專利名稱：利用乙醇實(shí)現(xiàn)煙氣中溫干法直接脫硝的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種利用乙醇實(shí)現(xiàn)煙氣中溫干法直接脫硝的方法。
背景技術(shù)：
燃料燃燒過程中，由于其本身含有氮元素，加之燃燒過程的高溫，使得燃燒后氣體中含有高濃度一氧化氮有毒氣體，對(duì)環(huán)境造成污染?，F(xiàn)有煙氣干法脫硝技術(shù)中，主要包括高溫燃燒過程中采取的空氣分級(jí)燃燒技術(shù)、燃料分級(jí)再燃技術(shù)及選擇性非催化還原技術(shù)，燃燒過程結(jié)束后的尾部低溫選擇性催化還原及非選擇性催化還原脫硝技術(shù)。除空氣分級(jí)燃燒脫硝技術(shù)外，燃料分級(jí)再燃脫硝技術(shù)、選擇性非催化還原脫硝技術(shù)、選擇性催化還原脫硝技術(shù)及非選擇性催化還原脫硝技術(shù)，均需要脫硝添加劑。其中，燃料分級(jí)再燃脫硝技術(shù)是在高溫還原氣氛區(qū)域加入脫硝添加劑，選擇性非催化還原脫硝技術(shù)是在燃料高溫燃盡區(qū)域加入脫硝添加劑，選擇性催化還原脫硝技術(shù)和非選擇性催化還原脫硝技術(shù)是在燃料燃燒結(jié)束后的較低溫度區(qū)域加入脫硝添加劑，實(shí)現(xiàn)煙氣在高溫和較低溫度區(qū)域的脫硝目的。能否在介于燃燒過程中的高溫和燃燒結(jié)束后的低溫間的中溫區(qū)域?qū)崿F(xiàn)干法直接脫硝，一直是一個(gè)待解決的難題，因?yàn)槿紵^程中的高溫脫硝總是和提高燃燒效率相矛盾，燃燒結(jié)束后的低溫選擇性催化還原和非選擇性催化還原脫硝技術(shù)需要專門的脫硝裝置和催化劑，投資和運(yùn)行費(fèi)用高。煙氣中溫干法直接脫硝，既可解決燃料燃燒與煙氣脫硝的矛盾，又不需要專門的脫硝裝置和催化劑。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N03125332.6，專利名稱為同時(shí)脫硫脫硝的干法煙氣潔凈工藝及其系統(tǒng)，該專利自述為本發(fā)明公開了一種同時(shí)脫硫脫硝的干法煙氣潔凈工藝及其系統(tǒng)，所公開的煙氣脫硝工藝為采用雙氧水或甲醇作為添加劑，將其噴射到從燃燒設(shè)備所排放出的溫度為350～700℃煙氣中，使煙氣中的一氧化氮?dú)怏w與雙氧水或甲醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成二氧化氮?dú)怏w，采用氨水或尿素作為脫硝劑，將其噴射到經(jīng)過脫硫處理的煙氣中進(jìn)行脫硝處理，使煙氣中的二氧化氮?dú)怏w與氨水或尿素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成脫硝副產(chǎn)物硝酸氨。上述發(fā)明沒能實(shí)現(xiàn)煙氣直接脫硝，而是在煙氣經(jīng)過脫硫后的較低溫度區(qū)域通過加入氨水或尿素與之前依靠加入雙氧水或甲醇生成的二氧化氮?dú)怏w生成脫硝副產(chǎn)物硝酸氨實(shí)現(xiàn)煙氣脫硝目的。同時(shí)，由于增加了脫硝反應(yīng)塔和脫硝產(chǎn)物分離裝置，導(dǎo)致系統(tǒng)阻力增大、能耗上升。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有煙氣干法脫硝技術(shù)存在的不足，提供一種利用乙醇實(shí)現(xiàn)煙氣中溫干法直接脫硝的方法，使其利用乙醇實(shí)現(xiàn)煙氣中溫干法直接脫硝目的，具有實(shí)施容易的特點(diǎn)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，在燃料燃燒過程結(jié)束后的煙氣中溫區(qū)域，將乙醇噴入含有一氧化氮?dú)怏w的煙氣中，使煙氣中的一氧化氮、氧氣與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氮?dú)?、水蒸汽和二氧化碳從而?shí)現(xiàn)煙氣中溫干法直接脫硝。
本發(fā)明利用乙醇實(shí)現(xiàn)煙氣中溫干法直接脫硝的化學(xué)反應(yīng)方程式如下
另外，乙醇與煙氣中燃料燃燒后剩余氧氣發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式如下
由上述化學(xué)反應(yīng)方程式可知，噴入煙氣中的乙醇，除與煙氣中的一氧化氮產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)外，還與煙氣中燃料燃燒后剩余的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這樣噴入的乙醇量就與煙氣中一氧化氮及氧氣量有關(guān)。在煙氣中的一氧化氮及氧氣量一定條件下，脫硝效率隨一氧化氮與乙醇摩爾百分比值的減小而增大。
