一种SNCR增效剂制备方法和应用技术

本发明专利技术属于工业过程烟气净化技术领域，公开了一种SNCR增效剂制备方法和应用。该方法将原材料、碱源、晶种和水搅拌得到混合溶液，经水热晶化、脱水、氨交换、洗涤和煅烧后得到增效剂。本发明专利技术所合成的增效剂利用了固废材料中过渡金属元素的催化性能，采用水热反应制备高比表面积的廉价催化材料。在500～950℃宽温度范围内可大幅提升SNCR脱硝效率，且制备工艺简单，经济性优越，可用于工业过程的中高温烟气氮氧化物的排放控制。氮氧化物的排放控制。

【技术实现步骤摘要】
一种SNCR增效剂制备方法和应用


[0001]本专利技术属于工业过程废气净化
，具体涉及一种SNCR增效剂制备方法和应用。

技术介绍

[0002]中高温条件下采用脱硝还原剂可实现烟气中氮氧化物转化为氮气，以实现脱硝目的。当烟气温度为300～400℃左右时，可采用V/W/Ti催化剂，催化氨或者尿素等还原剂还原氮氧化物过程。当烟气温度850～1100℃时，可直接采用氨或者尿素等还原剂还原氮氧化物，无需催化剂，即可实现较高的脱硝效率，该方法为选择性非催化还原脱硝技术，英文简称为SNCR。
[0003]近年来，为积极响应我国碳达峰、碳中和的战略目标，作为基础能源的燃煤发电行业将逐步承担“深度调峰”的作用，以保障可再生能源的大力发展。而在锅炉低负荷运行时炉膛温度较低，SNCR还原剂喷入点温度常低于最佳脱硝温度范围，会导致直接喷氨效果下降。为此，需开展600～950℃脱硝增效方法的研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种SNCR增效剂及其制备方法和应用，以实现在500～950℃的宽温度范围内高效脱除氮氧化物。
[0005]部分氢型分子筛(如HZSM
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5、HSSZ
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13)在600～950℃温度区间具备一定的催化还原NOx活性。但实际使用该材料时仍面临成本高昂、经济性受限的问题。锅炉循环灰作为一种廉价的废弃物，因其化学性质具备合成分子筛所需的Si2O3和Al2O3(硅源和铝源)，同时含有一定量铁和其他过渡金属元素，利于分子筛制备过程中的负载和激活，使其具备在中高温条件下催化还原NOx的能力。
[0006]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种SNCR增效剂制备方法，其特征在于，该方法包括：将原材料、碱源、晶种和水搅拌得到混合溶液，经水热晶化、脱水、氨交换、洗涤和煅烧后得到增效剂。
[0008]所述的一种SNCR增效剂制备方法，其特征在于，所述原材料为循环灰、粉煤灰、脱硫灰中的一种或几种混合物。
[0009]所述的一种SNCR增效剂制备方法，其特征在于，所述碱源为氢氧化钠、氨水中的一种或两种混合物，碱液的浓度为0.1～5mol/L，固液比为1～10g/ml。
[0010]所述的SNCR增效剂制备方法，其特征在于，所述晶种为HZSM
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5、HSSZ
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13中的一种或两种混合物，用量为原材料质量的0.1～5％。
[0011]所述的SNCR增效剂制备方法，其特征在于，所述氨交换溶液为氯化铵、硫酸铵中的一种或两种混合物，溶液的浓度为0.1～5mol/L，固液比为1～10g/ml。
[0012]所述的SNCR增效剂制备方法，其特征在于，所述水热晶化温度为70～95℃，水热晶化时间为3～12小时；氨交换温度为75～85℃，时间为0.5～4小时；煅烧在高温炉或中高温
脱硝应用中在线煅烧，温度为500～950℃，煅烧时间为1～5小时。
[0013]一种SNCR增效剂的应用，其特征在于：将所述增效剂应用于中高温500～950℃含NOx烟气的脱硝反应中，中高温脱硝中采用的氮氧化物还原剂为氨、尿素中的一种或两种混合物。
[0014]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0015]1)经济性：合成增效剂所需原材料中的硅源、铝源来自低成本的固体废弃物，而不是价格更高的纯相偏铝酸钠、硅酸钠(水玻璃)等材料，具备优越的技术经济性。
[0016]2)有效性：原材料灰中所含一定量铁和其他过渡金属元素，其本身具备吸附激活还原剂NH3并催化还原NOx的能力，可协同增效剂制备过程中利用大比表面积的优势进行有效负载和激活，使其具备在中高温条件下催化还原NOx的能力。
