[發明專利]一種SNCR脫硝方法及其裝置

有效

• 申請號: 201410252590.7
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104056542A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 李學東;梁燕飛;陳向榮;陳霏;葉丹玫;韋紅焰
• 申請（專利權）人: 廣西壯族自治區建筑材料科學研究設計院
• 主分類號: B01D53/79
• 分類號: B01D53/79;B01D53/56
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 陸小盆

技術領域

本發明屬于窯尾煙氣脫硝技術領域，具體涉及一種SNCR脫硝方法及其裝置。

背景技術

為防止鍋爐煤燒產生過多的氮氧化物NOX污染環境，應對窯尾煙氣進行脫硝處理。目前國內外窯尾煙氣脫硝主要以選擇性非催化還原法(SNCR)和選擇性催化還原法(SCR)為主。SNCR是一種無催化劑作用下，在適合脫硝反應的溫度窗口(850-1100℃)內噴入還原劑將煙氣中氮氧化物還原為氮氣和水的方法，該方法常用還原劑有氨水、尿素和氫氨酸等，所述還原劑通過高壓蒸汽或壓縮空氣直接噴入反應區內，高溫條件下還原劑會迅速熱分解成NH3，然后選擇性地與煙氣中氮氧化物反應，整個過程中一般不與氧發生反應，且不使用催化劑，故稱為選擇性非催化還原。

SNCR脫硝效率跟還原劑噴射反應區內的溫度、反應時間、氮氨比以及噴槍嘴的霧化特性、噴槍的結構設計、鍋爐結構尺寸等息息相關，尤其是溫度的控制至關重要，反應區內溫度過低和過高都不利于脫硝反應的進行。目前一般的SNCR脫硝效率僅為30-50％，為提高脫硝效率，降低脫硝成本，許多發明人對脫硝設備及其脫硝方法進行了改進，具體如下：

1.中國專利(CN203281218U)公開了一種水泥窯爐SNCR脫硝溫度控制裝置，該裝置主要通過在每一把噴槍開孔處對應安裝有一個溫度檢測探頭，而所有溫度檢測探頭和噴槍均與中央控制柜相連，其中所述噴槍的結構包括壓縮空氣管、還原劑管道、流量控制電磁閥和噴嘴，該裝置可通過溫度檢測探頭將溫度信息傳入中央控制柜，再通過流量控制電磁閥來控制噴槍的啟閉狀態，實現適時監控SNCR脫硝溫度。該裝置實際運作時，當溫度檢測探頭檢測溫度高于1100℃或低于850℃時，中央控制柜可自動調節流量控制電磁閥，對氨水噴入量進行控制。

2.中國專利(CN103349898A)公開了一種SNCR脫硝裝置及利用該裝置進行脫硝的方法，所述裝置包括脫硝反應器、燃料噴射控制裝置、溫度控制裝置、還原劑噴射裝置、脫硝反應器出口煙道、脫硝反應器進口煙道及燃料系統控制器，所述燃料噴射控制裝置通過所述燃料系統控制器與所述溫度控制裝置相連。該裝置可通過控制燃料的噴射量來調節脫硝反應器內的溫度，最終使溫度保持在穩定的區域(800-1100℃)，從而保證還原劑不被氧化又可獲得較高的脫硝效率。

3.中國專利(CN101890279A)公開了一種高效氨法脫硝工藝及其裝置，該裝置增設了一個包括順序設置霧化段、加溫段和增壓段的氨氣增溫增壓混合器，其中所述加溫段通過設置熱交換器、熱混合器、電加熱器或外置增溫裝置實現對還原劑增溫；該工藝通過氨氣增溫增壓混合器在常溫下預先霧化氨水溶液或尿素溶液，然后高溫氣化并增壓后噴入煙氣產生源的脫硝反應區內，使高溫氨氣混合均勻穩定后才通入煙氣產生源反應區，有效提升了脫硝效果，并擴大了原SNCR的有效反應溫度至800-1100℃。

上述專利技術1和2主要通過調節還原劑或燃料煙氣的噴入量來建立一個穩定的高溫反應區，使脫硝反應在溫度窗口能夠充分進行；而專利技術3主要針對“常溫還原劑通入反應區內會直接與高溫煙氣進行熱交換，進而造成反應區內驟然冷卻，并使得反應區內各區域的溫度不均勻，從而影響脫硝效率”這一問題，提供的一種高效氨法脫硝工藝及其裝置。

經文獻檢索，還有一些發明人通過對還原劑噴槍嘴的結構形狀進行改進從而提高還原劑霧化效果，進一步提高脫硝效率，如中國專利(CN101371969A)公開的一種用于SNCR法脫硝的還原劑噴嘴，該噴嘴的噴出口形狀為橄欖形，運用液膜破碎法的工作機理，能夠有效地控制還原劑的霧化顆粒的粒度和霧化液滴蒸發時間，促使還原劑與煙氣的中氮氧化物混合均勻，提高煙氣脫硝的效率。然而，未發現有通過溫度控制還原劑的霧化效果這一技術手段來提高脫硝效率的任何文獻報道。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種SNCR脫硝方法，同時對應所述方法設計了一種脫硝裝置。該裝置通過增設一種還原劑溫度控制系統，使需要霧化的還原劑溶液能夠在理想的霧化溫度下實現霧化，提高霧化的效果，降低霧化顆粒的粒徑，增加與煙氣中的氮氧化物的接觸面積，使還原劑與氮氧化物的反應充分，減少還原劑的逃逸量，提高脫硝效率。

本發明所述的SNCR脫硝方法，包括以下順序步驟：首先在常溫下輸送還原劑到還原劑輸送管，然后通過還原劑溫度控制系統對還原劑進行加熱達到并控制所需霧化溫度，最后通過增壓裝置增壓使還原劑霧化后噴入脫硝反應器內進行脫硝反應。