《CO、(NH4)2SO3还原及NO催化氧化脱硝技术研发》项目总
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烟气脱硝系统还原剂由尿素代替液氨环境影响论证分析作者:韦宏雷来源:《大众科学》2024年第05期摘要:火电厂烟气脱硝系统主要以液氨作为还原剂,液氨属于有毒气体,且易液化,与空气或氧气混合后会形成爆炸性混合物。
随着国家对安全和环境保护的日益重视,烟气脱硝系统还原剂由尿素代替液氨已成为趋势,尿素替代液氨工艺已经成熟,受到许多氮氧化物产生量大的企业的青睐,不仅可大大降低企业的安全隐患,保障工作人员生命和企业财产安全,还可以降低环境污染风险。
关键词:液氨还原剂氮氧化物脱硝环境污染环境风险中图分类号: X773;TQ426文献标识码: A文章编号: 1679-3567(2024)05-0055-03Demonstration Analysis of the Environmental Impact of Replacing Liquid Ammonia with Urea as the Reducing Agent of the Flue Gas Denitration SystemWEI HongleiGuilin Jiahua Environmental Technology Co., Ltd., Guilin, Guangxi Zhuang Autonomous Region, 541004 ChinaAbstract: The flue gas denitration system in thermal power plants mainly uses liquid ammonia as a reducing agent. Liquid ammonia is toxic gas and easily liquified, and an explosive mixture can be formed by mixing it with air or oxygen. With the increasing attention of the country to safety and environmental protection, it has become a trend to replace liquid ammonia with urea as the reducing agent of the flue gas denitration system. The technology of re‐placing liquid ammonia with urea has been mature and favored by many enterprises with large amounts of nitrogen oxides, which can not only greatly reduce the safety hazards of enterprises to ensure the safety of the staff’s lives and enterprises’ property, but also reduce environmental risks and environmental pollution.Key Words: Liquid ammonia; Reducing agent; Nitrogen oxides; Denitration;Environmental pollution; Environmental risk目前,国内针对烟气脱硝系统还原剂由尿素代替液氨的可行性研究,大多数是从技术、经济和安全等层面出发,却忽视了环境保护方面的可行性。
优化脱硝操作工艺,提高脱硝效果【摘要】SCR法是炼焦行业废气脱硝的一种方法,本文探讨了影响脱硝效果的因素,主要有脱硝催化剂活性性能因素、生产工艺因素和氨水喷嘴等因素的影响。