[0017]3)便利性：原材料循环灰来自循环流化床锅炉，灰粒径约为0.1～0.3mm，在制备过程中颗粒仅发生表面改性，粒径保持不变。因此，成品增效剂便于加入到实际锅炉内，例如与煤混合加入、气力输送单独加入等，新建或改造便利，工业上易于实现。
[0018]4)协同性：合成的增效剂成分具有高比表面积、多孔结构等优势，易于吸附未反应的NH3分子，从而减弱脱硝过程中出现的氨逃逸现象。
[0019]总之，本专利技术与现有中高温脱硝技术相比，具有脱硝温度区间宽、经济性优越、便利性强、减少氨逃逸的优点，可用于工业过程的中高温烟气中氮氧化物的排放控制。
具体实施方式
[0020]下面结合实例对本专利技术的做进一步说明，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。需要理解的是，本专利技术并不局限于下述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改。
[0021]本专利技术的目的是提供一种SNCR增效脱硝方法，其特征在于，SNCR增效剂制备方法包括：将原材料、碱源、晶种和水搅拌得到混合溶液，经水热晶化、脱水、氨交换、洗涤和煅烧后得到增效剂。
[0022]在具体的实施方案中，原材料为循环灰、粉煤灰、脱硫灰中的一种或几种混合物。
[0023]在一个实施方案中，所述碱源为氢氧化钠、氨水中的一种或两种混合物，碱液的浓度为0.1～5mol/L，固液比为1～10g/ml。
[0024]在具体的实施方案中，晶种为HZSM
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5、HSSZ
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13中的一种或两种混合物，用量为原材料质量的0.1～5％。
[0025]在一个实施方案中，所述氨交换溶液为氯化铵、硫酸铵中的一种或两种混合物，溶液的浓度为0.1～5mol/L，固液比为1～10g/ml。
[0026]本专利技术的SNCR增效剂合成方法中，水热晶化温度为70～95℃，水热晶化时间为3～12小时；氨交换温度为75～85℃，时间为0.5～4小时；煅烧在高温炉或中高温脱硝应用中在线煅烧，温度为500～950℃，煅烧时间为1～5小时。
[0027]本专利技术的SNCR增效剂利用飞灰或者循环灰中所含一定量铁和其他过渡金属元素，应用于中高温500～950℃含NOx烟气的脱硝反应中，增效剂具备吸附激活还原剂NH3为活性
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NH2氨基基团，随后结合烟气中的NOx分子并将其进一步还原成为无害的N2和H2O。另一方面，增效剂可以协同增效剂制备过程中利用大比表面积的优势进行有效负载和激活，使活
性金属成分能够在颗粒孔道结构中分散负载而不发生团聚，从而具备在中高温条件下催化还原NOx的能力。
[0028]实施例1
[0029]一种SNCR增效剂，硅源、铝源为循环灰，碱源为NaOH，浓度为1mol/L，固液比为5g/ml；晶种为HZSM
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5，质量含量为1％；氨交换溶液为氯化铵，溶液的浓度为1mol/L，固液比为5g/ml。
[0030]制备方法包括如下步骤：水热晶化温度为90℃，晶化时间为10小时；氨交换温度为80℃，时间为3小时；煅烧在马弗炉或中高温脱硝应用中在线煅烧，温度为850℃，煅烧时间为2小时。冷却后得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SNCR增效剂制备方法，其特征在于，该方法包括：将原材料、碱源、晶种和水搅拌得到混合溶液，经水热晶化、脱水、氨交换、洗涤和煅烧后得到增效剂。2.根据权利要求1所述的一种SNCR增效剂制备方法，其特征在于，所述原材料为循环灰、粉煤灰、脱硫灰中的一种或几种混合物。3.根据权利要求1所述的一种SNCR增效剂制备方法，其特征在于，所述碱源为氢氧化钠、氨水中的一种或两种混合物，碱液的浓度为0.1～5mol/L，固液比为1～10g/ml。4.根据权利要求1所述的SNCR增效剂制备方法，其特征在于，所述晶种为HZSM
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5、HSSZ
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13中的一种或两种混合物，用量为原材料质量的0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涵子，由长福，
申请(专利权)人：华能集团技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：