本發(fā)明屬于煙氣脫硝領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)和脫硝方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，天然氣、石油和煤等化石燃料等能源得到更加廣泛的應(yīng)用，使得環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，因此引起了一系列環(huán)境問(wèn)題，如酸雨、臭氧層破壞、溫室效應(yīng)等，使得我們的生存環(huán)境愈加嚴(yán)峻。我國(guó)以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)決定了我國(guó)的氮氧化物和硫氧化物排放量一直處于居高不下的狀況，大量污染性氣體的排放，使得環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，不僅嚴(yán)重影響我國(guó)人民的生產(chǎn)生活，而且不利于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，環(huán)境問(wèn)題得到了國(guó)家越來(lái)越多的關(guān)注。

人類(lèi)活動(dòng)排放的NO_X90％以上來(lái)自燃料燃燒過(guò)程。各種工業(yè)爐窯、民用爐灶、機(jī)動(dòng)車(chē)及其他內(nèi)燃機(jī)中的燃料高溫燃燒時(shí)，燃料中的含氮物質(zhì)氧化生成NO_X，參與燃燒的空氣或富氧空氣中的N₂和O₂也會(huì)生成NO_X。從能源結(jié)構(gòu)來(lái)看，我國(guó)的一次能源和發(fā)電能源構(gòu)成中，煤占據(jù)了絕對(duì)的主導(dǎo)地位。并且我國(guó)80％以上的煤是直接燃燒的，特別是用于電站、工業(yè)鍋爐及民用鍋爐中。因此，相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，煙氣中的NO_X排放是導(dǎo)致我國(guó)大氣NO_X污染的一個(gè)主要因素，如何減少固定源排放的NO_X是大氣環(huán)境治理的一個(gè)重要課題。

煙氣脫硝屬于燃燒后處理技術(shù)，許多發(fā)達(dá)國(guó)家的排煙系統(tǒng)都需安裝煙氣脫硝裝置。煙氣脫硝方法較多，但目前得到大量工業(yè)應(yīng)用的只有選擇性催化還原法和選擇性非催化還原法，其他方法目前均處于實(shí)驗(yàn)研究階段或中試階段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出了粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)和脫硝方法，利用該脫硝系統(tǒng)和脫硝方法采用兼具蓄熱和脫硝功能的脫硝蓄熱體，表面光滑、耐磨，工藝簡(jiǎn)便可行，煙氣無(wú)需除塵即可進(jìn)行脫硝反應(yīng)，操作簡(jiǎn)單，脫硝效率高。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)，包括：

粉煤工業(yè)鍋爐，所述粉煤工業(yè)鍋爐的爐膛側(cè)壁上設(shè)置有還原劑噴嘴，所述還原劑噴嘴適于向所述爐膛內(nèi)噴入還原劑，使所述還原劑與粉煤工業(yè)鍋爐煙氣在所述爐膛內(nèi)混合并進(jìn)行預(yù)脫硝處理；

旋風(fēng)分離裝置，所述旋風(fēng)分離裝置與所述粉煤工業(yè)鍋爐的煙氣出口相連，所述旋風(fēng)分離裝置適于對(duì)煙氣進(jìn)行除塵處理；