生产工艺因素对脱硝效果的影响主要有反应温度、空速、粉尘、氨氮摩尔比等因素。
氨水喷嘴是脱硝工艺中的关键设备,需要选择合适的孔径和安装距离,并提出了技术要求。
脱硝催化剂再生是恢复脱硝效果的一个重要手段,它适用于低温型脱硝催化剂。
通过选择性能优良的低温脱硝催化剂,改善并优化了脱硝操作工艺条件,选择性能优良的氨水喷嘴,提高了我公司的SCR法脱硝效果。
关键词:SCR法脱硝,低温脱硝催化剂,反应温度、空速、粉尘、氨氮摩尔比,氨水喷嘴,脱硝催化剂再生。
1.前言炼焦行业在生产过程中会产生的各种废气,这些废气主要包含焦炉烟囱废气、干熄焦废气、装煤和推焦过程产生的废气,这些废气含有SO2、粉尘以及氮氧化物等物质,影响着生态环境,需要进一步除尘脱硫脱硝脱白等处理,才能排放到大气环境中。
现在脱硫的技术主要包括半干法脱硫技术、干法脱硫技术、湿法脱硫技术、小苏打脱硫等,脱硝可行技术主要包括:SCR(选择性催化还原烟气脱硝)、SNCR(非催化还原烟气脱硝)、活性炭(焦)脱硫脱硝一体化技术等【1】,其中脱硝技术SCR应用最多,SCR方法需要补加一部分氨作为还原剂,但是在实际操作过程中要控制氨逃逸。
由于焦炉生产工艺特点导致焦炉烟气的烟气量和NOx呈现较大的波动状态,在波动的烟气工况下,既要保证NOx的超低排放,又要满足氨逃逸的排放要求。
依靠SCR脱硝系统去控制,很难保证NOx超低排放。
同时,又时刻保证氨逃逸指标。
基于焦炉烟气SCR脱硝的现状,焦炉烟道气综合治理的工艺路线和关键技术产品的选择便至关重要。
中鸿煤化公司成立于2009年10月,经过不断创新发展,已成为一家集焦炭、焦油、粗苯、硫酸铵、甲醇、合成氨等产品生产销售、技术推广服务、对外贸易为一体的现代煤化工企业。
选择性催化还原(SCR)法烟气脱硝技术摘要:选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术以其高效的特点在国外得到了普遍的应用。
本文概述了SCR法的基本原理、催化剂的分类及成型布置方式、SCR 系统在电站锅炉系统中的布置方式、系统的构成和主要装置设备以及工程应用中常见的问题和解决办法。
分别以飞灰、飞灰与Al2O3混合、堇青石蜂窝陶瓷的Al2O3涂层作为载体,担载CuO、Fe2O3等金属氧化物作为活性成分进行活性测试,在实验室理想气体条件下具有较高的效率。
关键词:选择性催化还原,催化剂,SCR系统,飞灰1. 引言NO和NO2是人类活动中排放到大气环境的大量常见的污染物,通称NOx。
酸雨主要由大气污染物如硫氧化物、氮氧化物及挥发性有机化合物所导致。
因为其对土壤和水生态系统所带来的变化是不可逆的,它的影响极其严重。
NOx对大气环境的污染除了其本身的危害之外,还由于它们参与光化学烟雾的生成而受到人们的特别关注。
固定源氮氧化物排放控制技术主要有两类:燃烧控制和燃烧后控制。
燃烧控制的手段主要包括低过量空气燃烧、烟气再循环、燃料再燃烧、分级燃烧和炉膛喷射等;燃烧后脱硝的措施包括湿法和干法[1]。
而在干法中,选择性催化还原(SCR)法烟气脱硝技术具有高效率的特点,目前最高的脱硝效率能达到95%以上,因此在世界范围内得到了十分广泛的应用。
SCR烟气脱硝系统最早由七十年代晚期在日本的工业锅炉机组和电站机组中得到应用。
到目前为止已经有170多套的SCR装置在日本的电站机组上运行,其总装机容量接近100,000MW。
在欧洲,SCR技术于1985年引入,并得到了广泛的发展。
电站机组的总装机容量超过60,000MW[2]。
在美国,最近五到十年以来,SCR系统得到十分广泛的应用。
为适应更高的排放标准,SCR已经被作为最好的可以利用的技术。
此外在丹麦、意大利、俄罗斯、澳大利亚、韩国、台湾等国家和地区都建立了一些SCR的脱硝装置。
我国福建某电厂也曾引进该装置和技术。
国内外SCR脱硝催化剂的研究对比1国外SCR脱硝催化剂的研究现状研究历史SCR技术发展至今已有三十多年的历史,是目前国外应用比较广泛的一种烟气脱技术。
但由于催化理论和反应机理研究上的欠缺,致使该项技术远未达到完善的程度。
