[發(fā)明專利]選擇性非催化還原及添加劑一體化噴射的煙氣脫硝方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210327034.2
• 申請(qǐng)日: 2012-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN102824842A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周俊虎;劉茂省;謝斌飛;陳鎮(zhèn)超;潘利紅;楊雪峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江百能科技有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/79
• 分類號(hào): B01D53/79;B01D53/56
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煙氣脫硝技術(shù)，特別涉及選擇性非催化還原及添加劑一體化噴射的煙氣脫硝方法。

背景技術(shù)

進(jìn)入新世紀(jì)以來，中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長使得能源消耗量大增，已經(jīng)引起政治、經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)環(huán)境等一系列問題。其中，以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)造成的大氣環(huán)境質(zhì)量惡化尤為嚴(yán)重，這主要是因?yàn)樵诿喝紵眠^程中，燃料中和燃燒空氣中的氮被轉(zhuǎn)化成一氧化氮（NO）、氧化亞氮（N₂O）和二氧化氮（NO₂）等氮氧化物（NOx）。我國氮氧化物排放量巨大，僅次于二氧化硫，對(duì)空氣質(zhì)量和地面臭氧濃度的影響越來越大，氮氧化物已成為空氣中的首要污染物。2011年10月11日環(huán)保部公布上半年全國主要污染物減排情況：1~6月，全國氮氧化物排放總量1206.7萬噸，同比增長6.17%。

我國對(duì)氮氧化物排放的治理尚處于起步階段。從近年來國家一系列的政策行為看，脫硝將成為脫硫之后污染治理的又一重點(diǎn)。2003年7月1日開始執(zhí)行的《排污費(fèi)征收使用管理?xiàng)l例》中也規(guī)定，氮氧化物2004年7月1日起按每一污染當(dāng)量0.63元收費(fèi)，這表明我國開始采用經(jīng)濟(jì)杠桿來強(qiáng)化NOx排放的控制治理力度。2008年底《大氣污染防治法（修訂草案）》開始起草，其中將氮氧化物作為二氧化硫治理取得重大成果之后的重要治理領(lǐng)域。2011年3月16日發(fā)布的《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》提出了“十二五”主要污染物排放總量顯著減少，化學(xué)需氧量、二氧化硫排放分別減少8％，氨氮、氮氧化物排放分別減少10％的約束性指標(biāo)。

火電、汽車、水泥行業(yè)是我國氮氧化物三大排放源。在《GB?13223-2011?火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中，將NOx排放標(biāo)準(zhǔn)從之前的450?~1100?mg/m³修改為：2003年12月31日之前的火力發(fā)電燃煤鍋爐的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)定為200?mg/m³，在此日期之后或環(huán)保要求高的地區(qū)的火力發(fā)電燃煤鍋爐的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)定為100?mg/m³。可見，今后我國對(duì)火電廠的大氣污染物排放的控制將越來越嚴(yán)格。而針對(duì)水泥行業(yè)的新標(biāo)準(zhǔn)也正在熱烈的討論階段。預(yù)計(jì)將從現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《GB4915-2004?水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的800?mg/m³，提高到300~500?mg/m³左右。

目前國內(nèi)外控制NOx排放技術(shù)大致分為兩類：一類是低NOx燃燒技術(shù)，即通過鍋爐運(yùn)行方式的優(yōu)化或者對(duì)燃燒過程進(jìn)行控制，抑制燃燒過程中NOx的反應(yīng)生成，從而降低NOx的最終排放濃度。另一類是煙氣脫硝技術(shù)，即把已生成的NOx還原為N₂，從而脫除煙氣中NOx，主要有選擇性非催化還原技術(shù)SNCR和選擇性催化還原技術(shù)SCR。

選擇性非催化還原脫硝技術(shù)(Selective?Non-Catalytic?Reduction,SNCR)是一種成熟的NOx控制處理技術(shù)，成本較低，改造方便，脫硝效率高，是適合我國國情的脫硝技術(shù)之一。SNCR技術(shù)主要是將氨或含有氨基的還原劑在900～1100℃的溫度區(qū)域噴入到燃燒后的煙氣中，發(fā)生選擇性還原反應(yīng)，將NO還原成N₂。該技術(shù)對(duì)反應(yīng)溫度有嚴(yán)格的要求，相對(duì)較窄的溫度限制是SNCR技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)難點(diǎn)。

循環(huán)流化床鍋爐被廣泛應(yīng)用于熱電行業(yè)，而新型干法水泥窯在水泥行業(yè)中占了70%以上。循環(huán)流化床鍋爐爐膛出口和水泥窯的預(yù)分解爐具有的兩個(gè)共同特點(diǎn)制約了現(xiàn)有的SNCR技術(shù)：（1）爐內(nèi)溫度一般在750~900℃左右；（2）煙氣中灰分含量高。如何提高SNCR技術(shù)在低溫區(qū)域的脫硝率，同時(shí)防止噴槍在高灰分環(huán)境下的磨損和堵塞成為亟待解決的問題。

在提高SNCR低溫區(qū)脫硝率方面目前已經(jīng)有部分SNCR添加劑相關(guān)的發(fā)明專利。

由蔡寧生，張彥文，李振山，胥波等人在2008年提出的“一種促進(jìn)選擇性非催化還原氮氧化物的方法”（專利申請(qǐng)?zhí)朇N200810102373.4）就涉及一種在電廠鍋爐和工業(yè)爐等燃燒設(shè)備上選擇性非催化還原(SNCR)脫硝過程中加入添加劑促進(jìn)脫硝過程的工藝方法，見圖1，該發(fā)明針對(duì)常規(guī)SNCR脫硝技術(shù)應(yīng)用中存在的合適的溫度區(qū)間狹窄和反應(yīng)停留時(shí)間不足的問題，公開了一種以超細(xì)煤粉、天然氣或合成氣為添加劑的選擇性非催化還原氮氧化物的方法，從而提高了脫硝反應(yīng)速率，拓寬了適宜SNCR反應(yīng)的溫度區(qū)間，提高了脫硝率并降低了氨泄漏。