一种利用可助力NO2生成的添加剂来实现SCR高效脱硝的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用可助力NO2生成的添加剂来实现SCR高效脱硝的方法。本发明专利技术的方法体系设置两个装置：NO2发生装置，内含NH4NO3/HNO3/H2O2/O3；脱硝反应装置，填充有NO

【技术实现步骤摘要】
一种利用可助力NO2生成的添加剂来实现SCR高效脱硝的方法


[0001]本专利技术属于环境保护
，具体涉及可助力NO2生成的添加剂的引入、利用及高效SCR脱硝技术的应用。

技术介绍

[0002]近几年，我国在石油化工、机动车辆等的发展迅猛，以氮氧化物(NO
x
)为代表的大气污染物也随之大幅增加。NO
x
被认为是酸雨和光化学烟雾的罪魁祸首，严重威胁着公众健康和生态环境。催化控制NO
x
是目前国际上应用最广的技术之一，在欧洲和日本，选择性催化还原(SCR)技术在烟气脱硝领域的市场占有率高达95％。在我国，借助V2O5‑
WO3/TiO2或V2O5‑
MoO3/TiO2为商用催化剂的SCR技术也成为了电力行业的主流脱硝工艺。但该工艺所需的温度较高(＞300℃)，对于钢铁、玻璃、水泥等行业，其烟气温度普遍低于300℃。因此亟需使商用催化剂的温度窗口向低温区偏移。
[0003]基于此，已有学者提出在SCR脱硝反应装置前增加预氧化装置，将烟气中的NO部分预氧化成NO2，以提高低温工况下NO
x
转化效率。预氧化所采用的催化剂为Pt等贵金属催化剂和负载金属氧化物催化剂，在含有SO2的烟气中，这些催化剂将NO氧化成NO2的同时会将SO2氧化成SO3，进而生成硫酸氢氨，导致后面SCR脱硝反应装置中的催化剂硫中毒。因此，若不借助含有催化剂的氧化装置，在实现NO2产生的同时避免SO2的氧化，将在提高NO
x
转化率的前提下避免SCR催化剂的硫中毒问题。
[0004]NH4NO3/HNO3在一定温度下可自行分解产生NO2、NH3和H2O，分解产生的NH3可与喷氨系统引入的氨一起参与SCR反应，H2O为SCR的产物，并不会对SCR反应产生很大影响，且NH4NO3/HNO3对SO2不具有氧化性，因此通过热分解NH4NO3/HNO3在来实现NO2的产生是可行的。H2O2/O3为很好的氧化剂，可以氧化烟气中的部分NO为NO2，且与NO的氧化反应活化能远低于其与SO2的氧化反应活化能，在NO和SO2同时存在时，H2O2/O3也会优先氧化NO，因此，借助H2O2/O3来实现NO2产生的同时避免SO2的氧化也是可行的。
[0005]综上所述，针对现有技术中含有催化剂的预氧化技术存在的不足，提供了一种可避免SCR催化剂硫中毒的、利用可助力NO2生成的添加剂来实现SCR高效脱硝的方法，具体涉及一种NH3‑
SCR催化剂、NH3‑
SCR催化剂的制备方法及SCR高效脱硝方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是：
[0007]本专利技术针对含有催化剂的预氧化技术存在的不足，提供了一种可避免SCR催化剂硫中毒的、利用可助力NO2生成的添加剂来实现SCR高效脱硝的方法。
[0008]本专利技术提供的利用可助力NO2生成的添加剂来实现SCR高效脱硝的方法，基于可助力NO2生成的添加剂的引入及SCR高效脱硝原理分析如下：：可助力NO2生成的添加剂为NH4NO3/HNO3/H2O2/O3中的一种或多种，可助力NO2生成的添加剂通过热分解法或发生氧化反应来产生NO2，其中：热分解物质为NH4NO3/HNO3，其在一定温度下可自行分解产生NO2、NH3和
H2O；H2O2/O3为氧化剂，可氧化烟气中的部分NO为NO2。
[0009]本专利技术中通过添加剂引入后生成的NO2、剩余的NO，NH3将在NH3‑
SCR催化剂的作用下发生快速SCR反应，快速SCR反应具有更高的反应速率，将大大提高低温工况下NO
x
转化效率。
[0010]本专利技术操作工艺简单，NO
x
的去除率在低温下可达到99％以上，且催化剂的选择性为100％，无有毒副产物N2O的产生。
[0011]为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0012]一种利用可助力NO2生成的添加剂来实现SCR高效脱硝的方法，
[0013]至少包括NO2发生装置和脱硝反应装置，
[0014]其中，所述NO2发生装置内设有可助力NO2生成的添加剂；
[0015]所述脱硝反应装置内设有权利要求1所述的NH3‑
SCR催化剂；
