一種scr煙氣脫硝設(shè)備及其脫硝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種SCR煙氣脫硝設(shè)備，用于燃煤鍋爐的省煤器釋放出的原煙氣的脫銷和除塵，包括選擇性催化還原器1、煙氣混合模塊3、空氣預(yù)熱器4、煙氣除塵模塊5和氨氣制備模塊2等組成。本發(fā)明既保證了SCR反應(yīng)器操作溫度，又減少了運(yùn)行成本與維護(hù)費(fèi)用，提高了勞動生產(chǎn)率和發(fā)電機(jī)組運(yùn)行可靠性，NOx脫除效率＞80%，NO2、PM10日平均值均有大幅下降。
【專利說明】一種SCR煙氣脫硝設(shè)備及其脫硝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種SCR煙氣脫硝設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在化石燃料燃燒過程中，NOx生成機(jī)理有燃料型NOx、熱力型NOx、快速型NOx三種。NOx控制方法分為:一級控制措施，即通過改進(jìn)燃燒方式減少NOx生成量；二級控制措施，即煙氣脫硝治理。
[0003]煙氣脫硝治理是在低氮燃燒技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步減排NOx的措施。國內(nèi)外煙氣脫硝工藝有50余種，分濕法和干法兩類。濕法脫硝有酸吸收法、堿吸收法、氧化吸收法、絡(luò)鹽吸收法等，干法脫硝有SCR、SNCR、吸附法、等離子體活化法等。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的濕法煙氣脫硝技術(shù)復(fù)雜、設(shè)備體積大、不易建造、運(yùn)行成本高、易造成二次污染；干法煙氣脫硝技術(shù)建設(shè)投資低、工藝設(shè)備簡單、運(yùn)行成本低、不易造成二次污染，應(yīng)用廣泛的是SCR、SNCR和SNCR — SCR聯(lián)合技術(shù)。然而，SNCR需高溫反應(yīng)(900-1200°C )、反應(yīng)劑/介質(zhì)消耗量與氨逃逸量大、NOx脫除效率低、生成的亞硫酸銨[(NH4)2SO4]和硫酸銨(NH4HSO4)腐蝕堵塞設(shè)備。
[0005]SCR是當(dāng)前技術(shù)最為成熟、世界各國應(yīng)用最多的脫硝工藝技術(shù)。目前，國內(nèi)外化工企業(yè)中大型硝酸生產(chǎn)線產(chǎn)生的硝酸尾氣，在其尾氣排放系統(tǒng)直接安裝SCR反應(yīng)器，實(shí)施脫硝污染治理，但對煙塵排放總量和區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量影響很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的問題是針對:現(xiàn)有技術(shù)中尾氣排放系統(tǒng)直接安裝SCR反應(yīng)器實(shí)施脫硝污染治理，對煙塵排放總量和區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量影響很大。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種SCR煙氣脫硝設(shè)備，用于燃煤鍋爐的省煤器釋放出的原煙氣的脫銷和除塵，包括:選擇性催化還原器、煙氣混合模塊、空氣預(yù)熱器和煙氣除塵模塊，還包括氨氣制備模塊；其中，選擇性催化還原器進(jìn)氣口和出氣口，分別與燃煤鍋爐的省煤器的原煙氣出口、煙氣除塵模塊連通；氨氣制備模塊包括氨卸料器、氨存儲器和氨制備器，氨氣制備模塊通過控制閥門和煙氣混合模塊連通；煙氣混合模塊設(shè)置在選擇性催化還原器的進(jìn)氣口處；空氣預(yù)熱器設(shè)置在選擇性催化還原器的出氣口下部。
[0008]進(jìn)一步的，控制閥門連接有控制氣體流速的邏輯控制器。
[0009]進(jìn)一步的，空氣預(yù)熱器前端設(shè)有風(fēng)機(jī)。
[0010]進(jìn)一步的，煙氣除塵模塊的后端設(shè)有引風(fēng)機(jī)。
[0011]還提供一種SCR煙氣脫硝設(shè)備的煙氣脫硝方法，包括以下步驟:
