CN112240560A - 一种节能式sncr法脱硝装置和脱硝方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的节能式SNCR法脱硝装置和脱硝方法属于燃烧设备排放烟气治理的环保技术领域，所述节能式SNCR法脱硝装置包括脱硝剂汽化发生器，脱硝剂汽化发生器通过脱硝剂输出母管、脱硝剂输出管道及脱硝剂输出支管与汽化脱硝剂分配器连通连接；汽化脱硝剂分配器通过喷枪控制阀门与脱硝喷枪连通连接；喷枪控制阀门与脱硝喷枪的数量分别为至少两个；脱硝剂输出母管、脱硝剂输出管道、脱硝剂输出支管、及汽化脱硝剂分配器上分别设置有脱硝剂输出控制阀门和压力表，其脱硝效率高，投资、运行成本低。
Description
技术领域
本发明属于燃烧设备排放烟气治理的环保技术领域，具体涉及一种节能式SNCR法脱硝装置和脱硝方法。
背景技术
目前，脱硝行业常用的SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction，选择性非催化还原，为一种NOx控制处理技术)法脱硝是一种成熟使用且经济型的脱硝工艺，其对NOx原始浓度较低的炉型是一种有效的办法，但是由于SNCR法脱硝效率只有50--60％，很难达到国家超低排放控制标准≦50mg/m3，而且传统SNCR法脱硝要降低NOx排放浓度，只有大量投用氨水或尿素，会造成了氨逃逸和锅炉炉内水冷壁管，省煤器，空气预热器的腐蚀，而增加SCR(选择性催化还原技术)法脱硝实现NOx超低排放，投资、运行成本皆高，在出现催化剂中毒情况时会增加维护费用且影响正常生产。
发明内容
本发明提供一种节能式SNCR法脱硝装置和脱硝方法，以解决现有技术所存在的脱硝效率低，降低NOx排放浓度时会造成氨逃逸和锅炉炉内水冷壁管，省煤器，空气预热器的腐蚀，以及投资、运行成本皆高，在出现催化剂中毒情况时会增加维护费用且影响正常生产等问题。
为实现上述目的，本发明采用如下所述的技术方案：
一种节能式SNCR法脱硝装置，包括脱硝剂汽化发生器，脱硝剂汽化发生器通过脱硝剂输出母管、脱硝剂输出管道及脱硝剂输出支管与汽化脱硝剂分配器连通连接；汽化脱硝剂分配器通过喷枪控制阀门与脱硝喷枪连通连接；喷枪控制阀门与脱硝喷枪的数量分别为至少两个；脱硝剂输出母管、脱硝剂输出管道、脱硝剂输出支管、及汽化脱硝剂分配器上分别设置有脱硝剂输出控制阀门和压力表。
一种节能式SNCR法脱硝装置的脱硝方法，包括以下步骤，
将脱硝剂汽化发生器采用燃烧设备尾端的热烟气或水蒸汽热量将氨水或尿素水溶液汽化成设定温度的气相脱硝剂；
通过各级汽化脱硝剂分配器汽化后的脱硝剂通过脱硝喷枪的喷嘴喷入所述燃烧设备的锅炉或炉窑其炉膛的设定温度区域；
将还原剂加入所述炉膛后，所述还原剂与所述热烟气里面的NOx参与热化学反应，将NO和NO2还原成N2和H2O。
本发明的节能式SNCR法脱硝装置和脱硝方法的有益效果为：
本发明的节能式SNCR法脱硝装置和脱硝方法，能够解决现有技术的脱硝效率低，降低NOx排放浓度时会造成氨逃逸和锅炉炉内水冷壁管，省煤器，空气预热器的腐蚀，以及投资、运行成本皆高，在出现催化剂中毒情况时会增加维护费用且影响正常生产等问题；其脱硝效率高，投资、运行成本低。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的节能式SNCR法脱硝装置的结构示意图。
图2为本发明的节能式SNCR法脱硝装置的运行结构示意图。
图3为本发明的节能式SNCR法脱硝装置的A处局部放大图。