因此,对SCR技术的研究也从未停止过。
近年来,在反应机理及反应动力学、抗毒性能、新型催化剂及载体的研究等方面又有了很大的发展。
研究机构目前国外关于SCR催化剂的研究机构主要有:英国剑桥大学、英国雷丁大学、美国密歇根大学、日本九州大学、日本国立材料和化学研究所等等,其中密歇根大学主要致力于贵金属催化剂的研究,日本国立材料和化学研究所主要致力于金属氧化物催化剂制备方法的研究。
研究进展贵金属催化剂贵金属催化剂低温催化活性优良,对NOx还原及对NH3、CO氧化均具有很高的催化活性,因此在SCR过程中会导致还原剂大量消耗而增加系统运行成本。
此外,催化剂造价昂贵,易发生氧抑制和硫中毒。
目前研究人员主要致力于采用新制备技术和新型载体,针对某些含硫低的尾气开发出一些性能较好的低温催化剂。
在贵金属催化剂的制备方面,研究者不仅要考虑到贵金属活性组分的种类,还要考虑到所用载体的种类问题。
在(NH3+H2)-NO 条件下,Evgenii V. Kondratenko 等对Ag/Al2O3 进行了SCR 研究,结果表明,在低温范围内,同时有O2 和H2 存在的情况下,该催化剂的活性能得到很大程度的提高。
I. Salem 等就ZrO2 及SnO2 对SCR 催化剂Pt/Al2O3 催化活性的影响进行了研究;此外,关于不同还原剂对SCR 反应的影响也进行了探讨。
研究结果指出,当采用C3H6 为还原剂时,在250 ℃左右,ZrO2 和SnO2 的添加,可以有效提高NOx 的转化率,同时还可以减少N2O 的产生;但是随着反应温度的升高,NOx 的转化率反而会降低。
日本Ken-ichi Shimizu 等在尿素选择性催化还原NO 的过程当中,添加了%的H2,便使催化剂Ag/Al2O3 的催化活性大大增强。
再生脱硝催化剂再生脱硝催化剂是一种用于处理烟气中氮氧化物(NOx)的重要技术。
它可以有效地降低工业废气、汽车尾气等中的NOx排放量,减少对环境的污染。
再生脱硝催化剂的研发和应用已成为环保领域的热点之一。
再生脱硝催化剂是一种可以循环使用的催化剂,它能够在一定的温度和气氛条件下催化氨(NH3)与NOx反应生成氮气和水蒸气。
这种催化剂通常由多种金属氧化物组成,如铜、铁、钨等。
此外,再生脱硝催化剂还可以在低温下活化,提高其催化性能。
再生脱硝催化剂的工作原理是基于氨选择性催化还原(NH3-SCR)反应。
在催化剂表面,NOx与氨发生反应生成氮气和水蒸气。
这个过程是在催化剂表面上的活性位点上进行的,需要适当的温度和气氛条件。
通过调节催化剂的成分和结构,可以优化催化剂的催化性能,提高脱硝效率。
再生脱硝催化剂的研发和应用为减少大气污染做出了重要贡献。
在工业生产和汽车尾气处理中,再生脱硝催化剂被广泛应用。
它不仅能够有效降低NOx排放量,还能减少其他有害物质的排放,对改善空气质量具有重要意义。
然而,再生脱硝催化剂在实际应用中还存在一些问题。
首先,催化剂的活性会随着使用时间的增加而降低,需要定期更换或再生。
其次,催化剂在高温条件下容易受到硫化物等有害物质的中毒,降低催化活性。
因此,提高催化剂的稳定性和抗中毒能力是当前研究的重点。
为了解决这些问题,研究人员正在不断改进再生脱硝催化剂的性能。
他们通过改变催化剂的成分和结构,优化催化剂的催化活性和稳定性。
此外,还有人在催化剂表面修饰上下功夫,以提高催化剂的抗中毒能力。
这些努力将进一步推动再生脱硝催化剂的发展和应用。
总的来说,再生脱硝催化剂是一种重要的环保技术,可以有效降低工业废气、汽车尾气等中的NOx排放量。
随着研究的深入和技术的不断改进,再生脱硝催化剂的性能将得到进一步提升,为改善空气质量和保护环境做出更大的贡献。
希望未来能有更多的创新和突破,推动再生脱硝催化剂技术的发展。
脱硝催化剂硫酸氢铵全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:脱硝催化剂硫酸氢铵,简称NH4HSO4,是一种常用的催化剂,主要用于烟气中氮氧化物的脱除。