[0012]步驟一，制備氨溶解液:將粉沫氨在氨卸料器均勻卸料；將粉沫氨輸送至氨存儲器中溶解，制成氨溶液；將溶解后的氨溶解液輸送至氨制備器中進(jìn)一步分解，制成分解的氨溶解液；[0013]步驟二，混合煙氣:在邏輯控制器的控制下，將稀釋的空氣、步驟一分解后的氨溶解液和燃煤鍋爐產(chǎn)生的煙氣在煙氣混合器中充分混合，制成混合煙氣；
[0014]步驟三，催化還原混合煙氣:將混合氣體送至選擇性催化還原器并在催化劑作用下且在一定反應(yīng)溫度下發(fā)生還原反應(yīng)，制成反應(yīng)后的煙氣，其中反應(yīng)溫度為180-600°C ;
[0015]步驟四，加熱煙氣:將反應(yīng)后的煙氣經(jīng)空氣預(yù)熱器加熱，制成加熱的煙氣；
[0016]步驟五，除塵:將加熱的煙氣送至煙氣除塵模塊除塵，制成除塵的煙氣；
[0017]步驟六，排出:將除塵的煙氣送至引風(fēng)機(jī)，排出。
[0018]進(jìn)一步的，稀釋空氣風(fēng)機(jī)11將空氣稀釋，制成備用稀釋的空氣。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明既保證了 SCR反應(yīng)器操作溫度，又減少了運(yùn)行成本與維護(hù)費(fèi)用，提高了勞動生產(chǎn)率和發(fā)電機(jī)組運(yùn)行可靠性。NOjJA除效率>80%，N02、PM1(i日平均值均有大幅下降。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0022]1959年，美國Eegelhard公司發(fā)明SCR法，并將其作為主要電廠NOx控制技術(shù)；20世紀(jì)70年代日本實(shí)現(xiàn)SCR工業(yè)化，有23.1GW機(jī)組安裝SCR設(shè)備；德國有55GW機(jī)組、美國有100GW機(jī)組SCR裝置應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。目前，我國SCR脫硝機(jī)組已達(dá)55.15GW，幾乎為引進(jìn)技術(shù)。
[0023]國家《火電廠氮氧化物防治技術(shù)政策》(環(huán)發(fā)〔2010〕10號)要求，“對在役燃煤機(jī)組進(jìn)行低氮燃燒技術(shù)改造后，其氮氧化物排放濃度仍不達(dá)標(biāo)或不滿足總量控制要求時，應(yīng)配置煙氣脫硝設(shè)施。新建、改建、擴(kuò)建的燃煤機(jī)組，宜選用SCR技術(shù)”。
[0024]SCR法煙氣脫硝工藝以尿素作為還原劑，即溶解后尿素溶液經(jīng)熱解與稀釋空氣混合，在反應(yīng)器入口煙道噴入氨蒸汽，氨蒸汽與煙氣充分混合，在催化劑作用下發(fā)生還原反應(yīng)，生成氮?dú)夂退?，脫出NOx。該工藝具有國內(nèi)外大量燃煤鍋爐運(yùn)行業(yè)績。
[0025]本發(fā)明采用SCR法煙氣脫硝工藝，還原劑為尿素，催化劑為二氧化鈦(TiO2)或五氧化二釩(V205)。首先，顆粒尿素在溶解區(qū)溶解后，液態(tài)尿素經(jīng)循環(huán)泵至脫硝吸收區(qū)；其次，由尿素溶液計量分配模塊將尿素均勻分配至熱解爐分解液態(tài)的尿素，與稀釋風(fēng)機(jī)來的空氣經(jīng)氨/空氣混合器混合；再次，混合氣體入噴氨格柵和氨/煙氣混合器，與鍋爐尾部煙氣充分混合；最后，混合煙氣經(jīng)整流后入SCR反應(yīng)器，在SCR反應(yīng)器內(nèi)200-450°C時，NH3與NOx反應(yīng)生成氮?dú)?N2)和水(H2O),還原后N2放空。
[0026]如圖1所示:
[0027]本發(fā)明的脫硝設(shè)備用于燃煤鍋爐的省煤器釋放出的原煙氣的脫硝和除塵，該脫硝設(shè)備包括:選擇性催化還原器1、煙氣混合模塊3、空氣預(yù)熱器4和煙氣除塵器5和氨氣制備系統(tǒng)2 ;選擇性催化還原器I的進(jìn)氣口和出氣口，分別與燃煤鍋爐16的省煤器13的原煙氣出口、煙氣除塵器5管道連通；氨氣制備系統(tǒng)2包括氨卸料器21、氨存儲器22和氨制備器23，氨氣制備系統(tǒng)2在控制閥門25的控制下和煙氣混合模塊3連通，控制閥門25還連接有控制氣體流速的邏輯控制器24 ;煙氣混合模塊3設(shè)置在選擇性催化還原器I的進(jìn)氣口處；空氣預(yù)熱器4設(shè)置在選擇性催化還原器I的出氣口下部；空氣預(yù)熱器4前端設(shè)有風(fēng)機(jī)14;煙氣除塵器5的后端設(shè)有引風(fēng)機(jī)31。
