[发明专利]一种利用高反应活性氨基还原剂进行烟气脱硝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用高反应活性氨基还原剂进行烟气脱硝的方法，属于烟气脱硝技术领域。

技术背景

随着我国经济的发展，大量能源消费带来的环境污染也越来越严重。我国是以煤炭为主要能源的国家，燃煤烟气中所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质对空气造成了严重污染。目前，我国已经进行了大规模的烟气脱硫并取得了良好的效果；但烟气脱硝还未大规模开展。国家在“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度，烟气脱硝势在必行。

目前采用的烟气脱硝技术主要有选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)。在应用上，SCR和SNCR技术各有优势。SCR技术反应温度较低(280-400℃)，脱硝率可达90％以上，但是其初期投资费用高，而且催化剂容易中毒，增加了运行费用。SNCR技术反应温度为850-1100℃，脱硝率中等，但SNCR法不需要催化剂，运行费用较低，建设周期短，适合中小型锅炉的改造。SCR和SNCR两种技术目前采用的还原剂无论其来源是液氨、氨水和尿素，与NO_X发生氧化还原反应的化合物都是气态的NH₃。SCR脱硝技术的核心是利用NH₃在催化条件下与NOx发生氧化还原反应；SNCR脱硝技术是NH₃在高温850-1100℃下与NOx直接发生氧化还原反应。

专利CN102247754A(CN201110210353.0)公开了一种提高选择性非催化还原脱硝效率的方法，包括在SNCR系统中喷入还原剂液氨、尿素、碳酸氢铵或碳酸铵的同时喷入钠沸石粉，钠沸石粉中的钠元素以及其他微量元素如镍、钛、钒、钼、硒等提高了SNCR系统还原剂的利用率，增加了脱硝效率，反应最适温度范围扩展为800-1000℃，抑制了还原剂及氮氧化物的氧化反应，减少了系统还原剂的泄漏。

中国专利文件CN101555025A(CN200910014992.2)公开了一种燃煤烟气脱硫脱硝用氨气的联产制备方法，包括将尿素进行缩合反应，反应所产生的氨气用于脱硫脱硝，联产得到三聚氰酸、缩二脲或缩三脲化工产品；或者，将尿素与二元醇、一元醇、苯酚或胺进行取代反应，反应产生的氨气用于脱硫脱硝，联产得到系列化工产品。在尿素缩合或取代反应过程中，不产生二氧化碳，尿素分子中的所有元素得到充分利用，提高尿素的利用率，消除或减少CO₂的排放。降低烟气脱硫脱销所用氨的购买成本，同时得到高附加值化工产品，增加经济效益。

尿素水溶液是使用比较广泛的脱硝还原剂，但是，它的热量分析表明水的蒸发潜热所消耗的能量约为尿素分解所需能量的2倍，不仅造成额外的能量消耗，而且使反应复杂化。此外，脱硝反应区域内的温度不均匀，尿素分解反应的温度场不精确，造成反应产物复杂；而且脱硝还原反应受温度影响大，当温度较高时，NH₃易被氧化为NOx，抵消了其脱硝效率；温度较低时，反应速率下降，还原反应进行得不充分，造成NH₃逃逸。

现有脱硝专利技术中，尚无高反应活性氨基还原剂用于脱硝系统的报道。

发明内容

为了解决选择性催化还原法(SCR)技术中催化剂投入成本高、再生难度大、运行费用大等问题，以及选择性非催化还原法(SNCR)技术中还原剂(氨和尿素)水溶液反应能耗高、反应温度场不精确、还原剂利用效率低的问题，本发明提供一种利用高反应活性氨基还原剂进行烟气脱硝的方法。

发明概述

本发明提供一种高反应活性氨基还原剂NR₃进行烟气脱硝的方法，将氨基物加热产生的活性氨基还原剂NR₃喷入脱硝反应区内，在一定温度下与烟气中的氮氧化合物NO_X充分混合反应，达到脱除烟气中NO_X的目的。NR₃与NOx发生氧化还原化学反应的活性比NH₃高，可在无催化剂条件下和350-800℃较低温度下还原NO_X。

发明详述

一种利用活性氨基还原剂进行烟气脱硝的方法，包括步骤如下：

(1)将活性氨基物原料于100-500℃条件下加热产生气态的活性氨基还原剂(NR₃)；

所述活性氨基物原料为下列之一：

a.酰胺，优选甲酰胺或乙酰胺；

b.六亚甲基四胺(C₆H₁₂N₄)；

c.烷基胺，优选甲胺或乙胺；