在工业生产中,燃烧燃料会生成大量的氮氧化物(NOx),这些氮氧化物对环境和人体健康都会造成危害,因此需要采取措施进行脱除。
硫酸氢铵是一种有效的脱硝催化剂,可以将烟气中的氮氧化物转化为无害的氮气和水蒸气,从而实现脱硝的目的。
硫酸氢铵作为脱硝催化剂具有以下几个优点:1. 高效:硫酸氢铵可以有效地催化氮氧化物的还原反应,将NOx 转化为N2和H2O,脱硝效率高达90%以上。
与传统的脱硝方法相比,硫酸氢铵能够更快速地将氮氧化物转化为无害物质。
2. 低成本:硫酸氢铵是一种廉价且易获取的化合物,制备成本低廉,适用于大规模工业生产和应用。
与其他脱硝催化剂相比,硫酸氢铵的成本更加经济实惠。
3. 环保:硫酸氢铵在脱硝过程中不会产生二次污染物,反应产物为无害的氮气和水蒸气,不会对环境造成进一步污染。
使用硫酸氢铵进行脱硝可以有效降低氮氧化物排放量,减少大气污染。
4. 安全:硫酸氢铵作为催化剂具有较高的稳定性和安全性,不会在储存和使用过程中产生危险情况。
使用硫酸氢铵进行脱硝操作时,操作简单方便,工作人员不需要接触有毒有害的化学品,安全性较高。
除了在工业领域中广泛应用外,硫酸氢铵还可以在其他领域发挥重要作用。
在农业生产中可作为氮肥使用,提高农作物的产量和质量;在医药领域可用于制备药物和化学试剂;在实验室中可用作缓冲液和催化剂等。
硫酸氢铵作为脱硝催化剂具有较高的效率、低成本、环保和安全等优点,在工业生产和其他领域中有着广泛的应用前景。
随着环保意识的不断提高和对氮氧化物排放标准的要求日益严格,硫酸氢铵将会在未来的发展中扮演更加重要的角色,为促进可持续发展和保护环境做出贡献。
第二篇示例:脱硝催化剂硫酸氢铵是一种常用的催化剂,广泛应用于煤燃烧、石油炼制、烟气脱硝等工业领域。
硫酸氢铵是一种无机化合物,化学式为NH4HSO4,常见的形态为结晶体状,具有较高的溶解度和稳定性。
中低温一氧化碳选择性催化还原脱硝研究进展作者:李柯志韩帅任靖张新军孟凡立来源:《中国化工贸易·下旬刊》2020年第05期摘要:氮氧化物自“十三五”以来,控制力度逐渐加严,且需要向中低温(300℃以下)排放领域加强控制。
传统的NH3作还原剂的选择性催化还原技术在此温度区间应用受到转化率不高、氨逃逸、催化剂中毒等诸多问题困扰,而目前处于研究推广阶段的CO选择性催化还原则可能作为良好的补充手段控制氮氧化物排放。
本文详细介绍了CO还原中低温脱硝技术。
在此基础上,对其脱硝性能、常见催化剂体系、气氛影响等问题逐一介绍。
最后提出了CO还原脱硝的发展前景及未来研究方向。
关键词:脱硝;中低温;选择性催化还原;一氧化碳0 引言氮氧化物一类常见的大气污染物,其去除广受关注。
实际上,现在燃煤电厂等脱硝已经较为成熟。
而中低温(低于300℃)区间脱硝方案是目前工业界以及学术界所关注的重要问题。
近年来有大量CO作为还原剂的研究案例及部分工业实践。
此方案在中低温脱硝上显现出了一些独特的优势。
直观上来看,CO-SCR技术与NH3-SCR技术最主要的区别就在于还原剂由NH3换成了CO。
但实际上,NH3在发生反应时,其携带的三个氢原子对反应发生起到了至关重要的作用。
而直观上,CO-SCR的反应并未涉及到氢原子,因此这决定CO-SCR与NH3-SCR具有显著的差异。
本文将着重介绍CO-SCR技术优缺点及其研究前景。
1 典型催化体系近年来,对CO-SCR研究最为系统的主要来自于日本产业技术综合研究所(AIST)[1]。
其研究的CO-SCR催化剂配方主要集中在Ir-WO3/SiO2上,此也是其上世纪七十年代发表的配方主体[1]。
除了使用Ir为主催化剂外,也有MnO2等金属氧化物催化剂的研究报道[2,3],其催化性能大致与Ir系催化剂相当,T50出现在约250℃左右。
但是此类催化剂总体表现性能并不如Ir系催化剂,因此报道没有Ir系催化剂广泛。
一、45t/h锅炉烟气现场调查1、燃煤质量状况标识符号指标名称单位实际指标备注R 燃煤发热量大卡4500A 煤中灰分%25S燃煤全硫分%3。