[0028]本發(fā)明的選擇性催化還原器I設(shè)在煙氣除塵器5前端，排放的NOx、SO2、煙塵影響范圍小，既保證了 SCR反應(yīng)器操作溫度，又減少了運(yùn)行成本與維護(hù)費(fèi)用，提高了勞動生產(chǎn)率。這些優(yōu)勢可以通過主要大氣污染物I小時平均濃度、日均濃度、年均濃度前10個最大值預(yù)測結(jié)果進(jìn)行說明，見表1至8。
[0029]表1NO2前10位I小時平均最大落地濃度單位mg/m3
【權(quán)利要求】
1.一種SCR煙氣脫硝設(shè)備，用于燃煤鍋爐(16)的省煤器(13)釋放出的原煙氣的脫銷和除塵，包括:選擇性催化還原器(I)、煙氣混合模塊(3)、空氣預(yù)熱器(4)和煙氣除塵模塊(5)，其特征在于，還包括氨氣制備模塊(2);其中，所述選擇性催化還原器(I)進(jìn)氣口和出氣口，分別與所述燃煤鍋爐(16)的省煤器(13)的原煙氣出口、煙氣除塵模塊(5)連通；所述氨氣制備模塊(2)包括氨卸料器(21)、氨存儲器(22)和氨制備器(23)，所述氨氣制備模塊(2)通過控制閥門(25)和所述煙氣混合模塊(3)連通；所述煙氣混合模塊(3)設(shè)置在所述選擇性催化還原器(I)的進(jìn)氣口處；所述空氣預(yù)熱器(4 )設(shè)置在所述選擇性催化還原器(I)的出氣口下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCR煙氣脫硝設(shè)備，其特征在于，所述控制閥門(25)連接有控制氣體流速的邏輯控制器(24 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCR煙氣脫硝設(shè)備，其特征在于，所述空氣預(yù)熱器(4)前端設(shè)有風(fēng)機(jī)(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCR煙氣脫硝設(shè)備，其特征在于，所述煙氣除塵模塊(5)的后端設(shè)有引風(fēng)機(jī)(31)。
5.一種利用權(quán)利要求1至4之一所述的SCR煙氣脫硝設(shè)備的煙氣脫硝方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，制備氨溶解液:將粉沫氨在所述氨卸料器(21)均勻卸料；將所述粉沫氨輸送至所述氨存儲器(22)中溶解，制成氨溶液；將所述溶解后的氨溶解液輸送至所述氨制備器(23)中進(jìn)一步分解，制成分解的氨溶解液； 步驟二，混合煙氣:在所述邏輯控制器(24)的控制下，將稀釋的空氣、步驟一所述分解后的氨溶解液和所述燃煤鍋爐(16)產(chǎn)生的煙氣在所述煙氣混合器(3)中充分混合，制成混合煙氣； 步驟三，催化還原混合煙氣:將所述混合氣體送至所述選擇性催化還原器(I)并在催化劑作用下且在一定反應(yīng)溫度下發(fā)生還原反應(yīng)，制成反應(yīng)后的煙氣，其中所述反應(yīng)溫度為180-600 0C ； 步驟四，加熱煙氣:將所述反應(yīng)后的煙氣經(jīng)所述空氣預(yù)熱器(4)加熱，制成加熱的煙氣; 步驟五，除塵:將所述加熱的煙氣送至所述煙氣除塵模塊(5)除塵，制成除塵的煙氣； 步驟六，排出:將所述除塵的煙氣送至所述引風(fēng)機(jī)(31 )，排出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種SCR煙氣脫硝設(shè)備的煙氣脫硝方法，其特征在于，所述步驟二還包括以下步驟:所述稀釋空氣風(fēng)機(jī)(11)將空氣稀釋，制成備用稀釋的空氣。
【文檔編號】B01D53/56GK103768941SQ201410056783
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】陳煜 , 趙曉燕, 陳金泉, 魯葉茂, 鄧亮, 李獻(xiàn)仁, 陳家齊, 陳發(fā)志 申請人:大唐淮南洛河發(fā)電廠