專利名稱：一種工業(yè)爐、窯脫硝系統(tǒng)及其脫硝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)爐、窯脫硝系統(tǒng)及其脫硝方法。
技術(shù)背景
目前國內(nèi)外研究的煙氣脫硝技術(shù)主要有選擇性催化還原法(SCR)，選擇性非催化還原法(SNCR)，吸附法，高能等離子體氧化法，堿吸收法，SNCR+SCR聯(lián)合技術(shù)等。SCR 和SNCR在工業(yè)上已得到應(yīng)用，但SCR法存在投資及運行費用高，催化劑易失活，在原有工藝進行改造困難，排放N20和NH3等二次污染物，操作溫度范圍窄等缺陷；SNCR法存在脫硝效率低，以及氨泄漏等缺點；吸附法存在吸附容量不夠大，阻力較大，再生較為復(fù)雜等缺點； 高能等離子體氧化法存在處理單位體積的煙氣能耗較高，所需的設(shè)備及維修費用高昂，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點；而堿吸收脫硝技術(shù)具有工藝設(shè)備簡單，操作溫度低，耗能少，處理費用低等優(yōu)點，但是處理效率低。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種工藝設(shè)備簡單，耗能少，處理費用低且脫硝效率高的一種工業(yè)爐、窯脫硝系統(tǒng)及其脫硝方法。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案一種工業(yè)爐、窯脫硝系統(tǒng)，其特征在于其包括爐、窯煙道和堿液噴淋塔；在所述煙道上部均布有霧化噴頭或噴槍；所述煙道出口與所述堿液噴淋塔煙氣入口相連接，噴淋塔內(nèi)設(shè)置有噴淋頭。
優(yōu)選的所述霧化噴頭為耐高溫噴頭。
其進一步特征在于所述堿液噴淋塔煙氣進口設(shè)置在噴淋塔中部，煙氣出口設(shè)置在噴淋塔頂部；所述堿液噴淋塔內(nèi)設(shè)置有多級噴淋和填料；所述堿液噴淋塔底部設(shè)置有溶液池，所述溶液池底部通過管道連接有廢液池，所述管道上安裝有廢液泵用于將廢液泵至所述廢液池；所述溶液池底部還設(shè)置有多根出液管道，其上安裝有循環(huán)泵，循環(huán)泵用于將溶液循環(huán)泵至各級噴淋頭；所述堿液噴淋塔煙氣出口處設(shè)置有除霧器。
一種工業(yè)爐、窯脫硝的方法，包括下列步驟(1)工業(yè)爐、窯燃燒器產(chǎn)生的煙氣進入煙道，爐、窯窯尾煙氣煙道的溫度約900-1100°C， 利用壓縮空氣通過均布在所述煙道內(nèi)的霧化噴頭或噴槍噴入含有NHx基的還原劑進行脫硝反應(yīng)，使還原劑與煙氣內(nèi)的NOx進行充分混合反應(yīng)達到脫硝效果；(2)經(jīng)過煙道出來的煙氣送入所述堿液噴淋塔，所述堿液噴淋塔通過溶液泵將配好的堿液通過循環(huán)泵泵至各級噴淋頭進行循環(huán)噴淋，堿液流過填料使氣液充分混合接觸；將經(jīng)過堿液噴淋塔洗滌的煙氣通過除霧器將其中的水分脫除，減少夾帶游離水。
其進一步特征在于步驟(2)中的堿液通過控制堿的加入量調(diào)節(jié)堿液PH值，堿液可循環(huán)使用直至其中鹽溶液將近飽和，廢液可排放至廢液池。
優(yōu)選的所述堿液為氫氧化鈉溶液。
本發(fā)明在煙氣的高溫區(qū)采用SNCR技術(shù)，在煙氣管道噴氨或者其他還原劑，進行第一步的脫硝；在煙氣的末端采用堿吸收法進行第二次的脫硝處理，兩種工藝聯(lián)合脫硝。
在高溫區(qū)噴氨脫硝的脫硝效率可以達到509Γ75%，在噴淋塔通過堿吸收法可以達到609Γ75%的脫硝效率；最終經(jīng)過聯(lián)合處理效率可以達到809Γ95%的脫硝效果。
本發(fā)明的優(yōu)點是(1)脫硝效率高；(2)投資設(shè)備費用??；(3)設(shè)備安裝不影響在役工藝的生產(chǎn)和使用；(4)特別適用無法加裝催化劑的鍋爐和水泥爐窯等領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明SNCR脫硝工藝示意圖；圖2為本發(fā)明堿吸收法脫硝工藝示意圖； 1、氨水儲槽；2、煙道；3、霧化噴頭；4、堿液噴淋塔；5、噴淋頭；6、除霧器；7、煙氣出口 ； 8、煙氣入口 ；9、溶液池；10、廢液泵；11、循環(huán)泵；12、堿液儲槽；13、廢液池。
