本發(fā)明屬于環(huán)境工程領(lǐng)域，具體涉及一種適用于以炭基催化劑為吸附劑及催化劑的鍋爐煙氣聯(lián)合脫硫脫硝裝置中氨注入系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
炭基催化劑煙氣脫硫脫硝技術(shù)原理為：煙氣在炭基催化劑的吸附及催化作用下，煙氣中的so2和o2及h20發(fā)生反應(yīng)生成h2so4，h2so4吸附在炭基催化劑表面；同時(shí)利用炭基催化劑的催化性能，煙氣中nox與氨氣發(fā)生催化還原反應(yīng)生成n2，實(shí)現(xiàn)了煙氣的脫硫脫硝。吸附催化反應(yīng)后的炭基催化劑進(jìn)行再生后循環(huán)利用。
氨注入系統(tǒng)為脫硫脫硝裝置提供稀釋后的氨氣，用于實(shí)現(xiàn)煙氣凈化過(guò)程的脫硝反應(yīng)，將煙氣中的nox轉(zhuǎn)化為n2。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需滿足氨氣的順暢注入，易燃易爆的氨氣系統(tǒng)的工程安全性，實(shí)現(xiàn)脫硝反應(yīng)達(dá)到預(yù)期效果并防止氨的過(guò)量逃逸。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明第一目的在于提供一種適用于以炭基催化劑為吸附劑及催化劑的鍋爐煙氣聯(lián)合脫硫脫硝裝置中氨注入系統(tǒng)，第二目的在于提供基于該系統(tǒng)的氨注入方法。
上述目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種用于煙氣脫硫脫硝吸附塔的氨注入系統(tǒng)，吸附塔設(shè)有入口煙箱，煙氣系統(tǒng)和氨注入系統(tǒng)與入口煙箱連通，氨注入系統(tǒng)包括氨氣系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)及用于將氨氣和空氣混合的混合氣系統(tǒng)；混合氣系統(tǒng)包括靜態(tài)混合器和將其與入口煙箱連通的混合氣管道，混合氣管道上與入口煙箱連通處設(shè)有多個(gè)噴嘴；氨氣系統(tǒng)包括氨源、連接于氨源和靜態(tài)混合器之間的氨氣管道，以及按照氨氣流動(dòng)方向依次設(shè)置在氨氣管道上的第一流量計(jì)和氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥；空氣系統(tǒng)包括離心風(fēng)機(jī)、連接于離心風(fēng)機(jī)和靜態(tài)混合器之間的空氣管道，以及按照空氣流動(dòng)方向依次設(shè)置在空氣管道上的第一電動(dòng)擋板閥、第二流量計(jì)、加熱器、溫度計(jì)。
氨氣系統(tǒng)中，管道設(shè)置第一流量計(jì)和氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，設(shè)定合理的氨氮摩爾比，根據(jù)煙氣系統(tǒng)中nox濃度，調(diào)節(jié)氨氣流量的大小。離心風(fēng)機(jī)利用入口負(fù)壓吸入空氣，并為混合氣提供足夠壓頭，克服管道和設(shè)備的沿程阻力，以及克服煙氣系統(tǒng)中增壓風(fēng)機(jī)的壓力阻力，實(shí)現(xiàn)混合氣的順暢注入。離心風(fēng)機(jī)后方管道設(shè)置第一電動(dòng)擋板閥，通過(guò)調(diào)節(jié)開度大小，來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量?？諝夤艿涝O(shè)置第二流量計(jì)，根據(jù)所需風(fēng)量來(lái)調(diào)節(jié)第一電動(dòng)擋板閥的開度大小，控制進(jìn)入靜態(tài)混合器的空氣流量?？諝夤艿涝O(shè)蒸汽加熱器和溫度計(jì)，將空氣加熱到130～150℃，與煙氣系統(tǒng)的煙氣溫度一致。蒸汽加熱器之后的管道需進(jìn)行保溫，防止加熱后氣體在管程運(yùn)行中散失熱量。靜態(tài)混合器采用法蘭與管道連接，無(wú)需動(dòng)力，將空氣與氨氣均勻混合，混合氣出口的氨氣濃度為3～5％，空氣流量為氨氣流量的20～30倍。靜態(tài)混合器為無(wú)動(dòng)力器件，介質(zhì)流動(dòng)過(guò)程沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，不需要外加動(dòng)力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠緊湊，無(wú)震動(dòng)噪音，安裝使用方便?；旌蠚夤艿赖哪┒嗽O(shè)置若干噴嘴，成一定擴(kuò)散角噴入吸附塔的入口煙箱，實(shí)現(xiàn)氨氣與煙氣的均勻混合，提高脫硝效率并減少氨氣的逃逸。
