[发明专利]一种催化裂化再生烟气脱硝净化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化裂化再生烟气脱硝净化的方法，属于环保技术领域。

背景技术

氮氧化物(NOx)是一种主要的大气污染物，已被纳入国家环保部“十二五”期间优先控制的四种主要污染物之一。目前，电厂燃煤烟气和催化裂化(FCC)再生烟气中面临的共性问题就是N0x的超标排放，不仅会形成酸雨，在一定条件下还会形成光化学烟雾，严重威胁人类身体健康及生存的环境。

国内外已工业应用的FCC再生烟气脱硝技术包括：选择性非催化还原(SNCR)，该技术无需催化剂，但需要在900-1100℃的温度条件下进行；选择性催化还原(SCR)，该技术需要使用催化剂，在300-400℃的温度条件下就可以进行；其它的一些如低NO_x烧焦技术、氧化吸收法、添加助剂法等也可以大幅度降低氮氧化物的排放量。

目前，NOx脱除效果最好、技术最成熟的是以SCR(Selective Catalytic Reduction)为代表的尾部烟气净化法。传统的SCR法是利用NH₃或尿素为还原剂，以V₂O₅/TiO₂为催化剂的主要活性成分，在反应器内使烟气中的NOx催化还原为无害的N₂，从而达到去除NOx的目的。

传统的SCR催化剂是由TiO₂为载体负载V₂O₅活性组分组成的，其在低温下(＜200℃)或较高温度下(＞400℃)活性低，易生成N₂O等新的污染物，并且，由于钒本身具有毒性、熔点又较低，在高温下容易挥发，易产生二次污染，同时，钒基催化剂价格也比较昂贵，因此，研究非钒基的SCR催化剂成为研究热点，例如中国专利申请2010102765442公开了一种LaBO₃型钙钛矿复合氧化物，其可以在以NH₃为还原剂下还原氮氧化物，能够取得不错的效果。但是，选用NH₃或尿素作为还原剂存在很多问题，一是氨在反应中也可以与H₂O、SO₃反应生成(NH₄)₂SO₄，很容易沉积在热交换器及其它设备的表面而降低热效率；二是氨的泄漏、氨或尿素的准确计量与喷射装置比较复杂、储存和利用氨的设备过于昂贵等。国内外研究者都努方去寻找新的、高效去除NOx、且无毒副作用的SCR还原剂。

1990年，Iwamoto工作组(Iwanoto M.Proceedings of meeting of catalytic technology for removal of nitrogen monoxide.Tokyo，Japan，1990：17-22.)和Held工作组(Held W，Koening A，Richter T，et al.Catalytic NOX reduction in net oxidizing exhaust gas.SAE Paper No.900496，1990.)首先分别独立报道了在有氧存在条件下Cu-ZSM-5分子筛催化剂上用烃还原NO反应的催化过程，这一发现开辟了NOx处理的新途径，该方法用烃取代NH₃，对比于以前使用NH₃选择性催化还原NOx有很大的优越性，避免了由NH₃引起的许多问题。HC-SCR研究(Xinping Wang，Hongliang Yang，Qmg Yu，Shixin Zhang.C₂H₂-SCR of NO over HZSM-5 affected by inuacrystalline diffusion of NOx.Catal.Lett.2007，113(3-4)：109-114.)中选择性较好的还原剂主要有丙烯和乙炔，中国专利申请200410087614.4公开了一种用乙炔或乙炔混合气为还原剂消除内燃机、柴油机发动机汽车尾气中氮氧化物的方法，该还原剂能够在较低的温度下高效选择性催化还原消除汽车尾气中的氮氧化物，解决了以往研究技术中以其他烃为还原剂消除汽车尾气中的氮氧化物的同时选择性低和反应温度高的问题。但是该专利中使用的催化剂较为单一，并且未考察过渡金属掺杂的分子筛还原氮氧化物的净化效果。