[發明專利]一種旋切式SCR脫硝方法及其裝置

在審

• 申請號: 201510768340.3
• 申請日: 2015-11-11
• 公開（公告）號: CN105289302A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 劉定平;王玲;劉暢
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本發明涉及煙氣脫硝，尤其涉及一種旋切式SCR脫硝方法及其裝置。

背景技術

隨著基礎工業的發展，我國經濟飛速發展，但由于工業污染而導致的環境問題也越來越嚴重。NO_x是大氣污染物的主要來源，其大量排放會給環境造成巨大的危害。為了社會經濟的可持續發展以及維持良好的生態環境，必須加大對大氣污染物NO_x的排放控制和治理力度。國際上廣泛使用的選擇催化還原法(SCR)是一種從尾氣上治理NO_x排放的有效方法。

目前采用的SCR方法是利用NH₃作為還原劑在催化劑的作用下將NO_x還原為無害的N₂，從而脫除煙氣中的NO_x。催化劑的合理選取是該技術提高脫硝效率的關鍵,催化劑結構一般有蜂窩式、平板式和波紋板式三種。其中，平板式或波紋板式催化劑比蜂窩式催化劑具有更好的防積塵和堵塞能力，但氣固接觸比表面積小，催化反應能力差。目前國內使用的煙氣脫硝凈化設備，不僅存在整個塔裝置的占地面積大且耗電量居高不下的問題，而且煙氣的凈化不夠充分。

研究表明，國內外的脫硝設備，由于受氣固接觸面積的影響，塔體內煙氣的流場分布不均，煙氣與還原劑、催化劑接觸的時間有限，其催化還原反應效率低，并且廣泛存在NH₃的逃逸、催化劑堵塞、催化劑失效等問題。不僅影響脫硝效率的提高，而且造成脫硝成本增高，出現二次污染等問題。研發高效的SCR方法及裝置十分緊迫與必要。

通過對現有SCR系統研究可知，影響脫硝效率的因素包括反應溫度、停留時間、還原劑與煙氣的混合均勻度、還原劑與NO_x的化學當量比、催化劑性能等。根據SCR催化劑的反應動力學原理，在反應溫度與催化劑性能一定的情況下，氨和NO_x的混合程度對SCR工藝的脫硝效率具有極大的影響。在傳統的脫硝設備中，為了增加氨和NO_x的混合時間，采用了增大裝置的橫截面積，減少煙氣流速，增加塔體高度或長度的方法。增大裝置的橫截面積不僅導致塔內流場呈現出層流態，減少了混合器的紊流度，降低了脫硝效率，而且增加了煙氣中顆粒物的沉積，使催化劑表面大量積灰，影響催化劑的活性，增大了氨的逃逸；增加塔體高度或長度又大大增加催化劑用量，增加建設成本與運行成本。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種旋切式SCR脫硝方法及其裝置。既可實現煙氣高效脫硝，又解決了現有技術中常出現的易積灰、催化劑失效和氨逃逸的問題。

本發明通過下述技術方案實現：

一種旋切式SCR脫硝裝置，包括脫硝塔本體和沿脫硝塔本體的內圓周面設置的板式催化劑層9；板式催化劑層9構成煙氣通道；在脫硝塔本體的下部側壁沿脫硝塔本體內圓周切向方向設置煙氣通入管道11；沿煙氣通入管道11的內圓周面以及板式催化劑層9的內圓周面分別布置有多個旋流霧化噴嘴8；

煙氣先在煙氣通入管道11內與旋流霧化噴嘴8噴射的氨氣初步混合，再沿脫硝塔本體內圓周切向方向噴入煙氣通道內，與煙氣通道內的旋流霧化噴嘴8噴射的氨氣相遇，由于煙氣通道內的氨氣沿切圓方向旋流噴出，使其與氨氣相互卷吸混合，并沿著由煙氣通道的內圓周方向以切圓的方式螺旋上升；

各旋流霧化噴嘴8通過管路連接設置在脫硫塔外的氨供給系統。

所述沿板式催化劑層9的圓周面，自下而上間隔分布有多個吹灰器7，吹灰器7用于吹落附著在板式催化劑層9表面的積灰。

所述煙氣通入管道11和煙氣通道的截面為圓形。

所述氨供給系統包括依次管路連接的液氨儲罐6、用于對液氨進行蒸發的液氨蒸發器5、用于對氨氣進行緩沖的氨氣緩沖槽4、用于對氨和空氣進行混合的氨/空氣混合器3和用于對氨氣進行稀釋的稀釋風機2；

所述氨/空氣混合器3通過一帶有電磁閥12的管路連接旋流霧化噴嘴8；所述脫硝塔本體的外部還設有一個氨逃逸反饋控制系統1，所述脫硝塔本體頂部的煙氣出口設置有用于檢測氨濃度的探頭13；氨逃逸反饋控制系統1根據探頭13檢測到的氨的濃度數據，控制氨供給系統以及電磁閥12的開度，用于實時控制旋流霧化噴嘴8對氨的噴入量，使噴入煙氣通道內的氨量與NO_x濃度相匹配。

所述脫硝塔本體底部設有積灰箱10，積灰箱10的底部設有排灰閥。

一種旋切式SCR脫硝方法如下：