脫硝蓄熱體，所述脫硝蓄熱體與所述旋風(fēng)分離裝置相連，所述脫硝蓄熱體適于回收煙氣余熱和對(duì)煙氣進(jìn)行脫硝處理；

脫硫裝置，所述脫硫裝置與所述脫硝蓄熱體相連，所述脫硫裝置適于除去煙氣中的硫氧化物；以及

煙囪，所述煙囪與所述脫硫裝置相連。

由此，利用上述實(shí)施例的粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)，將還原劑噴嘴設(shè)置在爐膛側(cè)壁上，進(jìn)而將煙氣與還原劑在爐膛內(nèi)混合進(jìn)行預(yù)脫硝處理，經(jīng)過(guò)預(yù)脫硝處理后的煙氣經(jīng)過(guò)除塵處理在脫硝蓄熱體內(nèi)再次進(jìn)行還原反應(yīng)進(jìn)行脫硝處理和回收余熱，最后進(jìn)行脫硫處理。該系統(tǒng)利用爐膛內(nèi)高溫，對(duì)煙氣進(jìn)行預(yù)脫硝處理，從而可以部分脫除煙氣中的氮氧化物，減輕后續(xù)脫銷(xiāo)裝置的壓力，減少脫銷(xiāo)催化劑的用量，降低脫銷(xiāo)成本。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述脫硝蓄熱體為球狀、條狀、圓柱體狀或蜂窩體狀。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述脫硝蓄熱體上的通孔呈正方形，所述正方形尺寸為(3-10mm)×(3-10mm)，所述通孔的壁厚為0.5-2mm，所述脫硝蓄熱體的比表面積大于500。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述還原劑噴嘴為霧化噴嘴。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述霧化噴嘴為氨水霧化噴嘴或者尿素霧化噴嘴。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述脫硝蓄熱體具有燃料氣入口和熱燃料氣出口，所述熱燃料氣出口與所述粉煤工業(yè)鍋爐的燃料入口相連。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明還提出了利用前面實(shí)施例所述的粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)處理粉煤工業(yè)鍋爐煙氣的方法，包括：

通過(guò)還原劑噴嘴向粉煤工業(yè)鍋爐的爐膛內(nèi)噴入還原劑，使所述還原劑與粉煤工業(yè)鍋爐煙氣在所述爐膛內(nèi)混合并進(jìn)行預(yù)脫硝處理；

使從粉煤工業(yè)鍋爐內(nèi)排出的混合煙氣進(jìn)入旋風(fēng)分離裝置，以便對(duì)混合煙氣進(jìn)行除塵處理；

使經(jīng)過(guò)所述除塵處理的混合煙氣進(jìn)入脫硝蓄熱體，以便在脫硝蓄熱體進(jìn)行蓄熱和在催化劑的作用下發(fā)生還原反應(yīng)脫除氮氧化物；

使脫除氮氧化物的煙氣進(jìn)入脫硫裝置進(jìn)行脫硫處理，以便得到凈化后煙氣；

將所述凈化后煙氣由煙囪排出。

由此，利用上述實(shí)施例的粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝方法，將還原劑噴嘴設(shè)置在爐膛側(cè)壁上，進(jìn)而將煙氣與還原劑在爐膛內(nèi)混合進(jìn)行預(yù)脫硝處理，經(jīng)過(guò)預(yù)脫硝處理后的煙氣經(jīng)過(guò)除塵處理在脫硝蓄熱體內(nèi)再次進(jìn)行還原反應(yīng)進(jìn)行脫硝處理和回收余熱，最后進(jìn)行脫硫處理。該系統(tǒng)利用爐膛內(nèi)高溫，對(duì)煙氣進(jìn)行預(yù)脫硝處理，從而可以部分脫除煙氣中的氮氧化物，減輕后續(xù)脫銷(xiāo)裝置的壓力，減少脫銷(xiāo)催化劑的用量，降低脫銷(xiāo)成本。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述實(shí)施例的脫硝方法進(jìn)一步包括，將利用脫硝蓄熱體對(duì)含氧氣體進(jìn)行預(yù)熱，并將預(yù)熱后的含氧氣體作為助燃劑用于粉煤工業(yè)鍋爐，預(yù)熱后的含氧氣體的溫度為250-450攝氏度。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述混合煙氣發(fā)生還原反應(yīng)的溫度為300-500攝氏度。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述脫硝蓄熱體包括無(wú)機(jī)粉料、脫硝催化劑和添加劑，其中，所述無(wú)機(jī)粉料的負(fù)載量為50-100質(zhì)量％，所述脫硝催化劑的負(fù)載量為5-40質(zhì)量％，所述添加劑的負(fù)載量為1-10質(zhì)量％，所述添加劑中含有搪瓷。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述脫硝蓄熱體通過(guò)下列步驟制備得到：

(1)將無(wú)機(jī)粉料、陶瓷粉末、搪瓷、粘結(jié)劑、增塑保濕劑、潤(rùn)滑劑和水進(jìn)行混合、捏合和焙燒，以便得到蜂窩蓄熱體；

(2)通過(guò)共沉淀法制備得到TiO₂-Al₂O₃復(fù)合氧化物，并將所述TiO₂-Al₂O₃復(fù)合氧化物與活性炭進(jìn)行混合，得到脫硝催化劑載體溶液；