優(yōu)選地，所述煙氣系統(tǒng)包括增壓風(fēng)機(jī)和連接于增加風(fēng)機(jī)與入口煙箱之間的煙氣管道，以及按照煙氣流動(dòng)方向依次設(shè)置在煙氣管道上的溫度計(jì)、nox濃度檢測(cè)儀、第二電動(dòng)擋板閥。
優(yōu)選地，所述混合氣管道上于靜態(tài)混合器、噴嘴之間設(shè)有第一氣動(dòng)開斷閥?；旌蠚夤艿涝O(shè)置氣動(dòng)開斷閥控制氨注入系統(tǒng)的通斷，壓縮空氣提供氣源作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。
優(yōu)選地，所述氨氣管道上于第一流量計(jì)之前設(shè)有第二氣動(dòng)開斷閥。氨氣系統(tǒng)中，管道設(shè)置第二氣動(dòng)開斷閥控制該系統(tǒng)的通斷，壓縮空氣提供氣源作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。
氨氣系統(tǒng)中的第二氣動(dòng)開斷閥和氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，均采用氣動(dòng)元件作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，動(dòng)作迅速、平穩(wěn)，消除電動(dòng)元件產(chǎn)生的電火花在易燃易爆的氨氣區(qū)域帶來(lái)的安全隱患。
優(yōu)選地，所述氨氣管道上于氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥之后依次設(shè)有逆止閥和阻火器。管道設(shè)置逆止閥，防止空氣到灌入氨氣系統(tǒng)，只允許氨氣按規(guī)定的方向流動(dòng)，不允許反向流動(dòng)。管道設(shè)置阻火器，防止外部火焰竄入系統(tǒng)中，引燃易燃易爆的氨氣。
優(yōu)選地，離心風(fēng)機(jī)之前設(shè)有空氣過(guò)濾網(wǎng)。入口部位設(shè)置空氣過(guò)濾網(wǎng)，防止從環(huán)境中吸入空氣的過(guò)程中將雜物帶入。
優(yōu)選地，所述加熱器為蒸汽加熱器。
一種采用上述氨注入系統(tǒng)的氨注入方法：氨注入系統(tǒng)啟動(dòng)條件為煙氣溫度不低于100℃，煙氣中nox濃度不低于50mg/nm3；氨氣系統(tǒng)的氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥根據(jù)煙氣中的nox濃度調(diào)整，保證氨氮摩爾比為0.86～1；空氣系統(tǒng)中離心風(fēng)機(jī)的出口壓力為10～12kpa，為煙氣系統(tǒng)出口壓力的1.8-2.2倍。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明提供的氨注入系統(tǒng)和方法適用于以炭基催化劑為吸附劑及催化劑的鍋爐煙氣聯(lián)合脫硫脫硝裝置，可以保證氨氣順暢注入，能保證易燃易爆的氨氣系統(tǒng)的工程安全性，實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝反應(yīng)達(dá)到預(yù)期效果并防止氨的過(guò)量逃逸。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明氨注入系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
圖中：100-煙氣系統(tǒng)；200-氨氣系統(tǒng)；300-空氣系統(tǒng)；400-混合氣系統(tǒng)。
