[發明專利]一種煙氣脫硝方法

有效

• 申請號: 201010229710.3
• 申請日: 2010-07-13
• 公開（公告）號: CN101940878A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 周國民;唐建城;李振忠;王松峰;趙海軍
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司;北京國華電力有限責任公司;神華國華國際電力股份有限公司北京熱電分公司
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/79;B01D53/56
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種煙氣脫硝方法。

背景技術

煙氣是熱電廠的主要排放物之一，通過可燃物在燃燒器(即鍋爐)中燃燒產生。由于煙氣中通常含有大量的氮氧化物NO_x如NO，這些氮氧化物如果直接排放到大氣中，會導致腐蝕性很強的酸雨，因此煙氣在排放之前必須經過脫氮(即脫硝)處理。

目前，運用比較成熟的煙氣脫硝技術主要有兩種：選擇性催化還原(SCR)工藝和選擇性非催化還原脫硝(SNCR)工藝。SNCR工藝一般在800-1300℃鍋爐的爐膛內噴入脫硝劑，將脫硝劑(尿素或者氨)與煙氣接觸，使脫硝劑與煙氣中的NO_x進行選擇性還原反應生成氮氣(N₂)和水蒸氣(H₂O)，并排出與脫硝劑接觸后的煙氣。SNCR工藝存在的問題是脫硝的效率低，一般SNCR脫硝技術的脫硝效率在40％以下。

SCR工藝則是在煙道內設置催化劑床層，在280-420℃溫度下，在催化劑存在的條件下進行催化選擇性還原反應。SCR工藝的脫硝效率較SNCR相對較高，一般可達到50-60％。

而且，盡管SCR脫硝效果較SNCR工藝的好，但如上所述，SCR的脫硝率也僅為60％以下，有待進一步提高。雖然通過進一步提高催化劑床層的厚度能夠稍微提高SCR的脫硝率，但由于催化劑比較昂貴，會導致成本大幅提高。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中SNCR工藝和SCR工藝存在的脫硝率較低的缺點，提供一種脫硝率較高的煙氣脫硝方法。

為了有效提高脫硝率，本發明的發明人試圖通過在煙氣的非催化還原脫硝區增大脫硝劑的供給量，并在位于非催化還原脫硝區之后的煙道尾部增加一個催化劑床層，使非催化脫硝后的煙氣直接進行選擇性催化還原脫硝，然而卻意外地發現，隨著煙道內非催化脫硝區脫硝劑供給量的明顯增加，煙氣中的氮氧化物NO_x的量不但沒有降低，反而較脫硝劑在上述范圍內時有所上升，這可能是因為氨被氧化成了NO_x。另外，本發明的發明人還發現，由于尾部煙道的容積較大，同時受鍋爐本身結構和位置的限制，脫硝劑的送入位置非常受限，因而進入尾部煙道的脫硝劑在尾部煙道的分布通常都不均勻。而脫硝劑的均勻性對于SCR系統的脫硝效率影響很大。如果進入SCR催化劑的氨分布不均勻，對于氨濃度大的部位將加速催化劑的失效，對于氨濃度小的部位又達不到設計的脫硝效率，并且氨分布不均將必然造成局部氨逃逸量超標。因此，使氨在尾部煙道的均勻分布也是提高SCR系統脫硝效率的關鍵之一所在。

為了解決上述問題，本發明的發明人進行了大量的研究，結果發現，通過在煙氣的選擇性非催化還原反應過程與煙氣的選擇性催化還原反應過程區間對脫硝劑進行補給并對脫硝劑和煙氣進行擾動，可以有效解決煙氣中NO_x含量較高的問題，實現真正意義上的充分煙氣脫硝。

本發明提供了一種煙氣脫硝方法，其中，該方法包括在煙氣選擇性非催化還原條件下，將煙氣與脫硝劑接觸，得到第一混合物，向第一混合物中分別補入脫硝劑和注入擾動介質，得到第二混合物，在煙氣選擇性催化還原條件下，將第二混合物與催化劑接觸。

按照本發明的煙氣脫硝方法，在煙氣選擇性非催化還原條件下，將煙氣與脫硝劑接觸屬于SNCR過程，在煙氣選擇性催化還原條件下，將第二混合物與催化劑接觸屬于SCR過程，通過在煙氣的SNCR過程和SCR過程區間補入脫硝劑和注入擾動介質，真正實現了煙氣的SNCR和SCR聯合脫硝，從而在保證脫硝效率的情況下，減少了催化劑的用量，降低了成本。本發明的發明人經過分析，認為能夠實現如此顯著的效果的機理可能是：在煙氣的SNCR過程和SCR過程區間補入脫硝劑，補入的脫硝劑能夠起到抑制SNCR過程中NO_x還原反應的逆向反應，有效降低進入SCR過程區域的煙氣中NO_x含量，從而能夠減少SCR過程中催化劑的用量，另一方面補入的脫硝劑能夠與煙氣一起進入SCR反應區，在催化劑的作用下進行脫硝反應，進一步提高SCR過程脫硝效率；通過注入擾動介質，使得脫硝劑在進行SCR反應時均勻分布，從而既避免了局部氨濃度過大導致的催化劑快速失效的問題，也避免了局部氨濃度過小不能實現充分脫硝的問題，而且還避免了由于脫硝劑分布不均造成氨逃逸量超標的問題。

附圖說明

圖1為本發明提供的煙氣脫硝方法的一種實施方式所用煙氣脫硝設備的結構示意圖；

圖2為顯示本發明提供的煙氣脫硝方法的一種實施方式所用煙氣脫硝設備中擾動裝置位置的局部結構示意圖；