(3)利用偏鎢酸銨、偏釩酸銨、氯化鐵、氯化鑭配制得到含有鎢、釩、鐵、鑭的脫硝催化劑活性組分溶液；

(4)將蜂窩蓄熱體在脫硝催化劑載體溶液內(nèi)進(jìn)行第一浸漬處理、干燥和焙燒；

(5)將經(jīng)過(guò)步驟(4)處理后的蜂窩蓄熱體在所述脫硝催化劑活性組分溶液進(jìn)行第二浸漬、干燥和焙燒，以便獲得所述脫硝蓄熱體。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)，下面參考圖1描述本發(fā)明實(shí)施例的粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)，包括：粉煤工業(yè)鍋爐100、旋風(fēng)分離裝置200、脫硝蓄熱體300、脫硫裝置400和煙囪500。

其中，粉煤工業(yè)鍋爐100的爐膛側(cè)壁上設(shè)置有還原劑噴嘴110，還原劑噴嘴110適于向爐膛120內(nèi)噴入還原劑，使還原劑與粉煤工業(yè)鍋爐煙氣在爐膛內(nèi)混合并進(jìn)行預(yù)脫硝處理；旋風(fēng)分離裝置200與粉煤工業(yè)鍋爐100的煙氣出口120相連，旋風(fēng)分離裝置200適于對(duì)煙氣進(jìn)行除塵處理；脫硝蓄熱體300與旋風(fēng)分離裝置200相連，脫硝蓄熱300體適于回收煙氣余熱和對(duì)煙氣進(jìn)行脫硝處理；脫硫裝置400與脫硝蓄熱體300相連，脫硫裝置400適于除去煙氣中的硫氧化物；以及煙囪500與脫硫裝置400相連。

由此，利用上述實(shí)施例的粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)，將還原劑噴嘴設(shè)置在爐膛側(cè)壁上，進(jìn)而將煙氣與還原劑在爐膛內(nèi)混合進(jìn)行預(yù)脫硝處理，經(jīng)過(guò)預(yù)脫硝處理后的煙氣經(jīng)過(guò)除塵處理在脫硝蓄熱體內(nèi)再次進(jìn)行還原反應(yīng)進(jìn)行脫硝處理和回收余熱，最后進(jìn)行脫硫處理。該系統(tǒng)利用爐膛內(nèi)高溫，對(duì)煙氣進(jìn)行預(yù)脫硝處理，從而可以部分脫除煙氣中的氮氧化物，減輕后續(xù)脫銷(xiāo)裝置的壓力，減少脫銷(xiāo)催化劑的用量，降低脫銷(xiāo)成本。

下面詳細(xì)描述本發(fā)明具體實(shí)施例的粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)。

粉煤工業(yè)鍋爐100

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，粉煤工業(yè)鍋爐100的爐膛側(cè)壁上設(shè)置有還原劑噴嘴110，還原劑噴嘴110適于向爐膛120內(nèi)噴入還原劑，使還原劑與粉煤工業(yè)鍋爐煙氣在爐膛內(nèi)混合并進(jìn)行預(yù)脫硝處理。由此，通過(guò)還原劑噴嘴向粉煤工業(yè)鍋爐的爐膛內(nèi)噴入還原劑，使還原劑與粉煤工業(yè)鍋爐煙氣在爐膛內(nèi)混合并進(jìn)行預(yù)脫硝處理。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還原劑噴嘴設(shè)置在爐膛，還原劑噴出后可快速氣化或分解成氣態(tài)氨，并迅速與高溫?zé)煔饣旌?，且在爐膛內(nèi)高溫的作用下，煙氣中的氮氧化物與還原劑發(fā)生還原反應(yīng)，可將煙氣中的部分氮氧化物脫除，減輕后續(xù)脫銷(xiāo)裝置的脫銷(xiāo)壓力，減少脫銷(xiāo)催化劑的用量，降低運(yùn)行成本。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，還原劑噴嘴為霧化噴嘴。由此采用氣泡霧化技術(shù)，使用高壓壓縮空氣或富氧空氣作為霧化介質(zhì)，使還原劑噴出的瞬間霧化為小霧滴，霧滴顆?？蛇_(dá)到40μm以下，能夠很好的與煙氣混合均勻。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，霧化噴嘴可以為氨水霧化噴嘴或者尿素霧化噴嘴。由此向爐膛120內(nèi)噴入氨水或尿素作為還原劑。使還原劑與粉煤工業(yè)鍋爐煙氣在爐膛內(nèi)混合并進(jìn)行預(yù)脫硝處理，從而提高整體的脫硝效率。