8C 燃煤中碳含量% 80O 燃煤中氧含量% 6H 燃煤中氢含量% 4W 燃煤中水分% 102、锅炉烟气排放现状3、锅炉烟气中污染物排放现状4、锅炉烟气脱除效率难点分析5、建议与商权●《关于重点工业企业实施降氮脱硝工作的通告》穂府(2009)26号中规定:“60t/h以下的锅炉实施降氮脱硝不低于40%”.根据这一规定,本项目的最终排放指标可否定为不低于260mg/Nm3.(应按广东省标准不高于200mg/Nm3)二、烟气脱硫脱硝技术方案选择1、业主的要求该公司地处广州增城市沙埔镇,是一家纺织、皮革的企业,是经国家相关部门批准注册的企业。
该公司自备电厂的45t/h燃煤锅炉属于(穂府(2009)26号)《通告》第三条第三款所要求的实施降氮脱硝的整改范畴。
该锅炉建于2007年8月,属于为高倍循环流化床锅炉,锅炉出力为45蒸吨/时。
备用锅炉为低倍循环流化床锅炉,锅炉出力为25蒸吨/时,两台锅炉在空气预热器后都配备了静电除尘设备.三年多来,设备运转良好。
有效地保证了企业对电力负荷的需求。
为了确保公司生产经营正常进行,业主提出了如下要求:①在实施锅炉烟气降氮脱硝脱硫技改工程时不得影响锅炉的正常运转;②建造脱硫脱硝设施应设立在引风机以下区段,确保原有锅炉系统不受腐蚀;③建成的脱硫脱硝系统的运行效果必须达到环保局提出的所有控制要求。
2、我们选择脱硫脱硝技术方案的原则思考●由于现代先进的脱硫脱硝技术都不可能对烟气中的氮和硫实施100%的脱除,所以经净化后的烟气中仍然还会残留微量的氮和硫,与水化合后形成酸性液,对后续管道和设备造成腐蚀.因此,新配置的脱硫脱硝设备应是一个相对独立的运行体系,我们计划采用压入式将烟气送进脱硫脱硝系统,烟气被净化后直接送入烟囱。
●不在静电除尘器以上的烟道中附加任何脱硝设施.据武汉化工学院高凤教授介绍:因脱硝产生的水蒸汽会与硫化气体结合。
双氧水项目智能控制技术应用
于娜娜;丁瑞;杨赛赛
【期刊名称】《氮肥与合成气》
【年(卷),期】2024(52)2
【摘要】安徽晋煤中能化工股份有限公司新建双氧水项目,充分考虑工艺生产控制,与设计单位密切配合,在吸取前3套双氧水装置仪表维护经验教训并不断总结后,以提高设备自动化水平、减少操作人员工作强度、提升装置智能化水平为目的,从仪
表相关设备选型、现场点位布置、仪表安装方式、控制系统优化、智能控制技术应用等方面对装置原设计进行了一系列的改进、优化和新技术应用工作,实现了装置
生产现场的无人值守,大大减少设备维护人员工作量,提升装置自动化、智能化水平。
【总页数】3页(P40-42)
【作者】于娜娜;丁瑞;杨赛赛
【作者单位】安徽晋煤中能化工股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ123.6
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《CO、(NH4)2SO3还原及NO催化氧化脱硝技术研发》项目总结报告一、项目概况项目名称:CO、(NH4)2SO3还原及NO催化氧化脱硝技术研发立项时间:2016年7月项目编号:BY2016004-09项目负责人:王娟合作企业:江苏新世纪江南环保股份有限公司经费预算:110万元,其中省拨经费55万,自筹经费55万主要研究内容:(1)CO-SCR催化剂配方及催化剂制备工艺优化(2)工业锅炉烟气CO-SCR脱硝反应器设计、研制与催化剂评价(3)液相催化氧化NO技术与(NH4)2SO3还原NO脱硝研发(4)氨法同时脱硫脱硝多功能吸收塔优化设计(5)成套装置设计、制造及成套脱硝工艺集成与运行二、项目实施情况2.1 校企联合研发团队的组织本项目依托项目主持单位所在的江苏省电厂废气污染治理工程技术研究中心以及全国排名第八的化工学科,以中青年具有脱硫脱硝研发工作经验的教师为骨干,并结合合作企业江苏新世纪江南环保股份有限公司项目研发团队,围绕CO、(NH4)2SO3还原及NO催- 1 -化氧化脱硝技术研发,成立了校企联合研发团队,该团队包括南京理工大学教师10人,江苏新世纪江南环保股份有限公司25人,其中,具有博士学位的项目研发人员8人,具有高级职称的项目研发人员12人,团队水平高,攻坚能力强。
