活性焦低温催化氧化脱硝影响因素及机理

张 媛王乃继肖翠微梁 兴张 鑫

(1.煤炭科学技术研究院有限公司节能工程技术研究分院,北京 100013;2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京 100013;3.国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室,北京 100013)

0 引 言

中小型燃煤工业锅炉是我国除电站锅炉外最主要的用煤设备,总数近50万台[1],然而我国很多燃煤工业锅炉污染物排放超标,不能达到国家规定的排放标准。2014年最新实行的《锅炉大气污染物排放标准》中,要求在用锅炉的NOx排放质量浓度限值为400 mg/m3,新建锅炉为300 mg/m3,重点地区更是要达到200 mg/m3的限值要求[2]。由此看出,减少NOx的排放和开发适合煤粉工业锅炉的脱硝技术已经迫在眉睫。

脱硝技术分为干法和湿法。湿法不适合神东等缺水的工业区,干法中以SCR和SNCR应用广泛,但二者反应温度均高于煤粉工业锅炉排烟温度,应用时还需要对烟气加热,浪费能源。采用活性焦既可在锅炉排烟温度窗口下同时脱除SO2和NOx,且可以利用锅炉热量实现再生,活性焦不需要移出反应器即可再生,节约了成本。活性焦低温催化氧化脱硝技术是利用活性焦做催化剂,将NO催化氧化为NO2,再进行后处理,从而达到脱硝目的。

对于NO催化氧化技术的研究多集中在金属催化剂上[3-5],对于炭基催化剂的研究相对较少。当金属作为催化剂时,催化反应温度约300℃。王萍[6]研究发现最佳反应温度为80℃,最佳的操作空速为800 h-1,O2含量以5%为宜。高健[7]认为在半焦催化剂表面与吸附态NO反应的主要是气相中的O2分子。……