旋風(fēng)分離裝置200

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，旋風(fēng)分離裝置200與粉煤工業(yè)鍋爐100的煙氣出口120相連，旋風(fēng)分離裝置200適于對(duì)煙氣進(jìn)行除塵處理。由此，使從粉煤工業(yè)鍋爐內(nèi)排出的混合煙氣進(jìn)入旋風(fēng)分離裝置，以便對(duì)混合煙氣進(jìn)行除塵處理。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，粉煤工業(yè)鍋爐所用原料可以為無(wú)煙煤、長(zhǎng)焰煤、煙煤、褐煤等一種或多種，粒度控制在50～500μm之間。因此，在粉煤燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔獾耐瑫r(shí)會(huì)伴隨有大量的粉塵產(chǎn)生，并隨著煙氣排出。通過(guò)預(yù)先采用旋風(fēng)分離裝置200對(duì)煙氣進(jìn)行除塵處理，可以進(jìn)一步提高后續(xù)脫硝裝置的脫硝處理效率。

脫硝蓄熱體300

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，脫硝蓄熱體300與旋風(fēng)分離器200相連且所適于回收煙氣余熱和對(duì)煙氣進(jìn)行脫硝處理。由此，使經(jīng)過(guò)除塵處理的混合煙氣進(jìn)入脫硝蓄熱體，以便在脫硝蓄熱體內(nèi)催化劑的作用下使混合煙氣發(fā)生還原反應(yīng)脫除氮氧化物。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，脫硝蓄熱體為球狀、條狀、圓柱體狀或蜂窩體狀。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，脫硝蓄熱體上的通孔呈正方形，所述正方形尺寸為(3-10mm)×(3-10mm)，所述通孔的壁厚為0.5-2mm，所述脫硝蓄熱體的比表面積大于500。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，脫硝蓄熱體包括無(wú)機(jī)粉料、脫硝催化劑和添加劑，其中，所述無(wú)機(jī)粉料的負(fù)載量為50-100質(zhì)量％，所述脫硝催化劑的負(fù)載量為5-40質(zhì)量％，所述添加劑的負(fù)載量為1-10質(zhì)量％，所述添加劑中含有搪瓷。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c設(shè)置在爐膛上的還原劑噴嘴噴出的還原劑混合并發(fā)生還原反應(yīng)部分脫除氮氧化物后，從粉煤工業(yè)鍋爐爐膛出來(lái)，經(jīng)對(duì)流管束后，煙氣溫度降低至300-600℃后經(jīng)旋風(fēng)分離裝置初步除塵后進(jìn)入脫硝蓄熱體。在脫硝蓄熱體內(nèi)的脫硝催化劑的作用下，煙氣中的氮氧化物與氨氣發(fā)生還原反應(yīng)，脫除氮氧化物，脫除效率可達(dá)98％以上，同時(shí)煙氣在脫硝蓄熱體內(nèi)進(jìn)行蓄熱。脫硝后的煙進(jìn)入煙氣脫硫系統(tǒng)，脫除煙氣中的硫化物后，通過(guò)煙囪對(duì)外排放。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，煙氣在脫硝蓄熱體內(nèi)發(fā)生還原反應(yīng)的溫度為300-500攝氏度。由此可以進(jìn)一步提高催化脫硝反應(yīng)，提高氮氧化物脫除率。

脫硫裝置400和煙囪500

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，脫硫裝置400與脫硝蓄熱體300相連，脫硫裝置500適于除去煙氣中的硫氧化物；以及煙囪500與脫硫裝置400相連。由此，使經(jīng)過(guò)除塵處理后的煙氣進(jìn)入脫硫裝置進(jìn)行脫硫處理，以便得到凈化后煙氣，將凈化后煙氣由煙囪排出。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提出了粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝方法，該方法利用前面實(shí)施例的粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)進(jìn)行。

