[发明专利]一种用于烟气SNCR脱硝的添加剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及烟气SNCR脱硝领域，具体涉及一种用于提高SNCR烟气脱硝中低温脱硝活性和降低氨逃逸的脱硝添加剂及其应用。

背景技术

目前国内外控制NOx排放技术大致分为两类：一类是低NOx燃烧技术，即通过锅炉运行方式的优化或者对燃烧过程进行控制，抑制燃烧过程中NOx的反应生成，从而降低NOx的最终排放浓度。另一类是烟气脱硝技术，即把已生成的NOx还原为N₂，从而脱除烟气中NOx，主要有选择性非催化还原技术SNCR和选择性催化还原技术SCR。

选择性非催化还原脱硝技术(Selective Non-Catalytic Reduction,SNCR)是一种成熟的NOx控制处理技术，成本较低，改造方便，是适合我国国情的脱硝技术之一。还原剂有氨水、液氨和尿素，这些还原剂用于烟气脱硝技术中，可以取得相似的脱硝效果。使用尿素为还原剂易产生较多的N₂O，且反应温度较氨水高；液氨属于危险化学品，存储、使用、管理的要求比较高；工业用的20%或25%的氨水，安全性要求比液氨小的多，储存、输送和处理都比液氨简单，因而目前工程上主要以氨水和尿素为主。

SNCR技术主要是将氨或含有氨基的还原剂在850～1050℃的温度区域喷入到燃烧后的烟气中，发生选择性还原反应，将NO还原成N₂。该技术对反应温度有严格的要求，相对较窄的温度限制是SNCR技术应用的一个难点。

美国专利US5443805公开了使用碳氢燃料作为雾化介质输送氨还原剂，因为碳氢燃料的反应快，将烟气中的氧气消耗完，局部形成还原气氛，能提高SNCR的脱硝效果。美国专利US3900554、美国专利US4208386和US US4325924中公开的方法，以及对SNCR方法最近的改进包括US6030204和美国专利申请公开号US2002/0025285A1中所描述的也提出类似的作用。

上述SNCR专利都在工业上取得了一定范围的应用，但现有的添加剂，脱硝的最佳活性都在850℃以上，我国锅炉种类较多，运行稳定性不好，时常烟气温度会低于800℃，甚至到760℃以下，引起SNCR脱硝系统的关停，限制了SNCR技术的应用，为此开发一种用于提高760～850℃的脱硝活性、降低氨逃逸的脱硝添加剂具有较广的应用前景。

发明内容

本发明提供了一种用于烟气SNCR脱硝的添加剂及其应用，该添加剂用于SNCR还原剂中，提高烟气在760～850℃的脱硝活性、降低氨逃逸。

一种用于烟气SNCR脱硝的添加剂，所述添加剂由纤维素醚和无机钠盐组成，所述纤维素醚和无机钠盐的质量摩尔比为0.5～10g：0.01～0.1mol。

所述纤维素醚和无机钠盐的质量摩尔比优选为1～5g：0.01～0.05mol。

作为优选，所述纤维素醚为水溶性纤维素醚，且含羟基的纤维素醚。

进一步优选，所述纤维素醚为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素中的至少一种。

作为优选，所述无机钠盐为NaHCO₃、Na₂CO₃和NaCl中的至少一种。

本发明还提供了一种利用所述的添加剂进行烟气脱硝的方法，将所述添加剂与脱硝还原剂混合后喷入烟气中，所述烟气的温度区间为760～850℃。

作为优选，所述脱硝还原剂为氨水或尿素。

作为优选，所述添加剂中纤维素醚与脱硝还原剂中NH₃的质量摩尔比为0.5～10g/mol；所述添加剂中无机钠盐与脱硝还原剂中NH₃的摩尔比为0.01～0.1mol/mol。

进一步优选，所述添加剂中纤维素醚与脱硝还原剂中NH₃的质量摩尔比为1～5g/mol；所述添加剂中无机钠盐与脱硝还原剂中NH₃的摩尔比为0.01～0.05mol/mol。

本发明中将添加剂与还原剂混合充分后由喷枪雾化后喷入烟气中，反应原理如下：

本发明采用含氨还原剂为脱硝还原剂，还原NOx的总化学方程式主要有：

微观基元反应上，NH₃向NH₂的转换反应，只有发生如下反应：

才能发生下面的NOx的还原反应：