图中，1为脱硝剂汽化发生器，2为汽化脱硝剂分配器，3为脱硝喷枪，4为脱硝剂输出母管，5为脱硝剂输出管道，6为脱硝剂输出支管，7为脱硝剂输出控制阀门，8为喷枪控制阀门，9为压力表，10为炉膛。111为一级脱硝剂分配系统前端，112为一级脱硝剂分配系统后端，113为二级脱硝剂分配系统前端，114为二级脱硝剂分配系统后端，115为三级脱硝剂分配系统前端，116为三级脱硝剂分配系统后端，117为燃煤设备旋风分离器左侧，118为燃煤设备旋风分离器右侧。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
实施例
一种节能式SNCR法脱硝装置，参见图1，包括脱硝剂汽化发生器1，脱硝剂汽化发生器1通过脱硝剂输出母管4、脱硝剂输出管道5及脱硝剂输出支管6与汽化脱硝剂分配器2连通连接；汽化脱硝剂分配器2通过喷枪控制阀门8与脱硝喷枪3连通连接；喷枪控制阀门8与脱硝喷枪3的数量分别为至少两个；脱硝剂输出母管4、脱硝剂输出管道5、脱硝剂输出支管6、及汽化脱硝剂分配器2上分别设置有脱硝剂输出控制阀门7和压力表9。
本实施例的节能式SNCR法脱硝装置的脱硝方法，参见图2，包括以下步骤，
将脱硝剂汽化发生器1采用燃烧设备尾端的热烟气或水蒸汽热量将氨水或尿素水溶液汽化成设定温度的气相脱硝剂；
通过各级汽化脱硝剂分配器2汽化后的脱硝剂通过脱硝喷枪3的喷嘴喷入所述燃烧设备的锅炉或炉窑其炉膛10的设定温度区域；
将还原剂加入所述炉膛10后，所述还原剂与所述热烟气里面的NOx参与热化学反应，将NO和NO2还原成N2和H2O。
本实施例的节能式SNCR法脱硝装置的脱硝方法还可以进一步地，气相脱硝剂的设定温度为100℃以上。
本实施例的节能式SNCR法脱硝装置的脱硝方法还可以进一步地，所述炉膛10的设定温度区域的温度为800～1200℃。
本实施例的节能式SNCR法脱硝装置的脱硝方法还可以进一步地，所述燃烧设备采用75t/h的循环流化床锅炉排放烟气来控制脱除NOx。
所述循环流化床锅炉可以为燃煤机组的循环流化床锅炉，如YG-75/3.82-M6型号。
本实施例的节能式SNCR法脱硝装置的脱硝方法还可以进一步地，所述热烟气里面的NOx的浓度由初始的300mg/m3降低到10mg/m3。
本实施例的节能式SNCR法脱硝装置的脱硝方法还可以进一步地，所述节能式SNCR法脱硝装置的连续运行时间为168小时以上。
本实施例的节能式SNCR法脱硝装置的脱硝方法还可以进一步地，所述节能式SNCR法脱硝装置的脱硝效率为95％以上。
本实施例的节能式SNCR法脱硝装置和脱硝方法，属于选择性非催化还原法脱硝的强化充分反应，在氮氧化物脱硝剂存在的工况下，可在800～1200℃的温度范围内，将含氨基的还原剂(如尿素或氨水等)喷入炉内，将烟气中的NOx还原脱除，生成氮气和水的清洁脱硝技术。
本实施例的节能式SNCR法脱硝装置和脱硝方法，其原理是将还原剂通过水蒸汽或热烟气雾化喷射系统，将氨水或尿素水溶液汽化后直接喷入合适温度区域(800～1200℃)。还原剂在汽化后迅速高效参与热化学反应，其中的氨与炉膛10烟气中的NO和NO2发生化学反应还原出N2,和H2O。被汽化的水蒸气在进入炉膛10后对未燃尽的炽热的残碳又进行了汽化，生成CO和H2，CO和H2的不仅在燃烧时短时间内为提高脱硝的反应温度提供了高热值热能，还起到了脱除NO的作用。
需要说明的是，传统的SNCR法脱硝只采用图1中的顶部一级(旋风分离器左右两侧布置)配置方式布置喷嘴，而本实施例的节能式SNCR法脱硝装置和脱硝方法，以增加喷嘴数量和覆盖面积的方式，在锅炉的炉膛10不同位置按照每支喷嘴的喷射面积多层次，全覆盖布置，以延长进入到炉膛10内的脱硝剂的停留时间和反应时间；且将脱硝剂在进入炉膛10前的形态由液相转换成了气相，成倍的增加了脱硝剂与处理烟气的接触面积；此外提高了脱硝剂的入炉温度(由常温20℃提高到100℃以上)，减少了传统方式脱硝剂进入炉膛10内后的吸热和由液相再转换成气相的物理变化的方式和时间，实现成倍的提高了在炉膛内的反应效率。可以按照图2中炉膛10上方的朝左的箭头所示方向进行锅炉给水。