[0016](1)将烟气引入NO2发生装置，该装置为NH4NO3/HNO3分解装置或H2O2/O3氧化装置，NH4NO3/HNO3分解产生NO2、NH3和H2O或原烟气中部分NO经H2O2/O3氧化生成NO2；
[0017](2)再进行喷氨操作，使NH3、剩余的NO、氧化形成的NO2等一起进入NH3选择性催化还原NO
x
(NH3‑
SCR)脱硝反应器，NH3、剩余的NO和氧化形成的NO2在NH3‑
SCR催化剂的作用下发生快速SCR反应，最后完全有效地转化为N2和H2O，实现NO
x
的高效去除
[0018]作为本方案的进一步改进，所述可助力NO2生成的添加剂为NH4NO3/HNO3/H2O2/O3中的任意一种或多种。
[0019]作为本方案的进一步改进，所述可助力NO2生成的添加剂通过热分解法或发生氧化反应来产生NO2。
[0020]作为本方案的进一步改进，所述可助力NO2生成的添加剂中的热分解物质为NH4NO3/HNO3，H2O2/O3为氧化剂。
[0021]在上述方案中，可助力NO2生成的添加剂在一定温度下自行分解产生NO2、NH3和H2O；再者，H2O2/O3为氧化剂，可氧化烟气中的部分NO为NO。
[0022]上述SCR高效脱硝方法中，通过首先将烟气引入NO2发生装置，该装置为NH4NO3/HNO3分解装置或H2O2/O3氧化装置，NH4NO3/HNO3分解产生NO2、NH3和H2O或原烟气中部分NO经H2O2/O3氧化生成NO2；
[0023]然后，再进行喷氨操作，使NH3、剩余的NO、氧化形成的NO2等一起进入NH3选择性催化还原NO
x
(NH3‑
SCR)脱硝反应器，NH3、剩余的NO和氧化形成的NO2在NH3‑
SCR催化剂的作用下发生快速SCR反应，最后完全有效地转化为N2和H2O，最终能够实现NO
x
的高效去除；
[0024]前期热分解产生的NH3可与喷氨系统引入的氨一起参与SCR反应，H2O为SCR的产物，并不会对SCR反应产生很大影响，且NH4NO3/HNO3对SO2不具有氧化性，H2O2/O3与NO的氧化反应活化能远低于其与SO2的氧化反应活化能，在NO和SO2同时存在时，H2O2/O3也会优先氧化NO，因此该NO2发生装置可避免SCR催化剂的硫中毒问题。
[0025]一种常规NH3‑
SCR催化剂，
[0026]NH3‑
SCR活性的催化剂A
‑
B元素/C元素，元素A选自V，Ce，Mn，Fe，Co，元素本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用可助力NO2生成的添加剂来实现SCR高效脱硝的方法，其特征在于，设置两个装置：NO2发生装置，内含NH4NO3/HNO3/H2O2/O3，脱硝反应装置，填充有NH3‑
SCR催化剂；具体步骤为：(1)将烟气引入NO2发生装置，该装置为NH4NO3/HNO3分解装置或H2O2/O3氧化装置，NH4NO3/HNO3分解产生NO2、NH3和H2O或原烟气中部分NO经H2O2/O3氧化生成NO2；(2)进行喷氨操作，使NH3、剩余的NO、氧化形成的NO2等一起进入NH3选择性催化还原NO
x
(NH3‑
SCR)脱硝反应器，NH3、剩余的NO和氧化形成的NO2在NH3‑
SCR催化剂的作用下发生快速SCR反应，最后完全有效地转化为N2和H2O，实现NO
x
的高效去除。2.根据权利要求1所述的利用可助力NO2生成的添加剂来实现SCR高效脱硝的方法，其特征在于，所述的可助力NO2生成的添加剂为NH4NO3/HNO3/H2O2/O3中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的利用可助力NO2生成的添加剂来实现SCR高效脱硝的方法，其特征在于，所述可助力NO2生成的添加剂通过热分解法或发生氧化反应来产生NO2，其中：热分解物质为NH4NO3/HNO3，其在一定温度下可自行分解产生NO2、NH3和H2O；H2O2/O3为氧化剂，可氧化烟气中的部分NO为NO2。4.根据权利要求1所述的利用可助力NO2生成的添加剂来实现SCR高效脱硝的方法，其特征在于，所述的NH3‑
SCR催化剂为具有NH3‑
SCR活性的催化剂A
‑
B/C，这里元素A选自V，Ce，Mn，Fe，Co，元素B选自W，Mo，Nb，Ta，元素C选自TiO2，Al2O3，MgO。5.根据权利要求1所述的利用可助力NO...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐幸福，曲韦烨，胡晓蕾，
申请(专利权)人：嘉兴复翼环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：