过氧化氢氧化结合选择性催化还原法的低温脱硝方法与流程

本发明属于烟气污染物治理技术领域，尤其涉及一种过氧化氢氧化结合选择性催化还原法(scr)的低温高效脱硝方法。

背景技术：

随着大气污染的愈发严峻，烟气排放标准日益严格，2016年，国家提出了严格的超低排放标准，将燃煤电站氮氧化物100mg/m³的排放限制降低到了50mg/m³。选择性催化还原法(scr)是目前普遍应用的脱硝方法，scr法脱硝效率高，二次污染较低，但这仅限于中高温烟气的情况下，在低温烟气情况下的scr法依然有不足之处，其中主要的缺点是在低温情况下的scr反应活性较低，另外大部分的烟气中存在sox，sox在低温下非常容易与nh3反应生成硫酸铵盐附着在催化剂表面，导致催化剂失活，严重影响到烟气脱硝效率，目前低温情况下的nox的脱除，普遍采用将低温烟气加热到中高温，再运用scr脱硝技术，但这一技术将额外需要二次能源的加热，这将使得这一技术添加更多的设备，增加了运行成本。

公开号为cn107606629a的中国专利中提到了一种通过气化加热装置预防硫酸氢铵堵塞的脱硝技术，这种脱硝技术要求用到的设备很多，需要二次能源的加热，消耗大量能量，增加了运行成本。

公开号为cn107497465a的中国专利中提到了一种负载型低温抗硫酸氢铵的催化剂制备技术，采用这种优化催化剂虽然可以有效避免催化剂失活现象，但是无法提高scr反应的活性。

因此开发一种能够不需要额外消耗能量，可以避免硫中毒现象和提高scr反应活性三种优点的氧化脱硝方法，能够极大的推进脱硝技术的工业应用进程。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种成本低廉、脱硝效率高的过氧化氢氧化结合选择性催化还原法(scr)的低温脱硝方法。

过氧化氢氧化结合选择性催化还原法的低温脱硝方法，包括如下步骤：

1)针对除尘后的锅炉烟气，喷入过氧化氢喷雾进行scr脱硝反应；

2)通过喷入过氧化氢喷雾产生的二氧化氮，再利用选择性催化还原法(scr)进行脱硝，加速催化剂表面的硫酸氢铵的分解和提高低温脱硝反应速率；达到既没有消耗能量，提高scr反应活性，又避免了催化剂中毒现象的一体化效果。

作为本发明的一种优选方案，所述的除尘后的锅炉烟气的温度为150-280℃，含尘量低于100mg/m³；按如下方法步骤进行处理

1)喷入过氧化氢气体，即喷入氧化剂；

过氧化氢气体立即发生分解反应，此时大量游离的·oh散布在烟气中，和一氧化氮结合产生二氧化氮。反应式如下：

h2o2→2·oh(1)

2·oh+no→no2+h2(2)

2)fastscr反应

no+no2+2nh3→2n2+3h2o(3)

由(2)式中生成的二氧化氮结合一氧化氮和氨气构成fastscr，二氧化氮可以在低温下加速催化剂表面上的硫酸氢铵分解，避免发生催化剂失活现象，并且二氧化氮的存在在低温下获得高的脱硝效率。

作为本发明的另一种优选方案，所述的过氧化氢溶液的喷加量为过氧化氢与一氧化氮的摩尔比为1:1-1:20；所述的过氧化氢溶液的质量百分比浓度为0.5％-50％。

作为本发明的一种改进方案，烟气中氧气的质量百分比浓度为5％-15％。

作为本发明的另一种改进方案，所述的气相氧化温度在150-280℃。

作为本发明的进一步改进方案，所述催化还原部分均采用低钒负载的v2o5-wo3/tio2催化剂，其中v2o5的负载量0.1wt％-5wt％，wo3负载量1wt％-10wt％。