根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝方法包括：通過(guò)還原劑噴嘴向粉煤工業(yè)鍋爐的爐膛內(nèi)噴入還原劑，使所述還原劑與粉煤工業(yè)鍋爐煙氣在所述爐膛內(nèi)混合并進(jìn)行預(yù)脫硝處理；使從粉煤工業(yè)鍋爐內(nèi)排出的混合煙氣進(jìn)入旋風(fēng)分離裝置，以便對(duì)混合煙氣進(jìn)行除塵處理；使經(jīng)過(guò)所述除塵處理的混合煙氣進(jìn)入脫硝蓄熱體，以便在脫硝蓄熱體進(jìn)行蓄熱和在催化劑的作用下發(fā)生還原反應(yīng)脫除氮氧化物；使脫除氮氧化物的煙氣進(jìn)入脫硫裝置進(jìn)行脫硫處理，以便得到凈化后煙氣；將所述凈化后煙氣由煙囪排出。

由此，利用上述實(shí)施例的粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝方法，將還原劑噴嘴設(shè)置在爐膛側(cè)壁上，進(jìn)而將煙氣與還原劑在爐膛內(nèi)混合進(jìn)行預(yù)脫硝處理，經(jīng)過(guò)預(yù)脫硝處理后的煙氣經(jīng)過(guò)除塵處理在脫硝蓄熱體內(nèi)再次進(jìn)行還原反應(yīng)進(jìn)行脫硝處理同時(shí)回收煙氣余熱，最后進(jìn)行脫硫處理。該系統(tǒng)利用爐膛內(nèi)高溫，對(duì)煙氣進(jìn)行預(yù)脫硝處理，從而可以部分脫除煙氣中的氮氧化物，減輕后續(xù)脫銷(xiāo)裝置的壓力，減少脫銷(xiāo)催化劑的用量，降低脫銷(xiāo)成本。

下面參考圖2詳細(xì)描述本發(fā)明具體實(shí)施例的粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝方法。

S100：爐膛內(nèi)預(yù)脫硝處理

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過(guò)還原劑噴嘴向粉煤工業(yè)鍋爐的爐膛內(nèi)噴入還原劑，使還原劑與粉煤工業(yè)鍋爐煙氣在爐膛內(nèi)混合并進(jìn)行預(yù)脫硝處理。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還原劑噴嘴設(shè)置在爐膛，還原劑噴出后可快速氣化或分解成氣態(tài)氨，并迅速與高溫?zé)煔饣旌?，且在爐膛內(nèi)高溫的作用下，煙氣中的氮氧化物與還原劑發(fā)生還原反應(yīng)，可將煙氣中的部分氮氧化物脫除，減輕后續(xù)脫銷(xiāo)裝置的脫銷(xiāo)壓力，減少脫銷(xiāo)催化劑的用量，降低運(yùn)行成本。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，還原劑噴嘴為霧化噴嘴。由此采用氣泡霧化技術(shù)，使用高壓壓縮空氣或富氧空氣作為霧化介質(zhì)，使還原劑噴出的瞬間霧化為小霧滴，霧滴顆?？蛇_(dá)到40μm以下，能夠很好的與煙氣混合均勻。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，霧化噴嘴可以為氨水霧化噴嘴或者尿素霧化噴嘴。由此向爐膛120內(nèi)噴入氨水或尿素作為還原劑。使還原劑與粉煤工業(yè)鍋爐煙氣在爐膛內(nèi)混合并進(jìn)行預(yù)脫硝處理，從而提高整體的脫硝效率。

S200：除塵處理

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使從粉煤工業(yè)鍋爐內(nèi)排出的混合煙氣進(jìn)入旋風(fēng)分離裝置，以便對(duì)混合煙氣進(jìn)行除塵處理。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，粉煤工業(yè)鍋爐所用原料可以為無(wú)煙煤、長(zhǎng)焰煤、煙煤、褐煤等一種或多種，粒度控制在50～500μm之間。因此，在粉煤燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔獾耐瑫r(shí)會(huì)伴隨有大量的粉塵產(chǎn)生，并隨著煙氣排出。通過(guò)預(yù)先采用旋風(fēng)分離裝置對(duì)煙氣進(jìn)行除塵處理，可以進(jìn)一步提高后續(xù)脫硝裝置的脫硝處理效率。

