陶瓷工业中低温SCR烟气脱硝工艺 蜂窝催化剂 巨浪环保

在我国陶瓷工业中,目前国内针对陶瓷烟气污染控制,除尘、脱硫技术已经成熟,但对NOx、氟化物、氯化物及重金属等污染物的控制技术研究和应用严重滞后或缺乏。对于建筑陶瓷生产而言,烟气的排放有2处:①喷雾干燥塔的燃烧炉排放的烟气;②陶瓷辊道窑燃烧后排放的烟气。对于喷雾塔热风炉烟气的脱硝可以借鉴电力行业的高温脱硝技术,需要研发适用于陶瓷喷雾干燥塔高温脱硝技术。对于大量的陶瓷辊道窑排放的烟气经过一次余热利用后,烟气的温度较低(一般都在150℃左右),中低温烟气的脱硝技术在其他行业研究、应用比较薄弱,而陶瓷工业烟气中低温脱硝的技术研究更是薄弱。因此,基于国内陶瓷行业烟气需要脱硝技术广泛应用的现状,开展陶瓷烟气脱硝技术的研究和应用将是我国陶瓷烟气污染控制的重要的发展方向之一。

 陶瓷行业烟气特性

根据目前陶瓷行业的生产规模及燃料使用情况,陶瓷喷雾塔烟气的主要污染物有粉尘、SO2 和NOx,其排放参数如下:

1)烟气的排放温度:80~110℃;

2)喷雾塔燃烧炉燃烧的温度:850~1100℃;

3)粉尘:7000~9000mg/Nm3;

4)SO2:碱性浆液吸收部分SO2;(水煤浆)≤300

mg/Nm3;(粉煤)1000~2000mg/Nm3;

5)NOx:500~700mg/Nm3;

6)烟气中的水分比较大,有洗塔、超高温、超低温情况

低温SCR脱硝技术适用于焦炉、热风炉、管式炉、燃气锅炉等中低温烟气（180~280℃）的脱硝治理项目。

SCR(Selective Catalytic Reduction)即为选择性催化还原技术。在SCR反应过程中，通过还原剂氨可以把烟气中的NOx转化为空气中天然含有的氮气和水，实现NOx脱除，并控制NH3的逃逸率，反应过程中主要的化学反应方程式如下：

4NO  + 4 NH3  +  O2→4 N2  +  6 H2O

2NO2  +4 NH3+  O2 →3N2  +  6 H2O

副反应为：

SO2   + 1/2O2→ SO3

NH3  +  SO3+ H2O→NH4 HSO4

NH3选择性地和NOx反应生成无二次污染的N2和H2O随净烟气排放。

陶瓷行业催化剂主要是金属氧化物催化剂,该种技术较为成熟。陶瓷行业催化剂在前期火电行业催化剂技术上进行扩展性研究,通过载体改性、优化活性组分负载方法,提高了催化剂活性组分活性位浓度;通过金属离子掺杂及离子价态控制,抑制反应中二氧化硫氧化率,提高抗碱金属中毒能力;通过控制催化剂表面微观结构提高催化剂抗水性。结合BET、XRD、TPD、TPR、XPS等技术对催化剂进行表征,建立催化剂活性与催化剂微观性质的相关联系。通过烟气工况模拟台架,采用原位红外方法,分析硫和水气中毒原理;通过在催化剂上掺杂不同碱金属离子,研究催化剂的抗碱金属能力,通过微观表征手段分析碱金属对催化剂的微观性质的影响。通过研究原料预处理工艺及配比,分析各原料工艺性能及其对催化性能的影响,调整工艺配方;通过研究各工序过程及参数对催化性能影响,建立合理工艺路线;根据陶瓷辊道窑炉烟气工况条件,计算催化剂有效孔截面积及模块压降阻力,设计催化剂蜂窝结构及模块设计结构, 终建立催化剂在陶瓷辊道窑工况条件下的催化剂模块设计方案。

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