具體實施方式
如圖1、2所示一種適用于鍋爐、水泥窯、玻璃窯等工業(yè)爐、窯的工業(yè)爐、窯脫硝系統(tǒng)，其包括爐、窯煙道2和堿液噴淋塔4 ；在所述煙道2上部均布有霧化噴頭3，所述霧化噴頭3為耐高溫噴頭。所述煙道2出口與所述堿液噴淋塔煙氣入口 8相連接，所述堿液噴淋塔煙氣入口 8設(shè)置在噴淋塔中部。所述堿液噴淋塔4內(nèi)設(shè)置有多級噴淋頭5和填料，塔內(nèi)件及噴嘴均選用耐腐蝕的PP配件。煙氣出口 7設(shè)置在噴淋塔頂部。所述堿液噴淋塔4底部設(shè)置有溶液池9，所述溶液池9底部通過管道連接有廢液池13，所述管道上安裝有廢液泵 10用于將廢液泵至所述廢液池13 ；所述溶液池9底部還設(shè)置有多根出液管道，其上安裝有循環(huán)泵11，循環(huán)泵11用于將溶液循環(huán)泵至各級噴淋頭5 ；所述堿液噴淋塔煙氣出口 7處設(shè)置有除霧器6。
一種工業(yè)爐、窯脫硝的方法的工藝設(shè)計采用SNCR脫硝工藝加氫氧化鈉噴淋脫硝工藝雙結(jié)合模式對水泥爐窯NOx進行處理。
其一利用爐窯窯尾煙道煙氣(約900-1100°C)的溫度，將氨水儲槽1中的氨水噴入10%的氨水進行脫硝反應(yīng)，在煙道2上部均分耐高溫霧化噴頭3，另在煙道2內(nèi)負壓 200-300Pa條件下，利用壓縮空氣對氨水進行霧化，使氨與煙氣內(nèi)的NOx進行充分混合反應(yīng)達到脫硝效果。
其二 堿法脫硝采用的方式，煙道2出來的煙氣送入堿液噴淋塔4。堿液噴淋塔4 通過泵將在堿液儲槽12內(nèi)配好的堿液通過循環(huán)泵11循環(huán)噴淋，塔內(nèi)件及噴嘴均選用耐腐蝕的PP配件，其中的填料一般不需要更換，起到增加氣液接觸面積的作用，塔內(nèi)設(shè)置多級噴淋，力求將除NOx效果達到最大化。噴淋塔煙氣出口 7設(shè)置除霧器6，將經(jīng)過洗滌的煙氣中的水分脫除，減少夾帶游離水，以滿足使用時最大效能的要求。
堿液可回收利用，在堿液儲槽12內(nèi)，通過控制堿加入量調(diào)節(jié)堿液PH值，堿液可循環(huán)使用直至其中鹽溶液將近飽和。廢液可排放至廠區(qū)廢液池13。
上述只是一個本發(fā)明的實施例，在實際使用中還可以在SNCR脫硝工藝中將含有 NHx基的其他還原劑(如氨氣和尿素等)，噴入煙道溫度為900°C-1100°C的區(qū)域。尿素通過安裝在屏式過熱器區(qū)域的噴槍噴入，迅速熱分解成NH3和其它副產(chǎn)物。隨后NH3與煙氣中的NOx進行SNCR反應(yīng)而生成N2和H2O。
其反應(yīng)過程如下 4N0+4NH3+02 — 4N2+6H20 2N0+4NH3+202 — 3N2+6H20 6N02+8NH3 — 7N2+12H20在氫氧化鈉噴淋系統(tǒng)的設(shè)計采用一級濕法多級洗滌的工藝路線，在塔內(nèi)噴射氫氧化鈉溶液來吸收NOx生成硝酸鹽和亞硝酸鹽，同時，在洗滌的過程中可以將煙氣中的少量粉塵洗滌干凈。
堿液噴淋塔提供充分的氣固緩沖容積，使煙氣流量，溫度和NOx初始濃度發(fā)生快速變化的工況下，堿液噴淋塔能正常，穩(wěn)定的運行。噴淋區(qū)內(nèi)表面應(yīng)盡可能光滑，以減少溶液在噴淋區(qū)域的停留時間，從而減少結(jié)垢和沉淀的可能。噴嘴設(shè)計采用高覆蓋的低壓噴嘴，使煙氣和液體充分接觸，保證霧化效果并降低循環(huán)泵功率。
對溶液池要求確保系統(tǒng)具有良好的耐生產(chǎn)負荷的沖擊性與運行的穩(wěn)定性，其容積應(yīng)適當(dāng)放大。對除霧器的基本要求是高效清除煙氣中的霧滴，保證下游煙道清潔，下游設(shè)備的可靠運行。除霧器的頂?shù)酌娑荚O(shè)有清潔水沖洗噴嘴，按程序輪流自動清洗各區(qū)域。并監(jiān)測除霧器的壓力降。為補充因熱煙氣冷卻和鹽結(jié)晶損失的水分，通常是通過除霧器沖洗水來控制堿液噴淋塔液位。堿液噴淋塔內(nèi)溶液量通過調(diào)節(jié)洗煙塔內(nèi)反應(yīng)物溶液的排放量來控制。溶液池內(nèi)的PH值通過加入的反應(yīng)劑量來控制。堿液噴淋塔主要材料內(nèi)襯玻璃鋼。