团队围绕项目任务分工明确,采用定期集中汇报与研讨的方式推进项目按时进行。
同时,围绕工程上存在的问题,采用了工程问题转化为科学问题,再将工程科学原理用于工程实施,挖掘了更多更有意义的数据、工艺和技术,保证了项目的高水平完成。
2.2实施计划的制定与落实本项目以合同和申报书计划为基础,按照合同规定的研发内容和任务,实施项目。
同时,以项目主持人和国家万人计划钟秦教授为负责人,成立了由6人组成的项目专家组,负责协调团队各方向的研发方向。
并且,在分项任务团队中,设立负责人,团队整体定期汇报与研讨,不断推进项目,和相关计划的落实。
2.3 研发人员的培养培训通过本项目的实施,培养了博士毕业生2名,硕士毕业生2名,项目执行期,团队中2名研究人员晋升教授。
具体人才培养如表1所列。
同时项目主持单位与合作企业江苏新世纪江南环保股份有限公司,秉承从基本原理出发,进而解决工程问题的思路,开展产学研合作,在项目的研究与成果应用的过程,逐步打造了一支校企结合的CO、(NH4)2SO3还原及NO催化氧化脱硝技术研发团队。
- 2 -2.4 考核指标及项目完成情况本项目完成了合同规定的全部指标点,部分指标点优于合同规定内容,具体完成情况如下表所示:- 3 -2.5 经费预算执行情况本项目根据项目经费预算、项目研究内容与任务,并按照《省政府关于深化省级财政科研项目和资金管理改革意见》以及《江苏省省级科研专项资金管理暂行办法》等相关经费管理办法,执行经费。
项目经费预算与执行情况如表3所列。
项目经费执行合理,并完成财务审计。
表3 项目经费预算与执行情况- 4 -三、项目技术情况3.1 本项目工艺与研究实验方法本项目所采用的工艺路线如图1所示。
烟气经CO选择性催化还原NO脱硝、NO液相催化氧化NO(含(NH4)2SO3吸收氮氧化物)、(NH4)2SO3还原NO工段,其中,后两项工段均在氨法脱硫塔中布置布采用独立的集液盘收集吸收液,独立运行,结合氨法脱硫,最终实现脱硫脱硝。
本项目采用对比实验的研究方法筛选和优化CO-SCR催化剂配方, 并采用挤压成型及煅烧的方法,研究CO-SCR整体式蜂窝状催化剂的制备技术;采用计算流体力学数值模拟的方法,优化和设计工业锅炉烟气CO-SCR脱硝反应器,并在此基础上,进一步优化整体式蜂窝状催化剂;采用实验考察的方法,获得液相催化氧化NO与(NH4)2SO3还原脱硝工艺,以此为基础并结合CO-SCR脱硝反应器,设计和制造出CO、(NH4)2SO3还原及NO 催化氧化脱硝装置,进而通过实验、调试和运行研究,获得调试运行参数和数据库。
- 5 -图1 本项目的工艺流程简图3.2 技术路线本项目采用的技术路线如图2所示。
小试评价不同组成的CO-SCR催化剂配方脱硝性能,结合现代仪器分析与解析,以及密度泛函分子模拟,筛选催化剂配方,并且优化整体式蜂窝状催化剂成型工艺,研制出CO-SCR脱硝催化剂;利用现有的氨法脱硫脱硝中试平台,评价(NH4)2SO3还原NO及NO液固相催化脱硝工艺,获得工艺参数;根据测试结果,数据解析相关动力学方程或机制,并结合计算流体力学等模拟优化,设计和制造出CO-SCR脱硝反应器以及脱硫脱硝多功能吸收塔,其中CO-SCR反应器前期用于CO-SCR整体式催化剂在线评价,以指导催化剂进一步优化并提供下游设备设计烟气初始参数;在此基础上,通过设备集成与控制集成,建成CO、(NH4)2SO3还原及NO催化氧化脱硝成套设备;通过装置调试和运行,获得调试运行参数和数据库,为该技术的工业应用打下基础。
- 6 -- 7 -图2 本项目研究技术路线3.3项目解决的关键技术(1)CO-SCR 与NO 催化氧化催化剂配方及工业化制备技术在基于CO 、(NH 4)2SO 3 还原及NO 催化氧化的脱硝技术中,CO-SCR 催化剂和NO 催化氧化催化剂是本脱硝技术的核心。
本研究对CO-SCR 催化剂和NO 催化氧化催化剂进行了研究和筛选。