S300：還原反應(yīng)脫除氮氧化物

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使經(jīng)過(guò)所述除塵處理的混合煙氣進(jìn)入脫硝蓄熱體，以便在脫硝蓄熱體進(jìn)行蓄熱和在催化劑的作用下發(fā)生還原反應(yīng)脫除氮氧化物。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，脫硝蓄熱體為球狀、條狀、圓柱體狀或蜂窩體狀。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，脫硝蓄熱體上的通孔呈正方形，所述正方形尺寸為(3-10mm)×(3-10mm)，所述通孔的壁厚為0.5-2mm，所述脫硝蓄熱體的比表面積大于500。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，脫硝蓄熱體包括無(wú)機(jī)粉料、脫硝催化劑和添加劑，其中，所述無(wú)機(jī)粉料的負(fù)載量為50-100質(zhì)量％，所述脫硝催化劑的負(fù)載量為5-40質(zhì)量％，所述添加劑的負(fù)載量為1-10質(zhì)量％，所述添加劑中含有搪瓷。脫硝蓄熱體將催化劑負(fù)載于蓄熱體上，使之兼具蓄熱和脫硝的功能，通過(guò)脫硝蓄熱體的蓄熱作用，根據(jù)需要進(jìn)行布置，可以使脫硝蓄熱體內(nèi)的催化劑穩(wěn)定在最適宜溫度范圍內(nèi)進(jìn)行脫硝反應(yīng)，脫硝效率高。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c設(shè)置在爐膛上的還原劑噴嘴噴出的還原劑混合并發(fā)生還原反應(yīng)部分脫除氮氧化物后，從粉煤鍋爐爐膛出來(lái)，經(jīng)對(duì)流管束后，煙氣溫度降低至300-600℃后經(jīng)旋風(fēng)分離裝置初步除塵后進(jìn)入脫硝蓄熱體。在脫硝蓄熱體內(nèi)具有脫硝催化劑的作用下，煙氣中的氮氧化物與氨氣發(fā)生還原反應(yīng)，脫除氮氧化物，脫除效率可達(dá)98％以上，同時(shí)煙氣在脫硝蓄熱體內(nèi)進(jìn)行蓄熱。脫硝后的煙進(jìn)入煙氣脫硫系統(tǒng)，脫除煙氣中的硫化物后，通過(guò)煙囪對(duì)外排放。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，煙氣在脫硝蓄熱體內(nèi)發(fā)生還原反應(yīng)的溫度為300-500攝氏度。由此可以進(jìn)一步提高催化脫硝反應(yīng)，提高氮氧化物脫除率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，脫硝蓄熱體通過(guò)下列步驟制備得到：

(1)將無(wú)機(jī)粉料、陶瓷粉末、搪瓷、粘結(jié)劑、增塑保濕劑、潤(rùn)滑劑和水進(jìn)行混合、捏合和焙燒，以便得到蜂窩蓄熱體；

(2)通過(guò)共沉淀法制備得到TiO₂-Al₂O₃復(fù)合氧化物，并將所述TiO₂-Al₂O₃復(fù)合氧化物與活性炭進(jìn)行混合，得到脫硝催化劑載體溶液；

(3)利用偏鎢酸銨、偏釩酸銨、氯化鐵、氯化鑭配制得到含有鎢、釩、鐵、鑭的脫硝催化劑活性組分溶液；

(4)將蜂窩蓄熱體在脫硝催化劑載體溶液內(nèi)進(jìn)行第一浸漬處理、干燥和焙燒；

(5)將經(jīng)過(guò)步驟(4)處理后的蜂窩蓄熱體在所述脫硝催化劑活性組分溶液進(jìn)行第二浸漬、干燥和焙燒，以便獲得所述脫硝蓄熱體。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，脫硝蓄熱體的制備方法具體包括：