作为本发明的再进一步改进方案，所述一氧化氮浓度与过氧化氢浓度比为1:1-1:20。

相对于目前的脱硝技术，本发明提供一种过氧化氢氧化结合选择性催化还原法(scr)的低温脱硝方法，该方法的特色在于过氧化氢预氧化一氧化氮，首先可以将烟气中的一氧化氮部分氧化生成二氧化氮，另外催化剂还原层采用了低钒负载的v2o5-wo3/tio2催化剂，由实验得出该类型催化剂基本不会受二氧化硫影响而产生硫酸铵盐的沉积，但是在低温情况下脱硝活性较低，而在二氧化氮的存在下，一氧化氮，二氧化氮在催化剂表面上构成了fastscr的反应机理，既可以在低温下加速催化剂表面上的硫酸氢铵分解，避免发生催化剂失活现象，另一方面一氧化氮、二氧化氮的存在在低温下获得高的脱硝效率，提高反应活性，又可以省去目前在低温脱硝中的加热装置，可以使脱硝方法在低温、低能耗下运行，节省了投资及运行成本，提高了经济效益。

附图说明

图1为本发明方法的流程框图。

图2为本发明实施例使用的氧化反应结合fastscr反应装置的简图，其中:1、烟气入口；2、过氧化氢喷头；3、喷氨装置；4、催化还原层；5、烟气出口。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

过氧化氢氧化结合选择性催化还原法的低温脱硝方法，方法流程如图1所示，采用如图2所示的氧化反应结合fastscr反应装置实施本方法，氧化反应装置材质采用耐酸碱抗氧化的不锈钢材料，除尘后的烟气从反应装置的烟气入口1进入，过氧化氢气体通过喷头2喷入烟道，反应后的烟气通过喷氨装置3，进而在催化还原层4发生fastscr反应，脱硝后的烟气通过烟气出口5排出烟道；该方法包括以下步骤：

1)针对除尘后的锅炉烟气，喷入过氧化氢喷雾进行scr脱硝反应；

2)通过喷入过氧化氢喷雾产生的二氧化氮，再利用选择性催化还原法(scr)进行脱硝，加速催化剂表面的硫酸氢铵的分解和提高低温脱硝反应速率。

实施例1

在试验模拟装置上模拟烟气脱硝过程。烟气量1l/min，烟气组分如下：o2为5％，no为500pm，其余为氮气，烟气温度200℃，压力为一个大气压。过氧化氢气体的注射速率150μl/min，其中过氧化氢溶液质量百分比为30％，氮氧化物的脱除效率可提升30％～60％。

实施例2

在试验模拟装置上模拟烟气脱硝过程。烟气量1l/min，烟气组分如下：o2为5％，no为500pm，其余为氮气，烟气温度250℃，压力为一个大气压。过氧化氢气体的注射速率200μl/min，其中过氧化氢溶液质量百分比为30％，氮氧化物的脱除效率可提升30％～80％。

实施例3

在试验模拟装置上模拟烟气硫酸化后的脱硝过程。通入so2为500ppm，250℃维持1.5h。烟气量1l/min，烟气组分如下：o2为5％，no为500pm，其余为氮气，烟气温度250℃，压力为一个大气压。过氧化氢气体的注射速率200μl/min，其中过氧化氢溶液质量百分比为30％，氮氧化物的脱除效率可提升30％～80％，说明本发明的过氧化氢氧化结合选择性催化还原法(scr)的低温脱硝方法在250℃具有高抗硫性能。

实施例4

在试验模拟装置上模拟烟气硫酸化后的脱硝过程。通入so2为500ppm，200℃维持1.5h。烟气量1l/min，烟气组分如下：o2为5％，no为500pm，其余为氮气，烟气温度200℃，压力为一个大气压。过氧化氢气体的注射速率60μl/min，其中过氧化氢溶液质量百分比为30％，氮氧化物的脱除效率可提升20％～60％，说明本发明的过氧化氢氧化结合选择性催化还原法(scr)的低温高效脱硝方法在200℃具有高抗硫性能。

实施例5：

在试验模拟装置上模拟烟气脱硝过程。烟气量1l/min，烟气组分如下：o2为5％，no为500pm，其余为氮气，烟气温度200℃，压力为一个大气压。过氧化氢气体的注射速率80μl/min，其中过氧化氢溶液质量百分比为30％，氮氧化物的脱除效率可提升20％～60％。

特别说明，以上案例仅为本发明的较佳实施案例，本发明还可以对上述方法中的具体操作步骤以及各种反应物进行替换。故凡运用本发明的说明书及图示内容所作的等效变化，直接或间接运用于其它相关技术领域均包含于本发明所涵盖的范围内。