[发明专利]一种基于SCR反应的低温脱硝反应器及方法

说明书

技术领域

本发明属于烟气脱硝技术领域，特别涉及一种基于SCR反应的低温脱硝反应器及方法。

背景技术

氮氧化物对环境的危害十分巨大，选择性催化还原(SCR)技术就是利用还原剂在催化剂的作用下，把烟气中的NOx还原成N₂，以减少化石燃料燃烧带来的环境污染。传统的脱硝反应器中主要发生4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O的化学反应，若不引入催化剂，该反应900℃以上才能达到较好的脱硝效果；在有催化剂存在的条件下，该反应所需要的温度在300℃以上，低温范围内的脱硝效率不足50％。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种基于SCR反应的低温脱硝反应器及方法。

一种基于SCR反应的低温脱硝反应器，烟气入口设于反应器的上部，烟气出口设于反应器的底部，反应器顶部为倾角为30°～40°的倾斜面，其内部由上至下依次为催化氧化层3，喷嘴5，静态混合器6和催化还原层7，所述喷嘴5与氨气储存与喷射系统4相连；催化氧化层3和催化还原层7选用钒钛系脱硝催化剂或过渡金属改性的分子筛脱硝催化剂。

烟气入口处设有入口导流板2，所述入口导流板2的折角为130°～150°；烟气出口处设有出口导流板9，所述出口导流板9为垂直导流板。

所述氨气储存与喷射系统4选用涡流静态混合式喷射格栅。

所述催化还原层7下部设有预备催化还原层8，预备催化还原层8选用钒钛系脱硝催化剂或过渡金属改性的分子筛脱硝催化剂。

上述一种基于SCR反应的低温脱硝反应器进行烟气脱硝的方法，反应器的烟气入口直接连接在电站锅炉尾部烟道1上，烟气由锅炉尾部烟道1流出后进入反应器，在反应器内先经催化氧化层3预氧化，使部分NO转化为NO₂，预氧化的烟气与喷嘴5喷入的NH₃混合，并经静态混合器6混合均匀后，在催化还原层7进行SCR反应，SCR主要反应为NO+NO₂+2NH₃→2N₂+4H₂O，反应速率达标准SCR反应4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O速率的10倍以上；反应器内的温度为200～350℃。

烟气入口处，烟气流动方向与竖直方向的夹角为45°-65°。

预氧化后，烟气中NO与NO₂的摩尔比为(0.8-1.2):1。

NH₃喷入量与烟气中NOx的摩尔比为(0.9-1.05):1。

所述催化还原层7下部设有预备催化还原层8，经催化还原层7反应的烟气通过预备催化还原层8，进一步将残余的NOx还原成N₂。

反应器内烟气的空速大小为20000～40000h^-1；反应器内部烟气流速均匀，各层催化剂表面的烟气速度相对标准偏差小于6％。

本发明的有益效果为：本发明所设计的新型锅炉脱硝反应装置，通过改变喷氨系统的位置，引入快速SCR反应工艺，在反应器内部设置两种不同功能的催化剂层，使得烟气在反应器内经过先氧化后催化还原的过程，使脱硝主要反应由4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O转变为NO+NO₂+2NH₃→2N₂+4H₂O，大大提高了烟气低温段的脱硝效率，在200℃左右脱硝的效率可达98％以上。

附图说明

图1为一种基于SCR反应的低温脱硝反应器的示意图；

标号说明：1-锅炉尾部烟道、2-入口导流板、3-催化氧化层、4-氨气储存与喷射系统、5-喷嘴、6-静态混合器、7-催化还原层、8-预备催化还原层、9-出口导流板、10-反应器出口烟道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。