(1)蓄熱體胚體的煉制

將適量的無(wú)機(jī)粉料、陶瓷粉末、粘結(jié)劑、增塑保濕劑、潤(rùn)滑劑混合，并加入適量的去離子水進(jìn)行捏合煉制，得到泥料備用。

將泥塊進(jìn)行陳腐，陳腐環(huán)境溫度為15～25℃，陳腐時(shí)間為24h～48h，經(jīng)真空精煉、真空擠制成所需規(guī)格的蜂窩體坯料。

再將蜂窩體坯料再送入干燥機(jī)內(nèi)定型、干燥，在1200℃～1400℃條件下燒制得成品。

(2)TiO₂-Al₂O₃復(fù)合氧化物的制備

取一定量的硫酸氧鈦和氯化鋁，分別溶解于適量的去離子水中，攪拌均勻，分別制得鈦源和鋁源溶液，兩者濃度之比為1：(0.01～2)。將鈦源溶液、鋁源溶液、氨水通過(guò)并流的方式，按一定流速滴入裝有少量去離子水的反應(yīng)釜中，該反應(yīng)釜中設(shè)有攪拌裝置，保證溶液混合均勻、反應(yīng)充分。鈦源溶液與鋁源溶液滴入速度相同，控制氨水的滴入速度，將反應(yīng)液的PH值控制在9～11之間，共沉淀得到氫氧化鈦與氫氧化鋁的沉淀混合物。

將活性炭與上述得到的沉淀混合物混合，并加入去離子水調(diào)節(jié)混合物的PH值，將PH值控制在9左右。

(3)混合液的配置

將一定量的偏鎢酸銨、偏釩酸銨試劑溶解于適量的草酸中，調(diào)整草酸的加入量，控制溶液PH值在5～7之間，溶液中釩鎢的摩爾比為1：(0.1～5)。

將一定量的氯化鐵(FeCl₃)、氯化鑭(LaCl₃)溶解于適量的去離子水中，得到氯化鐵和氯化鑭的混合溶液。將該溶液與上述得到的溶液混合，得到含鎢、釩、鐵、鑭的混合溶液。

(4)主活性組分負(fù)載

將步驟(1)中得到的蜂窩體成品用去離子水清洗后進(jìn)行酸洗活化處理，清洗瀝干后浸漬于步驟(2)中得到的沉淀混合物，浸漬溫度35～60℃，浸漬時(shí)間8～15h后，將蜂窩體取出并將其孔內(nèi)的殘余吹凈，然后在85～115℃條件下干燥8～15h后，在350～750℃條件下焙燒5～8h后稱重。反復(fù)數(shù)次，直至重量不再增加。

(5)輔助活性組分及助劑負(fù)載

將步驟(4)得到的固體浸入與之等體積的步驟(3)得到的混合溶液中，浸漬溫度15～30℃，浸漬時(shí)間8～15h后，在85～115℃條件下干燥8～15h后，在350～600℃條件下焙燒5～8h后得到最終產(chǎn)物。

本發(fā)明的脫硝方案中，從粉煤工業(yè)鍋爐出來(lái)的高溫?zé)煔庵泻写罅糠蹓m，經(jīng)旋風(fēng)除塵裝置除去大部分粉塵后，進(jìn)入脫硝蓄熱體進(jìn)行脫硝反應(yīng)和蓄熱。本發(fā)明采用的脫硝蓄熱體上的通孔呈正方形，所述正方形尺寸為(3-10mm)×(3-10mm)，所述通孔的壁厚為0.5-2mm，所述脫硝蓄熱體的比表面積大于500。由于從粉煤工業(yè)鍋爐出來(lái)的高溫?zé)煔庵泻写罅糠蹓m，雖然經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵裝置去除了大部分粉塵，但煙氣中還含有一定量的粉塵，因此，此處選用的脫硝蓄熱蜂窩體使用的孔徑不能太小。但本發(fā)明采用的是添加有搪瓷的脫硝蓄熱體，其表面光滑、耐磨，具有良好的抗堵性能，選用上述尺寸的脫硝蓄熱體就能達(dá)到良好的脫硝效果。