本实施例的节能式SNCR法脱硝装置，其脱硝剂汽化发生器1的原理是将还原剂通过水蒸汽或热烟气雾化喷射系统，将氨水或尿素水溶液汽化后直接喷入合适的设定温度区域(800～1200℃)。还原剂在汽化后迅速高效参与热化学反应，其中的氨与炉膛烟气中的NO和NO2发生化学反应还原出N2,和H2O。汽化后的脱硝剂通过脱硝剂输出母管4和脱硝剂输出管道5、脱硝剂输出支管6输送到分布于炉膛10不同位置的3～4级温度区域的汽化脱硝剂分配器2，然后再通过喷枪控制阀门8将气相脱硝剂输送到脱硝喷枪3喷入炉膛10适当的温度区域，达到脱除燃烧设备烟气氮氧化合物的目的。脱硝剂各输送管道和分配器2分别配置有压力表9，用于检测各管路压力，了解气体脱硝剂输送是否正常。
而本实施例的节能式SNCR法脱硝装置和脱硝方法，先由脱硝剂汽化发生器1采用燃烧设备尾端的热烟气或水蒸汽热量将氨水或尿素水溶液汽化成100℃以上的气相脱硝剂，再通过各级汽化脱硝剂分配器2将汽化后的脱硝剂通过脱硝喷枪3的喷嘴喷入炉膛10合适的设定温度区域(800～1200℃)。还原剂进入炉膛10后迅速与烟气里面的NOx迅速参与高效热化学反应,将NO和NO2还原成N2和H2O。本实施例的节能式SNCR法脱硝装置在75t/h循环流化床锅炉上做实验，能将NOx初始浓度由300mg/m3降低到10mg/m3，稳定运行168小时以上，脱硝效率达到95％以上。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (8)
1.一种节能式SNCR法脱硝装置，包括脱硝剂汽化发生器(1)，其特征在于，脱硝剂汽化发生器(1)通过脱硝剂输出母管(4)、脱硝剂输出管道(5)及脱硝剂输出支管(6)与汽化脱硝剂分配器(2)连通连接；汽化脱硝剂分配器(2)通过喷枪控制阀门(8)与脱硝喷枪(3)连通连接；喷枪控制阀门(8)与脱硝喷枪(3)的数量分别为至少两个；脱硝剂输出母管(4)、脱硝剂输出管道(5)、脱硝剂输出支管(6)、及汽化脱硝剂分配器(2)上分别设置有脱硝剂输出控制阀门(7)和压力表(9)。
2.一种如权利要求1所述的节能式SNCR法脱硝装置的脱硝方法，其特征在于，包括以下步骤，
将脱硝剂汽化发生器(1)采用燃烧设备尾端的热烟气或水蒸汽热量将氨水或尿素水溶液汽化成设定温度的气相脱硝剂；
通过各级汽化脱硝剂分配器(2)汽化后的脱硝剂通过脱硝喷枪(3)的喷嘴喷入所述燃烧设备的锅炉或炉窑其炉膛(10)的设定温度区域；
将还原剂加入所述炉膛(10)后，所述还原剂与所述烟气里面的NOx参与热化学反应，将NO和NO2还原成N2和H2O。
3.如权利要求2所述的节能式SNCR法脱硝装置的脱硝方法，其特征在于，气相脱硝剂的设定温度为100℃以上。
4.如权利要求3所述的节能式SNCR法脱硝装置的脱硝方法，其特征在于，所述炉膛(10)的设定温度区域的温度为800～1200℃。
5.如权利要求4所述的节能式SNCR法脱硝装置的脱硝方法，其特征在于，所述燃烧设备采用75t/h的循环流化床锅炉排放烟气来控制脱除NOx。
6.如权利要求5所述的节能式SNCR法脱硝装置的脱硝方法，其特征在于，所述烟气里面的NOx的浓度由初始的300mg/m3降低到10mg/m3。
7.如权利要求6所述的节能式SNCR法脱硝装置的脱硝方法，其特征在于，所述节能式SNCR法脱硝装置的连续运行时间为168小时以上。
8.如权利要求7所述的节能式SNCR法脱硝装置的脱硝方法，其特征在于，所述节能式SNCR法脱硝装置的脱硝效率为95％以上。
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