一種用于煤燃燒高溫?zé)煔獾拿撓醮呋瘎┘捌渲苽浞椒ê蛻?yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于煤燃燒高溫?zé)煔獾拿撓醮呋瘎┘捌渲苽浞椒ê蛻?yīng)用,屬于脫硝技術(shù)領(lǐng)域,所述催化劑包括螢石載體、負(fù)載于螢石載體上的堿土金屬氧化物、過渡金屬氧化物和稀土氧化物作為活性成分;其中,所述堿土金屬氧化物、過渡金屬氧化物和稀土氧化物活性成分在螢石載體上的負(fù)載量總量為20%?30%;本發(fā)明所述催化劑在800?1000℃溫度區(qū)間具有良好的催化活性,爐內(nèi)脫硝轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到40%以上,催化劑具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能、比表面積大、孔隙率高等特點,同時脫硝催化劑具有價格便宜、原料易得、工藝穩(wěn)定、凈化效果好、使用壽命長等優(yōu)點,在高溫催化脫硝中有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種用于煤燃燒高溫?zé)煔獾拿撓醮呋瘎┘捌渲苽浞椒ê蛻?yīng)用
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及脫硝技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種用于煤燃燒高溫?zé)煔獾拿撓醮呋瘎┘捌渲苽浞椒ê蛻?yīng)用。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]當(dāng)前,國內(nèi)外開發(fā)了許多煙氣脫硝的方法和技術(shù),煙氣脫硝技術(shù)按工作介質(zhì)的不同可分為濕法和干法兩類,濕法主要包括氧化吸收法、還原吸收法和絡(luò)合吸收法等,干法主要包括固體吸附法、等離子體法、直接還原法、催化分解法和催化還原法等;其中濕法運行費用高,并且存在二次污染,應(yīng)用較少;而干法,特別是催化還原法,脫硝效率高,運行簡單,造價低,因而被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外的煙氣脫硝的工程中,催化還原法也逐漸成為火電廠煙氣脫硝的主流技術(shù)。
[0005]目前已經(jīng)研究開發(fā)了許多種用于催化還原NO反應(yīng)的催化劑,但是目前實用的催化劑還僅限于貴金屬催化劑,這主要是因為貴金厲催化劑在活性和抗中毒能力等方面的特性優(yōu)于其它種類的催化劑,然而貴金屬價格昂貴,資源稀少,不大適宜工業(yè)化應(yīng)用,而且貴金屬催化劑在高溫條件下會失活,因此急需開發(fā)出與之性能抗衡的非貴金屬催化劑。
[0006]事實上有很多商用催化劑能夠有效地減少燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物。這些催化劑可以分為3種,貴金屬、金屬氧化物以及沸石,或是它們之間的組合。例如貴金屬中摻雜沸石,金屬氧化物中摻入貴金屬來改善催化劑的性能。遺憾的是,這些窗口溫度不符合煤粉燃燒溫度范圍>800 °C。文獻(xiàn)和工業(yè)中所述高溫SCR溫度范圍為400-600°C。因此,研究開發(fā)用于原位脫硝的高溫催化劑是非常有價值的。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于煤燃燒高溫?zé)煔獾拿撓醮呋瘎┘捌渲苽浞椒ê蛻?yīng)用,用于原位脫硝。
[0009]為達(dá)上述目的,本發(fā)明一種用于煤燃燒高溫?zé)煔獾拿撓醮呋瘎?,其包含以下成?(I)載體為螢石,載體占催化劑質(zhì)量百分比為50-55%;
(2)活性成分為堿土金屬氧化物、過渡金屬氧化物和稀土氧化物之一或兩種以上任意比例的混合物,活性成分占催化劑質(zhì)量百分比為20-30%;
(3)其他成分包括云母和白云石其中之一或二者任意比例的混合物。
[0010]其中所述堿土金屬氧化物選自MgO或BaO或二者任意比例的混合物。
[0011]其中所述過渡金屬氧化物選自Fe2O3或MnO2或二者任意比例的混合物。
[0012]其中所述稀土氧化物選自CeO2或La2O3或二者任意比例的混合物。
[0013]—種制備所述用于煤燃燒高溫?zé)煔獾拿撓醮呋瘎┑姆椒ǎㄒ韵虏襟E:將上述原料的混合物用球磨機磨碎,磨至200目,然后放在馬弗爐內(nèi)1000°C下焙燒,混合物經(jīng)過燒結(jié),制作成多孔材料得到燃煤高溫?zé)煔饷撓跆砑觿?br>[0014]所述用于煤燃燒高溫?zé)煔獾拿撓醮呋瘎┑膽?yīng)用,在煤燃燒過程中,在燃煤鍋爐爐內(nèi)加入所述脫硝催化劑,對800-1000 °C高溫燃燒煙氣進(jìn)行催化脫硝。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本發(fā)明取得了如下技術(shù)效果:
本發(fā)明所述催化劑在800-1000°C溫度區(qū)間具有良好的催化活性,爐內(nèi)脫硝轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到40%以上,同時催化劑體系內(nèi)的微量稀土氧化物可以有效改善催化劑的抗燒結(jié)性能,該類催化劑能有效提高催化劑抗鉛、硫中毒的能力,拓寬高溫反應(yīng)窗口,延長催化劑壽命;催化劑具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能、比表面積大、孔隙率高等特點,同時脫硝催化劑具有價格便宜、原料易得、工藝穩(wěn)定、凈化效果好、使用壽命長等優(yōu)點,在高溫催化脫硝中有廣泛的應(yīng)用前景。
