一种生物质锅炉SCR催化还原法脱硝工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种生物质锅炉SCR催化还原法脱硝工艺。该工艺在SCR催化还原法脱硝工艺中引入复合型活性物质作为催化剂，反应温度降低至260～290℃，所述的催化剂由按占生物质的质量百分比计的如下成分组成：五氧化二钒0.25～1％，三氧化钼0.25～1％，二氧化锰0.25～1％。本发明专利技术的复合型活性物质能够完全解决上述催化剂失活的问题，不仅运行成本低，而且运行很稳定，目前为止，最长运行时间已经达到2年，催化剂寿命得到充分检验。本发明专利技术的催化剂能够使反应温度降低到260～290℃，显著降低了反应温度，同时将反应效率提升到了80％以上。

SCR catalytic reduction denitration process of biomass boiler

【技术实现步骤摘要】
一种生物质锅炉SCR催化还原法脱硝工艺
本专利技术涉及生物质锅炉的脱硝工艺，特别涉及一种生物质锅炉SCR催化还原法脱硝工艺。
技术介绍
区别于使用煤炭、石油等不可再生资源的传统热力发电，生物质发电使用燃料主要为农林废弃物，如秸秆、稻草、树皮、树枝、废旧家具等，属于可再生能源发电的一种。生物质电厂受到燃料运输限制，一般分散在农业或林业发达地区。目前全国生物质电厂约有400多座，一般为单套30MW发电机组为主，估计单体生物质电站锅炉超过500台套。同为新能源发电技术，生物质能有别于风能和太阳能，其燃烧中不可避免会带来部分污染，虽然为新能源发电成员之一，但国家并未出台特殊环保政策，同样须要满足《火电厂大气污染物排放标准》，同时满足重点区域制定的地方环保标准。生物质发电环保要求以上环保监测指标均需实时上传到各级环保部门，随时监控，一旦发现超标排放，将面临严重处罚。因此，生物质电厂环保压力非常巨大，各企业纷纷急于寻求新型环保设施，免于限产或关停处罚。从环保动向上来讲，各企业需求非常迫切。与燃煤锅炉相同，直燃方式的生物质发电工程，主要监测污染物为尘、SO2、NOx等项目，均需要进入在线监测，并上传至环保部门，实时监控。一旦超标排放，生物质发电企业将无法享受国家的增值税即征即退政策。即使企业投资大量资金达到超低排放标准，却不能享受与煤电行业同等的环保电价补贴。生物质发电的环保现状表现为：(1)尘的排放：尘为燃料灰分随烟气带出部分，一般使用布袋除尘器收集，主流布袋收尘器可以达到10-20mg/Nm3排放标准，较超低(净)排放≤5mg/Nm3有着较大差距。(2)SO2的排放：生物质燃料本身S含量极少，结合炉内石灰石脱硫技术，一般可达标。(3)NOx的排放：硝排放是生物质锅炉烟气治理的难点，由于燃烧温度低，烟气成分腐蚀性强，燃煤电厂脱硝方式很难达到现行排放指标。生物质锅炉燃烧后烟气具有钾、钠离子含量高，水汽含量大，重金属含量高等一系列的特点，传统燃煤锅炉使用催化剂不能适用。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种生物质锅炉SCR催化还原法脱硝工艺。一种生物质锅炉SCR催化还原法脱硝工艺，其特征在于，在SCR催化还原法脱硝工艺中引入复合型活性物质作为催化剂，反应温度降低至260～290℃，所述的催化剂由按占生物质的质量百分比计的如下成分组成：五氧化二钒0.25～1％，三氧化钼0.25～1％，二氧化锰0.25～1％。进一步地，五氧化二钒0.3～0.8％，三氧化钼0.3～0.8％，二氧化锰0.3～0.8％。进一步地，五氧化二钒0.35～0.7％，三氧化钼0.35～0.7％，二氧化锰0.35～0.7％。进一步地，还原剂为NH3。值得说明的是，SCR催化还原法脱硝工艺为传统的选择性催化还原法，具体是指：300～420℃下，将还原剂(如NH3、液氨、尿素)与窑炉烟气在烟道内混合，在催化剂的催化作用下，将NOX反应并生成无毒无污染的氮气N2和水H2O。针对生物质锅炉的不同灰分，可以调节催化剂的上述成分配比，从而更好地保证催化剂脱硝效率，防止催化剂失效。生物质锅炉催化剂失效一般分为以下几个部分：A、碱金属的毒化(K，Na等)由于可溶性的碱金属盐(K，Na等)的碱性比NH3的大，碱金属盐与催化剂活性成分反应，造成催化剂的中毒。在燃煤锅炉中，碱金属盐大都是难溶的，碱金属对催化剂的毒化较小。但是生物质锅炉中碱金属离子含量远高于燃煤锅炉，因此适用于燃煤锅炉的SCR脱硝催化剂不加以处理，无法适用于生物质锅炉燃烧。B、催化剂堵塞由于生物质锅炉灰分中，水汽浓度高、灰分黏度大、有机质残留多，为保证一定的接触面积，催化剂一般需做成多孔蜂窝状，孔眼直径在5mm左右，极易造成催化剂堵塞，因此，需要对催化剂进行特殊工艺处理。