[實用新型]一種選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420808810.5
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN204429101U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉海兵;顧軍;李威;韓力;陳曉東;蔡文濤;郝利煒;劉潤偉;王肇嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 北京國林貿(mào)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11001
• 代理人: 崔自京

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及對含有氮氧化物煙氣的脫硝系統(tǒng)，尤其涉及一種選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)。

背景技術(shù)

水泥制造和熱力發(fā)電等都是高耗能高污染產(chǎn)業(yè)。在水泥熟料生產(chǎn)過程中，由于使用煤作為燃料，在預(yù)熱器和分解爐運行過程中會產(chǎn)生大量的粉塵和氮氧化物。成熟脫硝技術(shù)主要有低氮燃燒器、分級燃燒技術(shù)（SCC）、SNCR（非選擇性催化還原技術(shù)）和SCR技術(shù)。低氮燃燒器、分級燃燒及SNCR技術(shù)存在著操作復(fù)雜、脫硝效率低、運行費用高及氨逃逸高的問題，難以滿足日益嚴(yán)格的氮氧化物排放限值要求。

選擇性催化還原(SCR)脫硝技術(shù)是一種高效的脫硝技術(shù)，目前主要應(yīng)用在火電廠，催化劑模塊是其核心技術(shù)，成本約占到工程的40%。使用溫度范圍在300-400℃，催化劑模塊主要以V₂0₅、WO₃、TiO₂為主,其原理是通過向煙氣中噴注氨或氨水，把煙氣中NO_X還原成N₂和水蒸汽(H₂O)。脫硝效率一般可達(dá)80%至90%，甚至更高，NO_X排放濃度可低于200?mg/m³。由于其最佳反應(yīng)溫度區(qū)間恰好處于高塵段，煙塵中堿金屬、水分及硫元素、砷元素及高速等因素經(jīng)常造成催化劑模塊中毒、堵塞及磨損等問題，造成催化劑模塊壽命短，運行更換費用高及影響下游設(shè)備等問題。

高溫SCR技術(shù)主要在電廠應(yīng)用，但水泥廠300－400℃段煙氣在預(yù)熱器出口處，煙氣成分堿性更強、組分更加復(fù)雜，含塵濃度更高，對清灰技術(shù)和催化劑模塊要求更高。受限于高濃度粉塵，且含有堿金屬，易使催化劑模塊磨損、堵塞和中毒，一次投資和催化劑模塊費用高等因素，影響了其工程推廣。

2014年02月19日，中國專利局公開了本申請人的一件專利申請，公開號為CN103585885A，名稱為“低溫脫硝催化劑模塊及水泥窯低溫選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)”，該水泥窯低溫選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)包括除塵器、氨氣源、選擇性催化還原脫硝裝置和煙囪；所述選擇性催化還原脫硝裝置為含有如上面所述低溫脫硝催化劑模塊的低溫選擇性催化還原脫硝裝置；所述低溫選擇性催化還原脫硝裝置的入口分別與所述除塵器的出口和氨氣源的出口連通；所述低溫選擇性催化還原脫硝裝置的出口與所述煙囪的入口連通。所述氨氣源包括尿素?zé)峤馄鳎凰瞿蛩責(zé)峤馄鞯纳喜渴鞘⒀b尿素的尿素分解室，下部是熱交換器；所述熱交換器的入口與水泥窯三次風(fēng)的風(fēng)源連通；所述熱交換器的出口與水泥窯的分解爐連通。所述低溫選擇性催化還原脫硝裝置的入口通過噴氨格柵分別與所述除塵器的出口和氨氣源的出口連通。所述氨氣源的出口通過混合器分別與所述低溫選擇性催化還原脫硝裝置的入口和所述除塵器的出口連通；所述混合器具有稀釋風(fēng)機。

由此可見，由于上述水泥窯低溫選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)以尿素作為還原劑的原料，需要通過尿素?zé)峤馄鲗δ蛩剡M(jìn)行熱解生成氨氣，還需要通過混合器將氨氣稀釋，更需要通過噴氨格柵將稀釋后的氨氣與煙氣混合，需要消耗大量的熱能，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。即使以液氨為還原劑的原料，也需要通過液氨氣化裝置對液氨氣化，通過稀釋裝置和混合裝置將氨氣稀釋，通過噴氨格柵將稀釋后的氨氣與煙氣混合，需要消耗大量的熱能，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的一個技術(shù)問題是提供一種選擇性催化還原脫硝方法，該方法不需要消耗熱能即可形成氨氣將氨氣與煙氣充分地混合。

本實用新型要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但不需要消耗熱能即可形成氨氣將氨氣與煙氣充分地混合，而且，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較簡單。

就方法而言，為了解決上述一個技術(shù)問題，本實用新型的選擇性催化還原脫硝方法是先通過超聲波發(fā)生器將氨水霧化（形成氨氣），再將霧狀的氨水（即氨氣）與含有氮氧化物的煙氣混合，混合后的煙氣在催化劑的作用下還原成氮氣和水。

所述氨水的濃度為15%-25%（重量百分比）。

所述氨水的濃度為20%（重量百分比）。

所述混合后的煙氣在催化劑的作用下還原成氮氣和水的過程是在溫度140-150℃下進(jìn)行的。

所述混合后的煙氣在催化劑的作用下還原成氮氣和水的過程是在溫度145℃下進(jìn)行的。

本實用新型的選擇性催化還原脫硝方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。