S400：煙氣余熱利用

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使經(jīng)過(guò)除塵處理的混合煙氣進(jìn)入脫硝蓄熱體，在對(duì)煙氣進(jìn)行脫硝處理的同時(shí)實(shí)現(xiàn)煙氣余熱的回收。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述脫硝方法進(jìn)一步包括，將利用脫硝蓄熱體對(duì)含氧氣體進(jìn)行預(yù)熱，并將預(yù)熱后的含氧氣體作為助燃劑用于粉煤工業(yè)鍋爐，預(yù)熱后的含氧氣體的溫度為250-450攝氏度。由此充分利用燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥酂?，高效?jié)能，能源利用率高。

S500：脫硫處理

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使脫除氮氧化物的煙氣進(jìn)入脫硫裝置進(jìn)行脫硫處理，以便得到凈化后煙氣；將凈化后煙氣由煙囪排出。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明上述實(shí)施例的粉煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)和脫硝方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)之一：

(1)采用含搪瓷的脫硝蓄熱體，催化劑表面光滑、耐磨，脫硝工藝簡(jiǎn)便可行，操作簡(jiǎn)單，脫硝效率高。

(2)燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)對(duì)流管束后溫度降低至300-500℃，進(jìn)入脫硝蓄熱體進(jìn)行脫硝處理后，充分回收余熱，然后經(jīng)脫硫后通過(guò)煙囪對(duì)外排放，降低了排煙溫度，減少了排煙損失，降低了氮氧化物排放量，高效節(jié)能、環(huán)保。

(3)空氣/富氧空氣通過(guò)脫硝蓄熱體被加熱至150～300℃后參與燃燒，充分利用燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥酂?，高效?jié)能，能源利用率高。

(4)將還原劑噴嘴設(shè)置在爐膛，還原劑在爐膛內(nèi)的高溫作用下，與燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵械牡趸锇l(fā)生還原反應(yīng)，可以部分脫除煙氣中的氮氧化物，減輕后續(xù)脫銷(xiāo)裝置的壓力，減少脫銷(xiāo)催化劑的用量，降低脫銷(xiāo)成本。

實(shí)施例

將破碎至100μm以下的長(zhǎng)焰煤通過(guò)噴嘴噴入鍋爐爐膛內(nèi)，與通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)送入爐膛內(nèi)的空氣混合后進(jìn)行燃燒，爐膛內(nèi)溫度可達(dá)1050℃以上。設(shè)置于爐膛的霧化還原劑噴嘴噴出尿素霧滴，在爐膛內(nèi)高溫的作用下，尿素快速分解出氨，氨與燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵械牡趸锇l(fā)生還原反應(yīng)，部分脫除氮氧化物的高溫?zé)煔饨?jīng)設(shè)置在爐膛煙氣出口處的對(duì)流管束，煙氣溫度降低至250-350℃后經(jīng)旋風(fēng)除塵裝置初步除塵后進(jìn)入脫硝蓄熱一體化系統(tǒng)。溫度降低至200℃以下的煙氣經(jīng)旋風(fēng)除塵裝置初步除塵后進(jìn)入脫硝系統(tǒng)。在脫銷(xiāo)催化劑的作用下，煙氣中的氮氧化物與氨氣發(fā)生還原反應(yīng)，進(jìn)一步脫除氮氧化物，脫除效率可達(dá)98％。同時(shí)煙氣的熱量通過(guò)脫硝蓄熱體傳給助燃空氣。然后進(jìn)入煙氣脫硫系統(tǒng)，脫除煙氣中的硫化物后，通過(guò)煙囪對(duì)外排放。

上述通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)送入爐膛的空氣經(jīng)過(guò)脫硝蓄熱體被預(yù)熱至250-450℃后送入爐膛與粉煤混合后進(jìn)行燃燒，可以有效提高燃燒效率，節(jié)省原料用量，降低運(yùn)營(yíng)成本。

該脫硝蓄熱體的具體配比如下：以蓄熱體整體質(zhì)量為基準(zhǔn)，無(wú)機(jī)粉料的質(zhì)量負(fù)載量為60％，脫硝催化劑的質(zhì)量負(fù)載量為25％，添加劑(包括搪瓷)的質(zhì)量負(fù)載量為15％。其中，脫硝催化劑的活性組分活性炭占催化劑重量的20％，V₂O₅-WO₃占催化劑重量的18％，添加劑搪瓷占添加劑重量的55％。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。