图1为堵塞前，图2为堵塞后。C、水的毒化水在烟气中以水蒸气的形式出现，水蒸气在催化剂表面的凝结一方面会加剧K,Na等碱金属可溶性盐对催化剂的毒化，另一方面凝结在催化剂毛细孔中的水蒸气，在催化剂温度增加的时候，会汽化膨胀，损害催化剂细微结构，最终可能导致催化剂的破裂。D、As和CaO的毒化烟气中的气态As吸附在催化剂活性基上，造成催化剂的毒化。E、高温烧结。主要是由于SCR反应器入口烟气温度过高，或者在催化剂的表面附着的未燃烧燃料，在烟温增高情况下燃烧造成催化剂物理结构破坏、催化剂活性面积减少。防治高温烧结，首先保证进入催化剂的烟气的温度不得高于催化剂的允许温度；并且在锅炉的启动和运行中避免油滴、未燃碳等可燃物颗粒堆积在催化剂表面。同时应选择合适的催化剂成份，承受可能出现的温度偏差。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术的复合型活性物质能够完全解决上述催化剂失活的问题，不仅运行成本低，而且运行很稳定，目前为止，最长运行时间已经达到2年，催化剂寿命得到充分检验。(2)本专利技术的催化剂能够使反应温度降低到260-290℃，显著降低了反应温度，同时将反应效率提升到了80％以上。附图说明图1为催化剂堵塞前的图片。图2为催化剂堵塞后的图片。图3为实施例1处理后的排放指标显示牌图片。具体实施方式实施例1河南某生物质锅炉，采用本专利技术的生物质锅炉SCR催化还原法脱硝工艺，以NH3为还原剂，反应温度为280℃，所采用的催化剂为(按占生物质的质量百分比计)：五氧化二钒0.35％，三氧化钼0.4％，二氧化锰0.35％。排放指标如图3和下表所示(显示数据0表示没检出)：SO2NOx尘运行指标800.09当地允许排放指标355010此外，其各项指标均远远低于环保规定，因此，在环境大气重度污染天气下，取得运行豁免。实施例2广西某公司，采用本专利技术的生物质锅炉SCR催化还原法脱硝工艺，以NH3为还原剂，反应温度为280℃，所采用的催化剂为(按占生物质的质量百分比计)：五氧化二钒0.4％，三氧化钼0.45％，二氧化锰0.3％。脱硝改造项目在达标验收的同时，其还原剂氨水用量从180L/h降低到70L/h，年节约运行成本80万元(节约的水、电、以及氨水过量喷入带来的锅炉效率损失、尾部受热面结晶腐蚀等均未计入)。实施例3取某生物质电厂除尘器收集的飞灰，电厂燃料分析如下：主要生物质燃料类型有：玉米杆、麦糠、树枝、木材边角料、树根、树皮、豆杆、辣椒杆、花生壳、麦秆、棉花杆、芝麻杆和玉米芯。综合考虑生物质燃料的特点、来源及季节因素，给出生物质锅炉设计工况的燃料组成秸秆类35﹪，次小薪材物料50﹪，麦糠类15﹪。表1燃料CarHarOarNarSarWarAarVrQar,net设计燃料26.963.6325.670.870.0734.18.7539521kj/kg校核燃料31.024.13290.670.0829.45.757.111175kj/kg飞灰成分分析如下：SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOTiO2S03P2O5Na2O灰样一45％3.00％1.10％9％12％0.10％1.80％5.00％18％灰样一6％2％0.80％28.30％5％0.08％11％3％16％催化剂活性成分总量按生物质质量1％组成，分别按以下比例进行实验：V2O5MnO2MoO3样品1100样品20.50.50样品30.50.5样品40.50.250.25将上述4组样品分别取150mm*150m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质锅炉SCR催化还原法脱硝工艺，其特征在于，在SCR催化还原法脱硝工艺中引入复合型活性物质作为催化剂，反应温度降低至260～290℃，所述的催化剂由按占生物质的质量百分比计的如下成分组成：五氧化二钒0.25～1％，三氧化钼0.25～1％，二氧化锰0.25～1％。

【技术特征摘要】
1.一种生物质锅炉SCR催化还原法脱硝工艺，其特征在于，在SCR催化还原法脱硝工艺中引入复合型活性物质作为催化剂，反应温度降低至260～290℃，所述的催化剂由按占生物质的质量百分比计的如下成分组成：五氧化二钒0.25～1％，三氧化钼0.25～1％，二氧化锰0.25～1％。2.根据权利要求1所述的生物质锅炉SCR催化还原法脱硝工艺，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王赛锋，唐稷南，
申请(专利权)人：湘潭南方环保科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43