[发明专利]一种烟气脱硝催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及氮氧化物还原催化材料的技术领域，具体地说是一种烟气脱硝催化剂，尤其涉及一种用于火电厂燃煤锅炉烟气脱硝催化材料结构。

背景技术

随着我国经济的快速发展，电力需求的快速增加使得燃煤锅炉不断扩建，煤的大量使用导致了更多的氮氧化物（即NO_X）的产生。“十二五”期间火电厂氮氧化物排放量将由2010年的1050万吨增加到1200万吨，这些氮氧化物将会对中国大气环境造成严重危害，控制氮氧化物的排放工作刻不容缓，火电厂脱硝已成为“十二五”期间的工作重点。

火电厂烟气脱硝技术主要有气相反应法、液体吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等等方法。在这些方法中，目前只有选择性催化还原法（即SCR， Selective Catalytic Reduction）和选择性非催化还原法（即SNCR， Selective non-catalytic Reduction）在大型燃煤电厂获得了较好的应用。其中SCR法技术成熟、脱硝率高，几乎无二次污染，是目前世界上的主流技术。SCR法脱硝就是利用还原剂如氨、一氧化碳或碳氢化合物等将烟气中的氮氧化物还原为氮气。催化剂是SCR系统的核心，其投资成本占脱硝装置总投资的30%-40%，其属于易耗品，需要定期更换和清理。催化剂通常采用TiO₂（二氧化钛）作为载体，V₂O₅（五氧化二钒）作为主要活性成分，另外加入WO（氧化钨）、MoO₃（三氧化钼）等作为催化剂辅助成分。该类催化剂具有较高的脱硝活性和较好的抗SO₂、H₂O性能，适合现有脱硝工艺的应用。

目前流程的成熟催化剂形式有蜂窝式、波纹状和平板式。蜂窝催化剂由催化原材料通过混合、挤压、成型、干燥、塑造一系列过程生产而成；其特点是比表面积较大、耐磨性较好、寿命较长、再生性能较好等等。板式催化剂以金属为母体，将催化剂原料以一定的厚度涂于金属表面，然后经过干燥、塑造过程制成；其特点是对烟气的高尘适应能力强、机组运行安全性较高。波纹板催化剂先制作玻璃纤维加固的TiO₂（二氧化钛）基板，再经过浸泡而成；其特点是比表面积大、压降比较小。根据催化剂的特点和目前国内燃煤电厂的需求，蜂窝式催化剂得到了广泛的应用，占市场份额的70%左右；其次是平板催化剂，占市场份额的25%左右；波纹状催化剂应用较少。尽管蜂窝式催化剂目前是主流产品，但是仍然不能忽略它的缺陷。由于其特殊的结构，蜂窝式催化剂对烟气的阻力较大，特别是脱销系统运行时，系统生成的硫酸氢氨在锅炉低负荷时粘结性强，容易在催化剂入口部位产生堵塞，影响机组安全运行。一旦吹扫不及时或吹扫不干净，催化剂局部容易发生堵塞，其他部位烟气流速增大，造成催化剂过快磨损。蜂窝式催化剂采用模块化制作，每个模块体积较大，一般模块长宽高约为970mm×1910mm，高度在1~2m间，在吊装、安装、再生时不易操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的烟气脱硝催化剂，它可克服现有技术中对烟气的阻力较大，耐磨性、可再生性差，以及机组运行性能差的一些不足。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种烟气脱硝催化剂，其特征在于：所述的催化剂由重量百分比为60-90%的TiO₂二氧化钛、10—30%的活性剂和1-10%的辅助剂组成的，上述各成分的重量百分比之和为100%，所述的活性剂为下列三种物质中的一种：V₂O₅五氧化二钒、V₂O₅-WO₃五氧化二钒—三氧化钨或者V₂O₅-MoO₃五氧化二钒—三氧化钼。

一种烟气脱硝催化剂的搅拌装置，其特征在于：所述的辅助设备设有工作槽，工作槽内设有搅拌装置，工作槽的顶部设有蒸汽吹扫装置。

使用时，本发明的催化剂设置在有搅拌装置的槽中，烟气从上往下通过该槽，烟气与槽中的催化剂材料进行充分接触、反应。当进出槽口的压差达到一定值时，电机启动搅拌装置，带动催化材料进行搅拌，同时进行蒸汽吹扫；使得附着于催化剂小球表面的灰被清除。催化剂的层数和高度根据具体的脱硝工艺进行灵活选择。

当催化材料进行再生时，通过移出槽，取出已磨损的催化小球，补充新的小球到槽中。取出的小球经过再生后储存，以便下次再使用。

本发明的特点如下：