其反應(yīng)過程如下 2N02+2Na0H — NaN03+NaN02+H20N02+N0+Na0H — 2NaN02+H20 2N0+2Na0H+NaC102 — NaN03+NAN02+NaCl+H2O 前述的堿液也可以為氫氧化鉀、氫氧化鋇等可溶于水的堿的水溶液。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)爐、窯脫硝系統(tǒng)，其特征在于其包括爐、窯煙道和堿液噴淋塔；在所述煙道上部均布有霧化噴頭或噴槍；所述煙道出口與所述堿液噴淋塔煙氣入口相連接，噴淋塔內(nèi)設(shè)置有噴淋頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)爐、窯脫硝系統(tǒng)，其特征在于所述霧化噴頭為耐高溫噴頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)爐、窯脫硝系統(tǒng)，其特征在于所述堿液噴淋塔煙氣進口設(shè)置在噴淋塔中部，煙氣出口設(shè)置在噴淋塔頂部；所述堿液噴淋塔內(nèi)設(shè)置有多級噴淋和填料；所述堿液噴淋塔底部設(shè)置有溶液池，所述溶液池底部通過管道連接有廢液池，所述管道上安裝有廢液泵用于將廢液泵至所述廢液池；所述溶液池底部還設(shè)置有多根出液管道，其上安裝有循環(huán)泵，循環(huán)泵用于將溶液循環(huán)泵至各級噴淋頭；所述堿液噴淋塔煙氣出口處設(shè)置有除霧器。
4.一種工業(yè)爐、窯脫硝的方法，包括下列步驟(1)工業(yè)爐、窯燃燒器產(chǎn)生的煙氣進入煙道，爐、窯窯尾煙氣煙道的溫度約900-1100°C， 利用壓縮空氣通過均布在所述煙道內(nèi)的霧化噴頭或噴槍噴入含有NHx基的還原劑進行脫硝反應(yīng)，使還原劑與煙氣內(nèi)的NOx進行充分混合反應(yīng)達到脫硝效果；(2)經(jīng)過煙道出來的煙氣送入所述堿液噴淋塔，所述堿液噴淋塔通過溶液泵將配好的堿液通過循環(huán)泵泵至各級噴淋頭進行循環(huán)噴淋，堿液流過填料使氣液充分混合接觸；將經(jīng)過堿液噴淋塔洗滌的煙氣通過除霧器將其中的水分脫除，減少夾帶游離水。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種工業(yè)爐、窯脫硝的方法，其特征在于步驟(2)中的堿液通過控制堿的加入量調(diào)節(jié)堿液PH值，堿液可循環(huán)使用直至其中鹽溶液將近飽和，廢液可排放至廢液池。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種工業(yè)爐、窯脫硝的方法，其特征在于所述堿液為氫氧化鈉溶液。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種工業(yè)爐、窯脫硝系統(tǒng)，其特征在于其包括爐、窯煙道和堿液噴淋塔；在所述煙道上部均布有霧化噴頭或噴槍；所述煙道出口與所述堿液噴淋塔煙氣入口相連接，噴淋塔內(nèi)設(shè)置有噴淋頭。一種工業(yè)爐、窯脫硝的方法，在煙氣的高溫區(qū)采用SNCR技術(shù)，在煙氣管道噴氨或者其他還原劑，進行第一步的脫硝；在煙氣的末端采用堿吸收法進行第二次的脫硝處理，兩種工藝聯(lián)合脫硝。在高溫區(qū)噴氨脫硝的脫硝效率可以達到50%~75%，在噴淋塔通過堿吸收法可以達到60%~75%的脫硝效率；最終經(jīng)過聯(lián)合處理效率可以達到80%~95%的脫硝效果。
文檔編號B01D53/79GK102500219SQ20111035293
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者孫莉琴, 沈廣燦, 陶迅 申請人:無錫迅德環(huán)?？萍加邢薰?br>