目前,SCR脫硝催化劑的活性溫度區間一般在180℃-420℃,溼法脫硫後煙氣溫度低、溼度大,直接採用SCR脫硝技術無法克服的高能耗問題,限制了SCR工藝的應用。
低溫、高溼度煙氣NOx吸附濃縮-SCR選擇性還原脫硝技術就是利用吸附材料吸附低濃度NOx,再透過小風量熱氣體吹脫NOx,然後用SCR技術處理脫附的NOx。
一、吸附材料及其吸附原理
吸附材料就是利用高比表面積和發達的孔道結構對NOx的強吸附作用,高效捕捉低濃度的NOx分子,使得大風量低濃度NOx氣體得到徹底淨化。
分子篩是人工水熱合成的矽鋁酸鹽晶體,其矽鋁比不同生成各種不同型號分子篩.如:A型,X型,Y型等,並經過交換不同的金屬陽離子則變成同類型不同類別的分子篩.依據晶體內部孔穴大小吸附或排斥不同的物質分子,同時根據不同物質分子極性或可極化度而決定吸附的次序,達到分離的效果,因而被形象的稱為”分子篩”.分子篩的孔徑分佈是非常均一的。
高矽分子篩採用奈米稀土氧化物改性,改性分子篩吸附劑塗敷於蜂窩陶瓷載體上,可在低溫時選擇性吸附煙氣中NOX,達到淨化煙氣中NOx的目的。
二、高矽分子篩再生和SCR脫硝
當高矽分子篩吸附達到(或接近)飽和時,透過小風量高溫氣體對高矽分子篩進行脫附,將吸附NOx全部脫附,高矽分子篩也得到了再生和迴圈使用。脫附出來的高濃度小風量NOx進入SCR脫硝系統,使之轉化為氮氣和水。
選擇性催化還原(SCR)技術是目前應用最多而且最有成效的煙氣脫硝技術。SCR技術是在金屬催化劑作用下,以NH3作為還原劑,將NOx還原成N2和H2O。NH3不和煙氣中的殘餘的O2反應,而如果採用H2、CO、CH4等還原劑,它們在還原NOx的同時會與O2作用,因此稱這種方法為“選擇性”。工作原理如圖所示,主要反應方程式為:
三、工藝原理:
脫硫後溼煙氣進入裝有高矽分子篩吸附淨化反應器,經高矽分子篩吸附後乾淨的煙氣直接排放。用熱空氣對吸附飽和後的高矽分子篩進行脫附再生,脫附下來的含高濃度NOx的煙氣SCR反應器,生成N2和H2O。
四、技術優勢:
近年來,非電行業成為超低排放的主戰場,在充分借鑑火電行業超低排放改造技術成果和經驗做法的基礎上,結合各非電行業煙氣特點,目前已形成多種非電行業煙氣治理技術工藝路線並開展了大規模的工程應用。
室溫NOx吸附濃縮-SCR選擇性還原脫硝技術可節約大量能源消耗,擴大SCR技術的應用場景,助力我國非電領域煙氣脫硝治理工程。