度优选2～6％。

通入所述的多段流化床反应器中的一氧化碳气体中CO总量与烟气中氧含量的摩尔比(CO/O₂)在2～6之间，优选的比值范围在3～4之间。

本方法适用于高温、且氧含量高的烟气中NO_x的脱除。

一氧化碳还原脱除高温烟气中NO_x的反应器，该反应器为多段流化床反应器，其特征在于：在所述多段流化床反应器的每一段反应器的底部均设置气体分配器。

所述多段流化床反应器为3～5段流化床反应器。