[發(fā)明專利]一種SCR脫硝還原劑噴射方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210300149.2
• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN102794106A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊志忠;崔有貴;葉茂
• 申請（專利權(quán)）人: 東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 管高峰;錢成岑

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鍋爐SCR脫硝領(lǐng)域。

背景技術(shù)

選擇性催化還原煙氣脫硝工藝（Selective?Catalytic?Reduction?of?NO_x，簡稱SCR脫硝工藝）還原劑主要有液氨、氨水、尿素三種形態(tài)。液氨由于工藝系統(tǒng)簡單，投資和運(yùn)行成本較低，在SCR脫硝工藝中應(yīng)用較廣，但是液氨屬于高危險還原品，其運(yùn)輸和儲存要求苛刻且越來越多地受到政策、法規(guī)的限制，極為不便；同樣，氨水也因?yàn)槠溥\(yùn)輸、儲存問題以及投資運(yùn)行成本居高而受到應(yīng)用的局限；作為安全性要求較低的SCR脫硝還原劑－尿素具有與液氨相同的脫硝性能，是綠色肥料，沒有危險性政策、法規(guī)限制，可以方便地被運(yùn)輸、儲存和使用，目前，尿素作為SCR脫硝還原劑已逐漸被電廠采用。

尿素作為SCR脫硝還原劑，目前的通常工藝是要設(shè)置單獨(dú)的尿素制氨系統(tǒng)，將尿素預(yù)先分解成氨氣，然后再將氨氣送入脫硝裝置。常用的尿素制氨有兩種工藝：尿素?zé)峤庵瓢焙湍蛩厮庵瓢保瑹峤夥ㄊ悄蛩厝芤涸?00℃的常壓環(huán)境中快速受熱分解成氣氨，其熱源通常采用300℃左右的鍋爐一次熱風(fēng)或空氣，然后經(jīng)過加熱器加熱到600℃；水解法是尿素溶液在140-200℃溫度、壓力0.4-2.0MPa的環(huán)境中發(fā)生水解反應(yīng)生成氣氨，其熱源一般是引入水蒸氣到水解器。無論是尿素?zé)峤膺€是水解制氨，都免不了引入熱源需要消耗大量的能量，且系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜、投資和運(yùn)行成本過高。

專利文獻(xiàn)：公開號?CN?101734685?A，中國發(fā)明專利申請公開了一種利用尿素定量生產(chǎn)氨并脫硝的方法，是將尿素固體顆粒預(yù)先加熱到132.7℃使其呈熔融態(tài)，將熔融態(tài)的尿素霧化噴入尿素?zé)峤夥磻?yīng)器中使其分解為含氨混合氣，含氨混合氣送入脫硝催化劑表面在催化劑作用下繼續(xù)分解為氨氣并參與脫硝反應(yīng)。該方法缺陷在于：輸送熔融態(tài)的尿素技術(shù)難度大、材料要求高、難于霧化、安全可靠性差，含氨混合氣繼續(xù)分解為氨氣需要催化劑，投資和運(yùn)行成本大。

專利文獻(xiàn)：公開號?CN?102068904?A，中國發(fā)明專利申請公開了一種在常規(guī)脫硝反應(yīng)器下游煙氣引入280-410℃的煙氣作為尿素分解熱源的SCR脫硝方法和裝置，見附圖圖3。儲存于尿素儲倉4的尿素顆粒下料到研磨機(jī)5研磨，研磨后的尿素粉末經(jīng)過螺旋給料機(jī)6給料到尿素加熱器2。尿素加熱器4的熱源從SCR反應(yīng)器1下游煙道抽出煙氣加熱尿素后再返回SCR反應(yīng)器1下游煙道，加熱后的尿素粉末由進(jìn)料調(diào)節(jié)閥33調(diào)節(jié)尿素粉末量并由熱蒸汽進(jìn)口調(diào)節(jié)閥31調(diào)節(jié)蒸汽送入尿素噴射器3，噴射器3中的尿素粉末通過噴嘴32噴射到SCR反應(yīng)器1上游煙道。此方法不足：采用尿素粉末，以及引SCR反應(yīng)器下游煙道僅280-410℃的煙氣來加熱尿素粉末使之分解成氨氣，尿素分解不完全、氨氣的產(chǎn)率低、伴生的中間副產(chǎn)物高，尿素的利用率低、耗量大；抽取煙氣需要本身也需要能耗；以尿素粉末的型式噴入反應(yīng)器上游煙道進(jìn)行脫硝，還會帶來新的問題：尿素粉末處理困難、噴射量不易控制，且管道、噴嘴易堵塞、安全可靠性差。同時由于還需要引入熱的蒸汽消耗額外的能量，投資和運(yùn)行成本較高，整個脫硝裝置的能耗也較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提出一種投資和運(yùn)行成本低、能耗低、安全可靠性高、尿素分解完全的SCR脫硝還原劑噴射方法和裝置。

本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種SCR脫硝還原劑噴射方法，步驟包括：將鍋爐500℃-900℃溫度區(qū)域的煙氣靠壓力差自流引出少量煙氣作為尿素分解煙氣，并將尿素溶液噴射到此煙氣中，尿素溶液受熱、蒸發(fā)、完全分解成氣氨，氣氨與煙氣混和，氨/煙氣混合氣體再返回到SCR脫硝反應(yīng)器入口煙道流入SCR脫硝反應(yīng)器進(jìn)行脫硝。

作為優(yōu)選，所述尿素分解煙氣量、尿素溶液噴射量、尿素溶液噴射的霧化顆粒尺寸均可調(diào)，尿素分解煙氣量、尿素溶液噴射量隨脫硝工況負(fù)荷的降低而減少，三者匹配以達(dá)到高的脫硝效率和適應(yīng)脫硝工況負(fù)荷變化。

作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述尿素溶液噴射通過調(diào)節(jié)噴射壓縮空氣量和尿素溶液量，液氣質(zhì)量比為2-10；通過調(diào)節(jié)液氣比，控制噴射到尿素分解煙氣中尿素溶液霧化顆粒的尺寸，其尺寸為1-100μm。

作為優(yōu)選，所述SCR反應(yīng)器入口煙道設(shè)置有混合煙氣的區(qū)段和/或混合器，所述氨/煙氣混合氣體與入口煙道內(nèi)的煙氣在其中混合后，流入SCR脫硝反應(yīng)器進(jìn)行脫硝。

作為優(yōu)選，所述尿素分解煙氣源自鍋爐600℃-700℃溫度區(qū)域的煙氣。