[發明專利]一種煙氣再循環和氨劑噴射NOx脫除裝置及方法

無效

• 申請號: 201210586705.7
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103041686A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 孫建飛;羅經華;吳祖良
• 申請（專利權）人: 浙江天潔環境科技股份有限公司
• 主分類號: B01D53/79
• 分類號: B01D53/79;B01D53/56
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 韓小燕

技術領域

本發明涉及一種NOx脫除裝置及降低煙氣中NOx排放量的方法，特別是一種利用煙氣再循環和還原劑噴射降低循環流化床鍋爐煙氣中NOx排放的裝置和方法，主要適用于環境保護技術領域，可應用于鍋爐脫硝。

背景技術

煙氣再循環是目前降低NOx排放的技術之一。它是在鍋爐的空氣預熱器前抽取一部分低溫煙氣，或直接送入爐膛，或與一次風、二次風混合后送入爐內，這樣不但可以降低燃燒溫度，而且也稀釋了氧濃度，使燃燒速度和爐內溫度降低，因而熱力型NOx減少。煙氣再循環法的效果與燃料種類及煙氣再循環率(再循環煙氣量與不采用煙氣再循環時的煙氣量之比)有關。存在的問題是受燃燒穩定性的限制，一般再循環煙氣率為15%～20%，NOx脫除率在20～30%。

在向煙氣中噴氨而不采用催化劑的條件下，NH₃還原NOx的反應只能在950～1050℃的溫度范圍內進行，因此，這種方法又稱為選擇性非催化還原脫硝法（簡稱SNCR）。因為反應溫度為950～1050℃，所以NH₃的噴射點位置選擇至關重要。溫度太高，NH₃容易氧化，生成新的NOx；溫度太低，NH₃無法高效分解，降低脫硝效果，而且增加尾部氨的逃逸。

當氨和煙氣中的NOx接觸時，就會發生下面的還原反應：

4NH₃+4NO+O₂→6H₂O+4N₂

4NH₃+2NO₂+O₂→6H₂O+3N₂

4NH₃+6NO→6H₂O+5N₂

8NH₃+6NO₂→12H₂O+7N₂

由于上述反應所需的溫度范圍為950～1050℃，在鍋爐負荷變化時其在爐膛內的位置會發生變化，因此常在爐墻上開設多層氨噴射口，以使噴入爐內的氨均能混入溫度為950～1050℃的煙氣內。為了擴大950～1050℃這一溫度范圍，以達到最佳的反應效果，也有采用特殊的添加劑如鈉鹽，和噴氨同時使用。在采用SNCR脫硝技術時，除了噴射點必須選擇在950～1050℃的溫度范圍內之外，噴入的氨和煙氣良好的混合，也是保證脫硝還原反應得以充分進行，并使用最小限度的氨消耗量達到最大限度降低NOx排放值的重要條件。如果噴入的氨在爐膛內未能充分反應，則未反應的氨就會“泄漏”到鍋爐的尾部受熱面，這不僅會使煙氣中的飛灰容易沉積在受熱面上，而且煙氣中的氨在遇到SO₃時，會生成硫酸銨。而硫酸銨是粘性的，很容易堵塞空氣預熱器，并有腐蝕的危險。因此，如何使氨和煙氣充分的混合是采用這一方法的重要問題。混合不佳，會造成反應盲區，脫硝效果下降，而且氨的逃逸增加。一般SNCR能夠達到的NOx脫除率為30%～60%。

SNCR脫硝投資少，運行費用也低，但反應溫度范圍狹窄，要有良好的混合及反應空間和反應時間的條件。當要達到較高的NOx脫除率時，可能會造成NH₃泄漏量過大等問題。一般SNCR能夠達到的NOx脫除率為30%～60%，因此它的使用受到一定的限制。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對上述存在的問題提供一種煙氣再循環和氨劑噴射NOx脫除裝置及方法，通過霧化噴槍安裝位置的改造，提高還原劑的穿透深度，使得還原劑與煙氣良好混合，最終達到提高SNCR脫硝效率的目的。

本發明要解決的另一個技術問題是：協同煙氣再循環和SNCR脫硝，在保持循環流化床鍋爐流化速度的前提下，造成還原氣氛和降低燃燒溫度，減少NOx生成，并最終達到降低NOx排放的目的。

本發明所采用的技術方案是：煙氣再循環和氨劑噴射NOx脫除裝置，包括爐膛、位于該爐膛側壁上的一組二次風管，以及位于該爐膛底部的一次風管，其特征在于：所述二次風管的二次風噴口處安裝有還原劑霧化噴槍。

所述還原劑霧化噴槍的噴嘴位于二次風管噴口的內側。

所述二次風管采用下傾式布置結構，其出風方向與水平面的夾角為10-20度。

所述還原劑霧化噴槍的噴射方向與二次風管噴口的出風方向相同。