经过实验室研究、小试、中试和工业化装置评价,考察催化剂的催化活性和稳定性。
确定了改性V-W-Ti 体系催化剂为综合性能优异的CO-SCR 催化剂,Mn-Zn-Mo-Cu 过渡金属液相催化剂为NO 催化氧化催化剂,保证在设计条件下CO-SCR 脱硝催化剂的脱硝效率不低于75%,NO 催化氧化催化剂的脱硝效率不低于30%;在锅炉变化工况下可保证CO-SCR 脱硝段的脱硝效率为40-80%,液相催化氧化段的脱硝效率为30-50%。
在此基础上,结合两类催化剂的特性,突破了其量产技术,为后续的工程应用提供产品。
(2)CO、(NH4)2SO3还原及NO催化氧化脱硝配套技术由于CO-SCR的脱硝效率一般较NH3-SCR略低,为保证净烟气中NOx浓度≤50 mg/Nm3,满足国家超低排放标准,本研究创新性的将CO-SCR和氨法脱硫有机结合起来,将氨法脱硫装置升级为氨法脱硫脱硝一体化装置,利用氨法脱硫塔的浓缩段进行中段NO 催化氧化脱硝反应,同时在脱硫塔的吸收段进行后段(NH4)2SO3还原脱硝。
脱硫吸收塔的设计和制造,必须综合考虑能够同时满足脱硫脱硝反应的要求,本研究对原有的脱硫吸收塔的设计以及制造工艺进行优化,利用CFD软件对烟气在塔内的流场进行了模拟,通过调整烟气入口角度、塔内设置导流板、塔内件的优化等措施均衡烟气流场;同时通过测试装置的评价,对喷淋层布置、间距、喷嘴型式等进行优化,从而增加烟气和吸收液的反应时间。
为提高脱硫脱硝的效率提供保证。
(3)(NH4)2SO3还原NO脱硝、液固相催化氧化NO与氨法脱硫一体化技术本研究结合自身在氨法脱硫领域领先的技术优势和多年的脱硫脱硝项目的运行经验,采用先进的控制理念,开发了一套先进的脱硫脱硝一体化协同控制系统,全面包括了烟气在线检测分析、过程参数测量、算法程序控制、执行机构动作等全系列一体化系统,根据检测仪表的实时测量数据,通过一体化控制系统内置的控制程序和现场的自动执行单元自动调整运行参数,同时在分析系统、控制系统、和执行系统之间建立良好的快速反馈机制,可以很好的应对脱硫脱硝一体化系统多变量、非线性的特点。
同时内置的控制程序可以根据分析数据的变化趋势预判自动调整相关控制参数,从而解决了传统的控制技术具有滞后性的问题,从而实现了脱硫脱硝一体化装置脱硝效率≥90%,出口NO x浓度≤50 mg/Nm3的指标要求。
(4)氨法同时脱硫脱硝多功能吸收塔设计和制造- 8 -本研究通过自主研发,对脱硫塔内件进行升级,设置高效喷淋吸收系统和高效除雾装置,将可能的逃逸氨充分吸收并通过除雾装置捕集下来后回到吸收循环系统,从硬件上抑制氨逃逸。
为了降低氨逃逸,本研究一方面优化工艺流程,将原设计的位于一体化装置上部的NO催化氧化段改为设置在装置下部,另一方面采取分室加氨的工艺,从而可以分别控制脱硫脱硝吸收段不同的喷淋层的酸碱度,最上层喷淋层pH较低,可充分吸收可能存在的逃逸氨。
氨法脱硫氨逃逸的另外一个主要来源在于吸收段溶液中的(NH4)2SO3易受热分解形成氨逃逸,同时(NH4)2SO3又是脱硫脱硝吸收段用于吸收SO2和还原NO x的,因此必须保证吸收段溶液中存在一定的(NH4)2SO3,本研究通过调整工艺参数,保证溶液的氧化率,将吸收液中的(NH4)2SO3浓度控制在一个较低的浓度,同时利用NO x和(NH4)2SO3反应生成N2和(NH4)2SO4,进一步降低了(NH4)2SO3分解的可能性,以从工艺流程上抑制氨逃逸。
3.4本项目特色与创新(1)以锅炉原烟气中存在的CO为还原剂,在催化剂作用下和NOx反应,生成N2和CO2,发展出无需另加还原剂的新型的CO-SCR烟气脱硝技术和工艺;(2)基于多相催化L-H双活性中心催化机理,研发出对CO-SCR反应具有高活性、高选择性、高稳定性的MnO2掺杂的改性V-W-Ti体系催化剂;(3)基于液相催化机理,研发出对NO氧化具有较高催化活性的Mn-Zn-Mo-Co体系催化剂;(4)将氨法脱硫技术和NO液相催化氧化以及亚硫酸铵还原NOx脱硝等工段进行整合,形成氨法脱硝脱硫一体化工艺及设备;(5)将CO-SCR脱硝+氨法脱硝脱硫各单元操作进行整合,形成了脱硫脱硝一体化协- 9 -同控制技术。
