[发明专利]一种铁催化剂还原NO的方法

说明书

技术领域

本发明属工业燃煤锅炉污染气体NO治理技术领域，特别是涉及一种铁催化剂还原NO的方法。

背景技术

煤是我国的主要一次能源，占我国一次能源消耗总量的大约70％。在煤的燃烧利用过程中，排放出的氮氧化物(NO)污染气体是造成我国主要工业区大气污染的主要污染物来源。NO污染物造成酸雨，使得森林被毁坏，土壤板结酸化以及一系列的相关生态环境问题，并对人类的健康造成直接威胁。有效控制燃煤过程的NO气体排放十分重要。

NO的控制技术包括燃烧过程的控制和燃烧生成后的控制两大类。炉内燃烧过程NO的控制技术包括分级燃烧、燃料再燃、浓淡偏差燃烧、低过剩空气燃烧和烟气再循环等。通常燃烧过程的NO的控制的效率比较低。燃烧后NO的控制技术，也称为烟气脱硝技术。目前选择性催化还原烟气脱硝(SCR)技术可达到90％以上的脱硝效率，但实际上由于氨量的控制误差而造成的二次污染等原因使得通常仅能达到65％～80％的净化效果。该方法由于使用了腐蚀性很强的液氨或氨水，对管路设备的要求高，造价昂贵：②由于NH₃的计量控制加入量会出现误差，容易造成二次污染；③易泄漏，操作及存储困难，且易于形成(NH₄)₂SO₄。此外，由于SCR技术强烈依赖与它使用的催化剂，在使用过程中必须定期更换催化剂，因此，使用代价比较昂贵。选择性非催化还原烟气脱硝(SNCR)技术通过向烟气中喷氨或尿素等含有NH₃基的还原剂，在高温(900～1100℃)和没有催化剂的情况下，通过烟道气流中产生的氨自由基与NO_x反应，把NO_x还原成N₂和H₂O。SNCR工艺一般以γ-Ai₂O₃为载体，以钯、铂、钌等贵重金属及普通金属合金氧化物为活性组分。在SNCR工艺还原NO_x的过程中，由于烟气中的O₂浓度一般比NO_x浓度高许多，不但耗去大量的还原性气体，而且反应热还使催化剂床温急剧升高；由于采用不同燃料气作为还原剂，其起燃温度不同，要求的预热温度也不同；实际运行时脱氮效率也较低，通常NH₃/NO_x摩尔比为1.2～1.5时，脱硝率只有35％～45％，脱硝后烟气中仍有约10～15ppm的未反应氨。上述两中典型的烟气脱硝方法都存在使用费用昂贵和可能存在的氨泄露等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种铁催化剂还原NO的方法，该方法简单，成本低，效率高，且不存在二次污染。

本发明的一种铁催化剂还原NO的方法，包括：在温度为500-1100℃，使燃煤过程生成的气体NO接触金属铁。

所述的温度优选为700-1100℃。

所述的NO气体通过上述反应器，在铁的表面被还原为N₂。同时，使用一氧化碳气体(CO)加入烟气中，以提高脱除NO的效率和保持铁表面不被氧化为Fe₂O₃。

所述的一氧化碳在燃煤过程生成的气体中的体积百分比为0.1％。

所述NO在燃煤过程生成的气体中的体积百分比为0.04-0.1％。

所述的金属铁的使用形式为由铁丝做成网格状或由薄铁片做成蜂窝状的反应器。

所述的金属铁的使用形式为铁丝网。优选的铁丝网的长×宽＝160×(40～120)mm。更优选的铁丝网的长×宽＝160×80mm。

有益效果

(1)本发明在750℃以上可达到95％以上的NO脱除效率；该方法不消耗任何脱硝剂(如再燃脱硝技术使用煤粉或天然气为再燃燃料，SCR和SNCR技术使用氨或尿素为还原剂)，在使用过程中利用CO气体进一步提高NO的脱除效率，同时保持铁表面不被氧化，从而始终维持铁的活性；

(2)本发明方法的催化剂为金属铁，价格相比SCR的金属氧化物催化剂，如V2O5/TiO2，铁的价格很低，而且供应充足；在整个使用过程金属铁在CO气体的作用下可始终保持其金属铁的活性，可长期连续使用；CO的消耗量很少，远少于SCR或SNCR脱硝技术所消耗的氨或尿素；

(3)本发明效率高、安全可靠和费用低等显著优点，且不存在二次污染。

附图说明

图1为实施例1不同温度时铁对NO的催化还原的实验结果；