[0016]
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合實施例,對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細(xì)的說明。
[0018]實施例1
將 Ikg 的螢石,0.08kg 的 MgO 和 0.08kg 的 Ba0、0.22kg 的 Fe2O3 和 0.04kg 的 Μη02、0.06kg 的Ce〇2和0.03kg的La203,0.3kg的云母和0.2kg的白云石混合后用球磨機磨碎,磨至200目,然后放在馬弗爐內(nèi)100tC下焙燒30分鐘,混合物經(jīng)過燒結(jié),制作成多孔材料得到燃煤高溫?zé)煔饷撓跆砑觿?br>[0019]實施例2
將Ikg的螢石,0.036kg的MgO和0.033kg的Ba0、0.36kg的Fe2O3、0.1kg的CeO2和0.05Kg的La203,0.2kg的云母和0.2kg的白云石混合后用球磨機磨碎,磨至200目,然后放在馬弗爐內(nèi)1000°C下焙燒30分鐘,混合物經(jīng)過燒結(jié),制作成多孔材料得到燃煤高溫?zé)煔饷撓跆砑觿?br>[0020]實施例3
將 Ikg 的螢石,0.038kg 的 MgO 和0.033kg 的 Ba0、0.18kg 的 Fe2O3 和 0.04Kg 的 Μη02、0.05kg的Ce02和0.02Kg的La203,0.3kg的云母混合后用球磨機磨碎,磨至200目,然后放在馬弗爐內(nèi)1000°C下焙燒30分鐘,混合物經(jīng)過燒結(jié),制作成多孔材料得到燃煤高溫?zé)煔饷撓跆砑觿?br>[0021]應(yīng)用:
1、將脫硝催化劑制備成毫米級顆粒,在循環(huán)流化床鍋爐煤粒燃燒之前加入流化床鍋爐內(nèi),作為流化床鍋爐床料。在流化床鍋爐密相區(qū)作為脫硝催化劑對高溫?zé)煔膺M(jìn)行催化脫硝。流化床燃燒是一種先進(jìn)的燃燒技術(shù),其熱效率高,燃料靈活性較好。流化床燃燒的顯著優(yōu)點是它發(fā)生在固定顆粒床中,空氣從下往上吹使其流化起來。床層是由沙子、燃燒、灰分等組成。流化床中熱均勻性較好,由于沙子的熱容量高,停留時間較長使得燃燒可以在較低的溫度下完成,通常為800-900 °C。將制得的燃煤高溫?zé)煔饷撓跆砑觿┳鳛榱骰插仩t的床料在800-900 °C內(nèi)對燃煤高溫?zé)煔膺M(jìn)行催化脫硝可以取得54%的脫硝率。
[0022]2、將脫硝催化劑制備成微米級顆粒,在燃煤鍋爐內(nèi),在煤粉加入過程中,與煤粉混合一起加入,在煤粉燃燒過程中作為脫硝催化劑對高溫?zé)煔膺M(jìn)行催化脫硝。燃煤鍋爐內(nèi)采用常規(guī)的低氮燃燒技術(shù)-兩段燃燒技術(shù),通??諝饪傂枰康?5%-95%與燃料一起供到燃燒器,因為富燃料條件下的不完全燃燒使第一段燃燒的煙氣溫度較低,僅有1000°c左右,在此溫度下脫硝催化劑可以對燃煤高溫?zé)煔膺M(jìn)行催化脫硝,可以取得45%的脫硝率。在燃燒裝置的尾端,通過第二次空氣,使得第一階段剩余的不完全燃燒產(chǎn)物完成燃盡。
[0023]以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述,并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定,在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn),均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于煤燃燒高溫?zé)煔獾拿撓醮呋瘎涮卣髟谟谄浒韵鲁煞?(1)載體為螢石,載體占催化劑質(zhì)量百分比為50-55%; (2)活性成分為堿土金屬氧化物、過渡金屬氧化物和稀土氧化物之一或兩種以上任意比例的混合物,活性成分占催化劑質(zhì)量百分比為20-30%; (3 )其他成分包括云母和白云石其中之一或二者任意比例的混合物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于煤燃燒高溫?zé)煔獾拿撓醮呋瘎?,其特征在?所述堿土金屬氧化物選自MgO或BaO或二者任意比例的混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于煤燃燒高溫?zé)煔獾拿撓醮呋瘎?,其特征在?所述過渡金屬氧化物選自Fe2O3或MnO2或二者任意比例的混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于煤燃燒高溫?zé)煔獾拿撓醮呋瘎?,其特征在?所述稀土氧化物選自CeO2或La2O3或二者任意比例的混合物。5.—種制備如權(quán)利要求1-4中任一項所述用于煤燃燒高溫?zé)煔獾拿撓醮呋瘎┑姆椒ǎ涮卣髟谟诎ㄒ韵虏襟E:將上述原料的混合物用球磨機磨碎,磨至200目,然后放在馬弗爐內(nèi)1000 0C下焙燒,混合物經(jīng)過燒結(jié),制作成多孔材料得到燃煤高溫?zé)煔饷撓跆砑觿?.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述用于煤燃燒高溫?zé)煔獾拿撓醮呋瘎┑膽?yīng)用,其特征在于:在煤燃燒過程中,在燃煤鍋爐爐內(nèi)加入所述脫硝催化劑,對800-1000 0C高溫燃燒煙氣進(jìn)行催化脫硝。
【文檔編號】B01J23/889GK105879878SQ201610228248
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】龔志軍, 武文斐, 李保衛(wèi), 張凱, 鄭坤燦, 潘剛
【申請人】內(nèi)蒙古科技大學(xué)