煉油廠燃油爐煙氣脫硝還原劑生產方法及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于凈化大氣污染相關技術領域，具體地說是涉及一種煉油廠燃油爐煙氣 脫硝還原劑生產方法及其應用，是一種SCR技術（選擇性催化還原技術，是英文Selective Catalytic Reduction的縮寫）還原劑在煉油廠燃油爐煙氣脫硝領域的應用。
【背景技術】
[0002] NOx是除了煙塵和SO2之外主要的大氣污染物之一，產生的危害非常巨大。一是能 促進酸雨的形成；二是增加近地大氣臭氧濃度，產生光化學煙霧，影響能見度；三是對人體 有強烈的刺激作用，引起呼吸道疾病。近幾年，中國已經成為NO x排放的重災區，因此，我國 也逐步加強了節能減排的力度，要求電廠必須同步建設脫硝裝置。目前，鍋爐主流的脫硝技 術中，國外90%以上的脫硝工程采用SCR技術（選擇性催化還原技術），在我國，使用也非 常廣泛，成功案例非常多，脫硝效率最高達到90%。
[0003] 選擇性催化還原法（SCR)脫硝技術是指在催化劑的作用下，還原劑（NH3)與煙氣 中的NO x反應生成無害的N 2和水，從而去除煙氣中的NOx ;選擇性是指還原劑NH 3和煙氣中 的NOx發生還原反應。
[0004] 其基本的化學反應原理是：
[0005] 尿素水解：（NH2) 2C0+H20 - C02+2NH3
[0006] NOx 還原：N0+N02+2NH3- 2N2+3H20
[0007] NH3氧化：4NH 3+3〇2一 2N 2+冊20
[0008] 還原劑（氨）用罐裝卡車運輸，以液體形態儲存于氨罐中；液態氨在注入SCR系統 煙氣之前經由蒸發器蒸發氣化；氣化的氨和稀釋空氣混合，通過噴氨格柵噴入SCR反應器 上游的煙氣中；充分混合后的還原劑和煙氣在SCR反應器中催化劑的作用下發生反應，去 除NO x。采用氨水制備還原劑時，一般選用20~30%濃度的氨水
[0009] 在CN 101816886 A中，公開了一種燃煤煙氣同時脫硫、脫硝、脫碳的方法，該方法 是先將混合煙氣除塵，再經裝有堿金屬、堿土金屬、過渡金屬或稀土金屬的分子篩吸附so 2、 N0X、CO2至飽和，然后將煙氣排出；將吸附后的分子篩脫附，脫附后氣體通入氨水進行處理， 生成的硫酸銨、硝酸銨、碳酸銨進行回收利用，但何時吸附飽和不好控制。
[0010] 在CN103100293 A中，公開了一種生物法脫銷的技術，該技術是將煙氣與O3發生 器產生的(V混合，將NO氧化成NO 2，然后將氧化后的煙氣通入含有反硝化菌體的生物反應 器中，進行反硝化反應，NOx氣體生成N 2后凈化排放，但合適的菌體難以控制。
[0011] 在CN200810101151. 0中，公開了一種功能性過濾氈的脫硝方法，該技術是對煙氣 除塵的同時，通過催化反應脫除煙氣中的SOjP NO x，原理是通過纖維材料過濾煙氣中的粉 塵，利用功能性催化劑的催化反應脫除煙氣中的SOjP /或NO x。
[0012] 在CN200910087773. 7中，公開了一種低釩脫硝催化劑的制備和應用，該方法在 V2O5-WCVTiO2配方基礎上，大大降低V 205和WO 3的用量，同時添加 CeO 2作為第二助劑制備了 一種毒性小、成本低且N0x去除性能優良的新型低釩脫硝催化劑，即V 205-W03-Ce02/Ti〇df 化劑。
[0013] 煉油廠燃油爐（工藝加熱爐）的脫硝還是空白，但隨著我國對環保的要求越來越 嚴格，煉油廠燃油爐煙氣脫硝也勢在必行。
【發明內容】
[0014] 本發明的目的是提供一種煉油廠燃油爐煙氣脫硝還原劑生產方法及其應用。該脫 硝還原劑的原料由于經過精制，去除了雜質，不但能使煙氣中NO x去除率最高，而且有效防 止由于過高的ΝΗ3/Ν0χ比造成的氨氣漏失，造成的二次污染，同時還有效防止了脫硝催化劑 的中毒。
[0015] 本發明的目的是這樣實現的：一種煉油廠燃油爐煙氣脫硝還原劑，其特征在于： 該脫硝還原劑是指尿素質量分數為20~55%的尿素水溶液，配制尿素水溶液水的質量指 標：電導率是指小于或等于〇. 5ms/m ;鉀離子濃度小于或等于0. 5mg/kg。
[0016] 本發明用于配制脫硝還原劑的尿素質量指標：甲醛含量小于或等于15mg/kg ;縮 二脲含量小于或等于〇. 9% ;總氮含量大于或等于46. 4%。