四、合同任务指标完成情况4.1 项目完成情况本项目完成了合同规定的全部指标点,部分指标点优于合同规定内容,具体完成情况如2表所列。
本项目取得的具体成果如下:本项目申请专利:[1]钟秦,曾毅清,张舒乐,王天校. 磷掺杂铈钛催化剂、制备及其在选择性催化还原脱硝中的应用[P]. 江苏:CN108671946A,2018-10-19.[2]钟秦,郭丽娜,张舒乐. 一种TiO2(A#B) 负载MnCe的臭氧氧化脱硝催化剂及其制备方法、应用[P]. 江苏:CN107876045A,2018-04-06.[3]钟秦,韩晨阳,张舒乐. 一种二氧化钛催化臭氧化催化剂及制备、脱硝应用[P]. 江苏:CN107837800A,2018-03-27.[4]钟秦,熊永恒,张舒乐. 一种液相同时脱硫脱硝的烟道气处理方法[P]. 江苏:CN107744715A,2018-03-02.[5] 吕秋秋,李康明,朱腾龙,宗宇飞,陈晓阳,王娟,钟秦. 一种制备中空管的模具及其制备方法[P]. 江苏:CN109049438A,2018-12-21.本项目发表论文:[1]Guo L, Han C, Zhang S, Zhong Q*,et al. Enhancement effects of O2−and OH radicals onNO X removal in the presence of SO2 by using an O3/H2O2 AOP system with inadequate O3 (O3/NO molar ratio=0.5) [J]. Fuel, 2018, 233: 769-777.[2]Xiong Y, Zhong Q*, Ou M, et al. efficient inhibition of N2O during NO absorption process- 10 -using a CuO and (NH4)2SO3mixed solution [J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2018, 57(39): 13010-13018.[3]Xiong Y, Zeng Y, Cai W, Zhong Q*, et al. Experimental study on reaction characteristics ofNO in (NH4)2SO3solution [J]. Journal of industrial and engineering chemistry, 2018, 65: 380-386.[4]Zeng Y, Wang Y, Zhang S, Zhong Q*, et al. One-pot synthesis of ceria and ceriumphosphate (CeO2-CePO4) nanorod composites for selective catalytic reduction of NO with NH3: Active sites and reaction mechanism [J]. Journal of colloid and interface science, 2018, 524: 8-15.[5]Zeng Y Q, Zhang S, Zhong Q*, et al. The effects of calcination atmosphere on the catalyticperformance of Ce-doped TiO2 catalysts for selective catalytic reduction of NO with NH3 [J]. RSC Advances, 2017, 7: 23348~23354.本项目应用示范情况:本项目在久丰热电1#、久丰热电2#、中机延长1#取得应用示范,三套项目现已验收并稳定运行,运行数据结果如表5所列。