101-煙氣管道；102-增壓風(fēng)機(jī)；103-溫度計(jì)；104-nox濃度檢測(cè)儀；105-第二電動(dòng)擋板閥；106-入口煙箱；107-吸附塔；108-出口煙箱；109-出口電動(dòng)擋板閥；110-出口煙氣管道；111-煙囪；201-氨氣管道；202-第二氣動(dòng)開斷閥；203-第一流量計(jì)；204-氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥；205-逆止閥；206-阻火器；301-空氣過(guò)濾網(wǎng)；302-離心風(fēng)機(jī)；303-第一電動(dòng)擋板閥；304-第二流量計(jì)；305-蒸汽加熱器；306-溫度計(jì)；307-空氣管道；401-靜態(tài)混合器；402-第一氣動(dòng)開斷閥；403-混合氣管道；404-噴嘴。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖具體介紹本發(fā)明的技術(shù)方案。
如圖1所示的一種用于煙氣脫硫脫硝吸附塔的氨注入系統(tǒng)，吸附塔107設(shè)有入口煙箱106，煙氣系統(tǒng)100和氨注入系統(tǒng)與入口煙箱106連通，氨注入系統(tǒng)包括氨氣系統(tǒng)200、空氣系統(tǒng)300及用于將氨氣和空氣混合的混合氣系統(tǒng)400?；旌蠚庀到y(tǒng)400包括靜態(tài)混合器401和將其與入口煙箱106連通的混合氣管道403，混合氣管道403上與入口煙箱106連通處設(shè)有多個(gè)噴嘴404，于靜態(tài)混合器401、噴嘴404之間設(shè)有第一氣動(dòng)開斷閥402。氨氣系統(tǒng)包括氨源、連接于氨源和靜態(tài)混合器401之間的氨氣管道201，以及按照氨氣流動(dòng)方向依次設(shè)置在氨氣管道201上的第一流量計(jì)203和氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥204，氨氣管道上于第一流量計(jì)203之前設(shè)有第二氣動(dòng)開斷閥202，氨氣管道上于第二氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥204之后依次設(shè)有逆止閥205和阻火器206。空氣系統(tǒng)300包括離心風(fēng)機(jī)302、連接于離心風(fēng)機(jī)302和靜態(tài)混合器401之間的空氣管道307，以及按照空氣流動(dòng)方向依次設(shè)置在空氣管道307上的第一電動(dòng)擋板閥303、第二流量計(jì)304、蒸汽加熱器305、溫度計(jì)306，離心風(fēng)機(jī)302之前設(shè)有空氣過(guò)濾網(wǎng)301。氨氣系統(tǒng)中，管道設(shè)置第一流量計(jì)203和氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥204，設(shè)定合理的氨氮摩爾比，根據(jù)煙氣系統(tǒng)中nox濃度，調(diào)節(jié)氨氣流量的大小。離心風(fēng)機(jī)302利用入口負(fù)壓吸入空氣，并為混合氣提供足夠壓頭，克服管道和設(shè)備的沿程阻力，以及克服煙氣系統(tǒng)中增壓風(fēng)機(jī)的壓力阻力，實(shí)現(xiàn)混合氣的順暢注入。離心風(fēng)機(jī)302后方管道設(shè)置第一電動(dòng)擋板閥303，通過(guò)調(diào)節(jié)開度大小，來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。空氣管道設(shè)置第二流量計(jì)304，根據(jù)所需風(fēng)量來(lái)調(diào)節(jié)第一電動(dòng)擋板閥303的開度大小，控制進(jìn)入靜態(tài)混合器401的空氣流量?？諝夤艿涝O(shè)置蒸汽加熱器305和溫度計(jì)306，將空氣加熱到130～150℃，與煙氣系統(tǒng)的煙氣溫度一致。蒸汽加熱器305之后的管道需進(jìn)行保溫，防止加熱后氣體在管程運(yùn)行中散失熱量。靜態(tài)混合器401采用法蘭與管道連接，無(wú)需動(dòng)力，將空氣與氨氣均勻混合，混合氣出口的氨氣濃度為3～5％，空氣流量為氨氣流量的20～30倍。靜態(tài)混合器401為無(wú)動(dòng)力器件，介質(zhì)流動(dòng)過(guò)程沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，不需要外加動(dòng)力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠緊湊，無(wú)震動(dòng)噪音，安裝使用方便?；旌蠚夤艿?03的末端設(shè)置若干噴嘴404，成一定擴(kuò)散角噴入吸附塔107的入口煙箱106，實(shí)現(xiàn)氨氣與煙氣的均勻混合，提高脫硝效率并減少氨氣的逃逸。