[0017] -種煉油廠燃油爐煙氣脫硝還原劑的生產方法，該方法是：先取市售尿素在溫度 70-75°C內，尿素在水溶液中發生水解，待其全部水解后，將溫度降至30°C，使尿素重新從水 溶液中結晶出來，至少重復一個水解結晶過程，以提高尿素純度；取普通水，依次經沙石過 濾、活性炭過濾、離子軟化過濾、膜過濾后成為合格用軟水；根據需要進行計算配比，將適量 的軟水和提純后的尿素在容器中經充分混合溶解，再進行灌裝即為脫硝還原劑成品；該脫 硝還原劑是指尿素質量分數為20~55%的尿素水溶液，配制尿素水溶液的質量指標：電導 率是指小于或等于0. 5ms/m ;鉀離子濃度小于或等于0. 5mg/kg。
[0018] 上述的膜過濾包括：微濾、納米過濾、超濾、滲析、反滲透或電滲析。
[0019] 1)本發明的尿素及提純：
[0020] 尿素指標見下表：
[0021]
【主權項】
1. 一種煉油廠燃油爐煙氣脫硝還原劑，其特征在于：該脫硝還原劑是指尿素質量分數 為20~55%的尿素水溶液，配制尿素水溶液的質量指標：電導率是指小于或等于0. 5ms/m; 鉀離子濃度小于或等于〇. 5mg/kg。
2. 根據權利要求1所述的煙氣脫硝還原劑，其特征在于：用于配制脫硝還原劑的尿素 質量指標：甲醛含量小于或等于15mg/kg;縮二脲含量小于或等于0. 9 % ;總氮含量大于或 等于46. 4%。
3. 根據權利要求1或2所述的煙氣脫硝還原劑，其特征在于：尿素水溶液中尿素質量 分數為31. 8~33. 2%。
4. 一種煉油廠燃油爐煙氣脫硝還原劑的生產方法，該方法是：先取市售尿素在溫度 70-75°C內，尿素在水溶液中發生水解，待其全部水解后，將溫度降至30°C，使尿素重新從水 溶液中結晶出來，至少重復一個水解結晶過程，以提高尿素純度；取普通水，依次經沙石過 濾、活性炭過濾、離子軟化過濾、膜過濾后成為合格用軟水；根據需要進行計算配比，將適量 的軟水和提純后的尿素在容器中經充分混合溶解，再進行灌裝即為脫硝還原劑成品；該脫 硝還原劑是指尿素質量分數為20~55%的尿素水溶液，配制尿素水溶液的質量指標：電導 率是指小于或等于0. 5ms/m;鉀離子濃度小于或等于0. 5mg/kg。
5. 根據權利要求4所述的生產方法，其特征在于：所述的膜過濾包括：微濾、納米過濾、 超濾、滲析、反滲透或電滲析。
6. 根據權利要求4所述的生產方法，其特征在于：用于配制脫硝還原劑的尿素質量 指標：甲醛含量小于或等于15mg/kg;縮二脲含量小于或等于0. 9% ;總氮含量大于或等于 46. 4% 〇
7. 根據權利要求4所述的生產方法，其特征在于：尿素水溶液中尿素質量分數為 31. 8 ~33. 2%〇
8. 根據權利要求4所述的生產方法，其特征在于：所述生產方法的應用方式為，它包括 由鍋爐，省煤器，SCR脫硝反應器，空預器，電除塵，脫硫，煙筒，送風機，NO5J^視器及鍋爐負 載信號組成的燃煤爐裝置；在靠近燃煤爐裝置處設置有進料裝置，該進料裝置分別通過管 路及進料泵與空氣壓縮機及尿素水溶液貯罐出口相連接，進料裝置通過出料管連接在省煤 器與SCR脫硝反應器之間的通道上，在SCR脫硝反應器的前端設置有前置溫度傳感器及前 置NOx傳感器，在SCR脫硝反應器的后端同樣設置有后置溫度傳感器及后置NO^專感器。
9. 根據權利要求4所述的生產方法，其特征在于：所述生產方法的應用方式為，它包括 由燃油爐，催化劑床，脫硝煙氣排空煙筒組成的燃油爐裝置；在靠近燃油爐裝置處設置有進 料裝置，該進料裝置分別通過管路及進料泵與空氣壓縮機及尿素水溶液貯罐出口相連接， 進料裝置通過出料管連接在催化劑床的前端通道上，在催化劑床的前端設置有前置溫度傳 感器及前置NOx傳感器，在催化劑床的后端同樣設置有后置溫度傳感器及后置NO^專感器。
【專利摘要】一種用于煉油廠燃油爐煙氣脫硝工藝中提高NOX轉化率的還原劑，其技術要點是：該脫硝還原劑優化了尿素濃度，為20～55wt％的尿素水溶液，脫硝還原劑尿素溶液優選方案為：尿素含量為31.8～33.2wt％的尿素水溶液。本發明對尿素和水進行提純，尿素主要質量指標：甲醛含量(質量分數)不大于15mg/kg，縮二脲含量(質量分數)不大于0.9％，總氮含量不小于46.4wt％；軟水主要質量指標：電導率指不大于0.5ms/m，鉀離子濃度不大于0.5mg/kg。本發明還具有脫硝還原劑結晶點低，便于運輸、存儲，穩定性好，NOX轉化率高等優點。
【IPC分類】B01D53-90, F23J15-04, B01D53-56, B01D53-79
【公開號】CN104815546
【申請號】CN201510258065
【發明人】王玉華, 牟民
【申請人】撫順美精石化添加劑有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月20日