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新型催化法低温SCR脱硝技术

摘要

新型催化法低温SCR脱硝技术是在传统SCR技术的基础上研究开发的一种具有自主知识产权脱硝技术。新型催化法低温SCR脱硝技术成功实现工程化应用,目前正在积极推进在各行业的工业化应用推广。


一、新型催化法脱硝技术原理简述

 

低温SCR脱硝技术是对锅炉生产过程产生的烟气进行处理,加入还原剂(主要是NH3),通过催化剂的作用,有选择性的与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H2O。还原剂还可以是碳氢化合物(如甲烷、丙烷等)、氨水、尿素等。以NH3为还原剂为例,反应式如下:


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二、脱硝催化剂介绍及应用范围


(1)脱硝催化剂简介


新型催化法低温SCR脱硝技术是在传统SCR技术的基础上研究开发的一种具有自主知识产权脱硝技术。


目前应用最广也最有效的烟气脱硝技术是NH3选择性催化还原NOx技术(SCR)。作为SCR法的核心-催化剂则成为达到氮氧化物减排指标的关键,目前普遍使用的商用催化剂体系为钛基钒系催化剂(V2O5-WO3/TiO2),其活性温度窗口较高(320~420℃),需要将SCR装置安装在空气预热器之前和省煤器之后,利用烟气自身温度才能达到该温度区域,且此处存在的高浓度的粉尘和SO2,容易引起催化剂中毒和减少使用寿命。限制SCR技术推广的主要瓶颈在于反应温度要求相对较高,使得脱硝过程耗能较大,相应工程投资成本较大。


为了克服以上的缺点,公司联合川大经过长期基础研究,联合开展工程应用研发,成功开发出低温烟气脱硝技术,经过长时间反复的小试和中试研究,完善了工艺技术,并取得大量的工业化数据。新型催化法低温SCR脱硝技术成功实现工程化应用,目前正在积极推进在各行业的工业化应用推广。


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(2)产品技术指标


该技术无二次污染,更加节能环保,可在天然气锅炉脱硝、水泥炉窑烟气脱硝等行业广泛应用,并可全面进入常规SCR脱硝的应用领域,形成全新的烟气治理体系。公司主营新型脱硝催化剂主要包括N-101型和N-201型。

N-101脱硝催化剂依托四川大学产学研推广,生产指标满足企业标准《新型催化法低温SCR脱硝专用催化剂QB/DQ P201-2017》,产品适用于天然气锅炉等多种工业条件,脱硝效率满足《锅炉大气污染物排放标准》(GB 13271-2014)的要求,达到低温条件下高效脱除氮氧化物的效果。

   N-201脱硝催化剂是自主研发的一种低温脱硝催化剂,该催化剂具有催化活性高、活性温度窗口宽、低温活性好、氨逃逸率低、稳定性高等特点,广泛适用于硝酸、硝酸盐尾气、工业锅(窑)炉及草酸生产等行业氮氧化物的去除。性能指标如下表所示:


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(3) 产品技术优势


一般来说,用于SCR脱硝系统的催化剂根据其化学组成可分为贵金属、金属氧化物、分子筛等类型。其中贵金属催化剂是最早用于SCR反应的催化剂,其催化反应的活性温度范围较小,通常在300℃以上,且价格昂贵;多数脱硝催化剂本身含有一定的毒性,加之其被使用过程中,烟气中大量的铬、铍、砷、汞等重金属又对这些催化剂造成了二次污染。

   2016年公司脱硝催化剂应用于15t/h工业锅炉低温脱硝,运行结果显示出口氮氧化物浓度低于30mg/m3,2017年公司建成首套90万吨焦炉烟气脱硫脱硝工程,达到钢铁行业大气污染物超低排放标准,达到焦化污染物超低排放标准,运行成本低于10元/吨焦。

公司脱硝催化剂将脱硝温度从传统的300℃以上降低到90~180℃,大大降低中高温SCR脱硝技术的能耗和运行成本,脱硝效率可以达到90%以上,出口氮氧化物浓度低于30 mg/m3,可高效稳定达标排放。诸多工程应用证明,公司脱硝催化剂较同类产品具有更高的性能和更低的成本,具有替代同类产品的可行性与优势。


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(4) 适用范围


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新型催化法低温SCR脱硝技术工程案例