煙氣系統(tǒng)100包括增壓風(fēng)機(jī)102和連接于增加風(fēng)機(jī)102與入口煙箱106之間的煙氣管道101，以及按照煙氣流動(dòng)方向依次設(shè)置在煙氣管道101上的溫度計(jì)103、nox濃度檢測(cè)儀104、第二電動(dòng)擋板閥105。
混合氣管道403設(shè)置第一氣動(dòng)開斷閥402控制氨注入系統(tǒng)的通斷，壓縮空氣提供氣源作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。氨氣系統(tǒng)中，管道設(shè)置第二氣動(dòng)開斷閥202控制該系統(tǒng)的通斷，壓縮空氣提供氣源作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。氨氣系統(tǒng)中的第二氣動(dòng)開斷閥202和氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥204，均采用氣動(dòng)元件作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，動(dòng)作迅速、平穩(wěn)，消除電動(dòng)元件產(chǎn)生的電火花在易燃易爆的氨氣區(qū)域帶來(lái)的安全隱患。氨氣管道設(shè)置逆止閥205，防止空氣到灌入氨氣系統(tǒng)，只允許氨氣按規(guī)定方向流動(dòng)，不允許反向流動(dòng)；設(shè)置阻火器206，防止外部火焰竄入系統(tǒng)，引燃易燃易爆的氨氣。
離心風(fēng)機(jī)302入口部位設(shè)置空氣過(guò)濾網(wǎng)301，防止從環(huán)境中吸入空氣的過(guò)程將雜物帶入。
氨注入系統(tǒng)啟動(dòng)條件為煙氣溫度不低于100℃，煙氣中nox濃度不低于50mg/nm3；氨氣系統(tǒng)的氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥根據(jù)煙氣中的nox濃度調(diào)整，保證氨氮摩爾比為0.86～1；空氣系統(tǒng)中離心風(fēng)機(jī)的出口壓力為10～12kpa，為煙氣系統(tǒng)出口壓力的1.8-2.2倍。
一種適用于炭基催化劑脫硫脫硝裝置的氨注入的方法，包括以下步驟：
(1)空氣系統(tǒng)300的離心風(fēng)機(jī)302在第一電動(dòng)擋板閥303關(guān)閉狀態(tài)下啟動(dòng)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到正常后逐步打開第一電動(dòng)擋板閥303，調(diào)整至合適的開度；
(2)混合氣系統(tǒng)400的第一氣動(dòng)開斷閥402打開；
(3)氨氣系統(tǒng)200的第二氣動(dòng)開斷閥202打開，引入氨氣；煙氣系統(tǒng)100的增壓風(fēng)機(jī)102出口煙氣中nox濃度大于等于50ppm、煙氣溫度大于等于100℃是第二氣動(dòng)開斷閥202打開的啟動(dòng)條件；
(4)氨氣系統(tǒng)200的氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥204根據(jù)增壓風(fēng)機(jī)102出口nox濃度，調(diào)節(jié)至所需要的流量；
(5)空氣系統(tǒng)300的第一電動(dòng)擋板閥303開度的大小，根據(jù)氨氣系統(tǒng)200中的第一流量計(jì)203進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制離心風(fēng)機(jī)302的風(fēng)量。
本發(fā)明提供的氨注入系統(tǒng)和方法適用于以炭基催化劑為吸附劑及催化劑的鍋爐煙氣聯(lián)合脫硫脫硝裝置，可以保證氨氣順暢注入，能保證易燃易爆的氨氣系統(tǒng)的工程安全性，實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝反應(yīng)達(dá)到預(yù)期效果并防止氨的過(guò)量逃逸。
上述實(shí)施例的作用僅在于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，但并不以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍。