[發(fā)明專(zhuān)利]大型鍋爐高溫?zé)煔鈪^(qū)域噴氨氣脫硝系統(tǒng)及脫硝工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610056650.7
• 申請(qǐng)日: 2016-01-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105509081B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜夢(mèng)凡;程子衿
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杜夢(mèng)凡
• 主分類(lèi)號(hào): F23J15/02
• 分類(lèi)號(hào): F23J15/02;B01D53/86;B01D53/76;B01D53/56
• 代理公司: 石家莊元匯專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)13115
• 代理人: 劉聞鐸

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煙氣脫硝的技術(shù)領(lǐng)域，涉及到利用氨氣進(jìn)行脫硝的技術(shù)，具體涉及到大型鍋爐高溫?zé)煔鈪^(qū)域噴氨氣脫硝系統(tǒng)及脫硝工藝，通過(guò)本系統(tǒng)及本工藝的脫硝處理，脫硝率高，氨逃逸少，充分達(dá)到凈化煙氣的效果，本產(chǎn)品可應(yīng)用于目前火力發(fā)電、鋼鐵、化工、水泥等消耗煤炭的鍋爐，能保證其N(xiāo)Ox排放指標(biāo)滿足，滿足環(huán)保要求。

背景技術(shù)

目前脫硝工藝以氨氣作為還原劑的技術(shù)主要分為選擇性催化還原法(SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)。選擇性是指在煙氣脫硝過(guò)程中煙氣脫硝催化劑有選擇性地將NOx還原為N₂，而煙氣中的SO₂極少地被氧化成SO₃。在不添加催化劑的條件下，NH₃與NOx的化學(xué)反應(yīng)溫度為850-1100℃，在添加催化劑的條件下NH₃與NOx的化學(xué)反應(yīng)溫度可降低至300-420℃。通常煙氣中NO占95％，NO₂占5％，習(xí)慣上通稱(chēng)NOx。現(xiàn)有脫硝工藝的技術(shù)簡(jiǎn)述如下：

1、選擇性催化還原法是在合適的煙溫區(qū)域加裝催化劑，在催化劑入口噴入氨氣，氨氣與NOx在催化劑內(nèi)反應(yīng)，將NOx還原成N₂，其工藝流程如圖6所示。其主要反應(yīng)方程式如下：

4NO+4NH₃+O₂＝4N₂+6H₂O

6NO+4NH₃＝5N₂+6H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂＝3N₂+6H₂O

6NO₂+8NH₃＝7N₂+12H₂O

2、選擇性非催化還原法是在合適的煙溫區(qū)域?qū)⒛蛩厝芤夯虬彼ㄟ^(guò)噴槍霧化后噴入爐膛，在爐膛內(nèi)將尿素溶液或氨水液滴蒸發(fā)熱解后生成氨氣，將NOx還原成N₂，其工藝流程如圖7所示。現(xiàn)有技術(shù)中的SNCR系統(tǒng)還原劑噴入設(shè)備是噴槍?zhuān)瑢⒛蛩厝芤夯虬彼F化后噴入爐內(nèi)，往往受?chē)姌尣贾梦恢门c數(shù)量限制，分配效果不理解，存在局部濃度過(guò)大或欠缺現(xiàn)象，影響脫硝效率難以提高，噴入設(shè)備為噴槍結(jié)構(gòu)，必然存在流量在煙氣流場(chǎng)中的分布不均現(xiàn)象。噴入位置是在爐膛出口，介質(zhì)為液態(tài)，噴入位置還需考慮汽化吸熱量，而爐內(nèi)溫度場(chǎng)分布極不均勻，反應(yīng)時(shí)間也相對(duì)不穩(wěn)定，由于噴槍布置位置與效果綜合煙氣溫度場(chǎng)分布因素必然會(huì)導(dǎo)致還原劑分布不均，受?chē)姌岇F化水平限制還可能會(huì)出現(xiàn)還原劑對(duì)煙氣穿透性差，混合效果偏離設(shè)計(jì)工況等問(wèn)題。

而超低排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行后，SCR經(jīng)常超出力運(yùn)行，使氨逃逸升高，造成二次污染，同時(shí)對(duì)于發(fā)電機(jī)組還會(huì)造成脫硝生成的副產(chǎn)物(NH₄)₂SO₄在預(yù)熱器內(nèi)堵塞。一旦發(fā)生預(yù)熱器堵塞后會(huì)造成：

(1)引風(fēng)機(jī)出力不足，被迫降機(jī)組出力；

(2)軸流風(fēng)機(jī)偏離設(shè)計(jì)工作點(diǎn)發(fā)生失速，喘振；

(3)預(yù)熱器阻力增加，經(jīng)濟(jì)性降低；

(4)排煙溫度升高后還影響其它環(huán)保指標(biāo)的達(dá)標(biāo)排放。

目前各消耗煤炭的鍋爐普遍采用低氮燃燒器與脫硝系統(tǒng)相結(jié)合的技術(shù)路線，尤其電力企業(yè)受環(huán)保排放指標(biāo)約束，受脫硝效率限制，被迫采用低氮燃燒的方式。但其存在以下問(wèn)題：

(1)爐膛結(jié)焦是缺氧燃燒方式必然結(jié)果；

(2)水冷壁高溫腐蝕；

(3)飛灰可燃物、排煙溫度升高，爐效降低；

(4)對(duì)煤種適應(yīng)性變差，燃燒調(diào)整手段受限，NOx達(dá)不到設(shè)計(jì)參數(shù)；

(5)少數(shù)鍋爐改造后出現(xiàn)受熱面局部壁溫超限被迫加大減溫水量，同時(shí)還導(dǎo)致汽溫參數(shù)降低的現(xiàn)象；

(6)燃燒慣性變大，機(jī)組難以適應(yīng)變負(fù)荷速率要求。甚者影響了熱工自動(dòng)、機(jī)組滑壓運(yùn)行方式等。

可見(jiàn)，對(duì)大型鍋爐高溫?zé)煔鈪^(qū)域的脫硝技術(shù)的研究對(duì)煙氣凈化處理具有重大的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中脫硝率低，氨逃逸升高，造成二次污染，煙氣凈化效果差的問(wèn)題，提供了一種大型鍋爐高溫?zé)煔鈪^(qū)域噴氨氣脫硝系統(tǒng)及工藝。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)其目的采用的技術(shù)方案是：