[发明专利]一种燃煤电厂前置SCO强化烟气脱硝脱汞系统

说明书

本发明涉及一种燃煤电厂前置SCO强化烟气脱硝脱汞技术，通过预先将烟气中的NO和Hg⁰氧化为NO₂和Hg²⁺，然后进入SCR，以达到高效脱硝脱汞之目的。SCO单元使用的催化剂为Co‑Mn‑Ti‑Ce系列催化剂，活性组分为钴氧化物或锰氧化物中的一种或两种，助剂组分为W，催化剂载体为Ce掺杂TiO₂。本发明在不需要对燃煤电厂原有设施进行过多改动的前提下可实现Hg⁰的高效氧化脱除，Hg⁰的氧化效率不会受到加氨过程的影响。同时，以O₂和NO作为Hg⁰的氧化剂摆脱了对HCl的依赖，不需要向烟气中添加额外组分即可实现既定的汞氧化脱除效率；且采用前置SCO工艺将SCR单元入口处50%NO转化为NO2可显著提高SCR过程反应效率，本发明催化剂原料易得，技术工艺易于实施，利于工业化应用。

技术领域

本发明属于大气污染控制领域，尤其涉及一种燃煤电厂前置SCO强化烟气脱硝脱汞技术。

背景技术

随着我国社会经济的不断发展和人民生活水平的逐步提高，伴随的环境污染问题也日益突显。我国以燃煤为主的能源结构短期内不会改变，由此带来的氮氧化物、硫氧化物等烟气环境污染问题将日益严重。同时为满足生态文明和科学发展的建设需求，国家对大气环境污染物的治理标准越来越严格，最新修订的《火电厂大气污染物排放标准》已于2012年正式实施，首次将每立方米所含汞的毫克数予以了明确限定，燃煤汞排放污染控制势在必行。活性炭喷射技术以及贵金属氧化物催化剂都具有较好的脱汞效率，但由于其高昂成本限制了实际运用。常规的WFGD系统可以去除烟气中绝大多数污染物，但由于其低水溶性、易挥发等特性，Hg⁰以及NO捕集率很低，不能满足排放标准。因此，开发切实可行的汞和氮氧化物控制技术已成为当下环保领域研究的热点问题之一。

研究表明，SCR催化剂对Hg⁰存在一定的氧化作用，不少学者依此进行了大量研究并制备了各种改进型同步脱硝脱汞SCR催化剂。然而，各类SCR催化剂对Hg⁰的氧化效率在中试条件以及现场实验过程中不尽如人意。限制其脱汞效率的本质因素有两个：其一，NH₃对Hg⁰存在竞争关系，SCR过程大量NH₃的喷入会严重抑制Hg⁰与SCR催化剂的固气界面反应，从而导致氧化效率的降低；其二：SCR过程对Hg⁰的氧化效率严重依赖烟气中的HCl，然而我国的燃煤Cl含量相比其它国家要低许多，人为向SCR过程添加HCl来提高汞氧化效率显然是不经济的。

另一方面，SCR工艺在理论上脱硝效率没有上限，但实际运用过程中主要考虑的是成本问题。如何在提高SCR工艺脱硝效率的同时，降低其运行成本也是当下需要解决的问题之一。实验研究表明，当NO和NO₂比例大约为1:1时，脱硝反应效率达到最高。燃煤烟气中的NO含量在90％以上，因此控制SCR入口处50％的NO转化为NO₂将极大促进SCR效率的提升，从而可以减少SCR催化剂的使用量来降低成本。综上所述，从选择性催化氧化的角度入手，充分利用催化剂的自身性能和烟气条件，采用前置SCO技术同步催化氧化NO和Hg⁰，然后进入SCR过程参与反应，将有效解决上述难题，其对烟气污染物联合脱除新技术的开发及运用具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种燃煤电厂前置SCO强化脱硝脱汞技术，通过预先将烟气中的NO和Hg⁰氧化为NO₂和Hg²⁺，然后进入SCR过程还原NO₂、NO为N₂，Hg²⁺则被除尘器等设施去除，以达到高效脱硝脱汞之目的。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：