與現(xiàn)有干法脫硝技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于第一、射入燃料燃燒過程結(jié)束后煙氣中溫區(qū)域的乙醇直接與煙氣中的一氧化氮反應(yīng)生成氮?dú)?。第二、由于乙醇被射入燃燒設(shè)備中煙氣溫度為中溫區(qū)域的煙道內(nèi)與煙氣中的一氧化氮直接迅速反應(yīng)而生成氮?dú)?，因此不需另外布置脫硝反?yīng)器、脫硝副產(chǎn)物分離裝置及催化劑，具有實(shí)施容易的特點(diǎn)。第三、由于本發(fā)明是在燃料燃燒過程完成后的煙氣中溫區(qū)域通過乙醇實(shí)現(xiàn)煙氣干法直接脫硝，因此本發(fā)明不受具體燃燒設(shè)備和燃料特性限制，有著廣闊的應(yīng)用前景。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例采用的裝置示意2為圖1所示A-A剖視圖具體實(shí)施方式
下面以一臺(tái)燃煤電站鍋爐為例，結(jié)合圖1和圖2對(duì)本發(fā)明利用乙醇實(shí)現(xiàn)煙氣中溫干法直接脫硝進(jìn)行詳細(xì)描述。
燃煤在電站鍋爐爐膛1內(nèi)燃燒生成的含有一氧化氮的高溫?zé)煔猓谕瓿膳c爐膛四周水冷壁的輻射換熱后、依次流入水平煙道2、尾部豎井煙道4后排出。表1為煙氣中各組分及射入乙醇的摩爾百分比，表2為表1條件下射入乙醇在不同煙氣溫度下的脫硝效率。
表1 煙氣中各組分及射入乙醇的摩爾百分比
表2 乙醇在不同煙氣溫度下的脫硝效率
由表2可知，在煙氣溫度為760～870℃間，射入的乙醇具有相對(duì)較高的脫硝效率。根據(jù)燃煤電站鍋爐熱力計(jì)算和實(shí)際運(yùn)行結(jié)果，煙氣溫度為760～870℃間的中溫區(qū)域?yàn)樗綗煹?的后部，因此利用乙醇噴射裝置3將乙醇射入水平煙道2煙氣溫度為760～870℃間的中溫區(qū)域，與煙氣中的一氧化氮反應(yīng)生成氮?dú)舛鴮?shí)現(xiàn)干法直接脫硝，具有相對(duì)較高的脫硝效率。
另外，在煙氣中的一氧化氮及氧氣量一定條件下，脫硝效率隨煙氣中一氧化氮與加入的乙醇摩爾百分比值的減小而升高。為保證乙醇在煙氣中的均勻分布，乙醇噴射裝置3既可可布置于水平煙道2的頂部、下部及左右兩側(cè)墻上，也可布置于水平煙道2內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用乙醇實(shí)現(xiàn)煙氣中溫干法直接脫硝的方法，其特征在于利用乙醇與煙氣中的一氧化氮、氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氮?dú)狻⑺羝投趸紡亩鴮?shí)現(xiàn)煙氣干法直接脫硝，乙醇射入時(shí)，煙氣溫度在750℃-1100℃之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用乙醇實(shí)現(xiàn)煙氣中溫干法直接脫硝的方法，其特征是，在煙氣中的一氧化氮及氧氣量固定條件下，脫硝效率隨一氧化氮與乙醇摩爾百分比值的減小而增大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的利用乙醇實(shí)現(xiàn)煙氣中溫干法直接脫硝的方法，其特征是，所述的煙氣，為化石燃料燃燒生成的煙氣或者為生物質(zhì)燃料燃燒生成的煙氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用乙醇實(shí)現(xiàn)煙氣中溫干法直接脫硝的方法，其特征是，乙醇射入時(shí)，煙氣溫度為760～870℃。
全文摘要
一種環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域的利用乙醇實(shí)現(xiàn)煙氣中溫干法直接脫硝的方法。本發(fā)明利用乙醇與煙氣中的一氧化氮、氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氮?dú)?、水蒸汽和二氧化碳從而?shí)現(xiàn)煙氣干法直接脫硝，乙醇射入時(shí)，煙氣溫度為750℃－1100℃。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于第一、射入燃料燃燒過程結(jié)束后煙氣中溫區(qū)域的乙醇直接與煙氣中的一氧化氮反應(yīng)生成氮?dú)?。第二、由于乙醇被射入燃燒設(shè)備中煙氣溫度為中溫區(qū)域的煙道內(nèi)與煙氣中的一氧化氮直接迅速反應(yīng)而生成氮?dú)?，因此不需另外布置脫硝反?yīng)器、脫硝副產(chǎn)物分離裝置及催化劑，具有實(shí)施容易的特點(diǎn)。第三、由于是在燃料燃燒過程完成后的煙氣中溫區(qū)域通過乙醇實(shí)現(xiàn)煙氣干法直接脫硝，因此不受具體燃燒設(shè)備和燃料特性限制，有著廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B01D53/56GK1883767SQ20061002666
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2006年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月18日
發(fā)明者王恩祿, 徐旭常, 章明川 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)