一种气态添加剂拓宽SNCR脱硝技术反应温度窗口的系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种气态添加剂拓宽SNCR脱硝技术反应温度窗口的系统。本实用新型专利技术包括还原剂溶解罐、搅拌器、一号还原剂储罐、二号还原剂储罐、一号还原剂输送泵、二号还原剂输送泵、气态活性物质储罐、混合器、稀释计量模块、一号计量模块、二号计量模块、三号计量模块和控制模块，搅拌器安装在还原剂溶解罐上，还原剂溶解罐与一号还原剂输送泵连接，一号还原剂输送泵分别与一号还原剂储罐和二号还原剂储罐连接，一号还原剂储罐和二号还原剂储罐均与二号还原剂输送泵连接，二号还原剂输送泵与稀释计量模块连接，稀释计量模块分别与一号计量模块、二号计量模块和三号计量模块连接，一号计量模块、二号计量模块和三号计量模块均与混合器连接，混合器与气态活性物质储罐连接。混合器与气态活性物质储罐连接。混合器与气态活性物质储罐连接。

【技术实现步骤摘要】
一种气态添加剂拓宽SNCR脱硝技术反应温度窗口的系统


[0001]本技术涉及一种气态添加剂拓宽SNCR脱硝技术反应温度窗口的系统。

技术介绍

[0002]目前，国内80%以上的燃煤发电机组已完成超低排放改造，通过采用低氮燃烧器、选择性非催化还原（SNCR）、选择性催化还原（SCR）、SNCR/SCR联用等脱硝技术，达到50mg/m3的NOx排放标准要求。燃煤电厂面对煤质多变和机组调峰运行的现状，能否保持全负荷条件下出口NOx稳定达标排放成为新的挑战。
[0003]选择性非催化还原（SNCR）技术，是在有氧存在的条件下，不使用催化剂，采用氨或尿素等作为氮还原剂并喷入炉膛800~1100℃的温度区间内，形成NHi活性基，选择性地将烟气中NOx还原，生成无毒害的N2和H2O，从而达到脱硝的目的。SNCR技术在20世纪70年代的日本实现了工业应用，起初主要用于燃油、燃气电厂，后来逐渐推广到燃煤电厂。在各种研究中采用的氮还原剂主要包括氨（NH3）、尿素（CO(NH2)2）、氰尿酸（(HCON)3）及碳酸铵（(NH4)2CO3），其中以氨作为还原剂的研究最多，前三种氮还原剂作用下的SNCR技术分别称为Thermal DeNOx技术、NOxOUT技术和RAPRENOx技术。商业应用时普遍采用氨和尿素作为还原剂，因尿素具有较低的价格，安全性高且方便储存，越来越受到人们的关注，以氨和尿素作为还原剂的两种脱硝技术的主要化学反应式如下：
[0004]（1）Thermal DeNOx的主要化学反应式：
[0005]4NH3+4NO+O2→
4N2+6H2O
[0006]4NH3+2NO+2O2→
3N2+6H2O
[0007]8NH3+6NO2→
7N2+12H2O
[0008]当温度过高时，NH3的氧化反应加剧，将会生成NO，导致NO含量不将反升，氧化反应方程式为：
[0009]4NH3+5O2→
4NO+6H2O
[0010]（2）NOxOUT的主要化学反应式：
[0011]CO(NH2)2+H2O
→
2NH3+CO2[0012]4NH3+4NO+O2→
4N2+6H2O
[0013]8NH3+6NO2→
7N2+12H2O
[0014]SNCR脱硝技术在温度窗口内具有较高的脱硝效率，当反应温度高于温度窗口时，由尿素分解产生的NH3也会与O2发生氧化反应，导致尿素利用率的降低；当反应温度低于温度窗口下限时，反应活性较低，无法达到满足NOx排放要求的脱硝效率。SNCR脱硝技术具有工艺简单、投资和运行成本低等特点，广泛应用于炉膛出口NOx浓度相对较低且烟气温度稳定的循环流化床( CFB) 锅炉。正常负荷条件下CFB锅炉炉膛出口烟温在900℃左右，基本处于SNCR脱硝技术的温度窗口内，且绝大部分CFB锅炉原烟气NOx浓度基本低于200mg/m3，所以工艺可实现NOx的超低排放。当CFB 锅炉处于低负荷工况时（低于50%负荷甚至更低），原烟温会处于800℃左右甚至更低，该烟气温度已经偏离SNCR技术高效反应的温度窗口，为达
标排放，增大还原剂喷入量成为目前电厂运行调整的唯一手段，部分工况下还原剂喷入量甚至远远超过满负荷时还原剂喷入量。在锅炉低负荷运行时，SNCR脱硝效率偏低是该技术普遍存在的问题，在当前环保标准不断提高的背景下，存在净烟气不能达标排放、还原剂耗量过大、氨逃逸量超标的风险。当前CFB锅炉面临煤质多变和机组调峰运行的现状，低负荷工况逐渐成电厂运行常态，如何有效应对低负荷运行存在的各种问题亟待解决。
[0015]为了解决低负荷工况下的SNCR运行问题，目前主要的研究方向是通过采用添加剂使脱硝温度窗口向低温方向移动或拓宽反应温度窗口，采用的手段主要是通过小试平台的基础试验和脱硝反应机理的数值模拟进行研究，选用不同类型的添加剂和添加量。添加剂的加入改变了脱硝反应历程，促进了某些如O、OH、H等关键基元的生成，进而影响最终的脱硝结果。不同添加剂的作用机理不同，但增强低温条件下反应活性的基本原理基本类似。目前国内外不少学者研究了添加剂对SNCR过程特性的影响，研究发现部分添加剂可以有效拓宽反应温度窗口，并使其向低温方向移动，减少了低温端的氨逃逸，还有一些添加剂可以在一定程度上提高最大的脱硝效率，而且能够减少二次污染物的排放。但到目前为止，对于添加剂提高低温条件下的脱硝效率并降低还原剂耗量的原理和实验室研究较多，但在工业上没有得到推广和应用，没有设计出科学实用的添加剂添加系统和方法是重要原因。

技术实现思路

[0016]本技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，运行方便的气态添加剂拓宽SNCR脱硝技术反应温度窗口的系统。
[0017]本技术解决上述问题所采用的技术方案是：该气态添加剂拓宽SNCR脱硝技术反应温度窗口的系统，其结构特点在于：包括还原剂溶解罐、搅拌器、一号还原剂储罐、二号还原剂储罐、一号还原剂输送泵、二号还原剂输送泵、气态活性物质储罐、混合器、稀释计量模块、一号计量模块、二号计量模块、三号计量模块和控制模块，所述搅拌器安装在还原剂溶解罐上，所述还原剂溶解罐与一号还原剂输送泵连接，所述一号还原剂输送泵分别与一号还原剂储罐和二号还原剂储罐连接，所述一号还原剂储罐和二号还原剂储罐均与二号还原剂输送泵连接，所述二号还原剂输送泵与稀释计量模块连接，所述稀释计量模块分别与一号计量模块、二号计量模块和三号计量模块连接，所述一号计量模块、二号计量模块和三号计量模块均与混合器连接，所述混合器与气态活性物质储罐连接。
[0018]进一步地，所述混合器与气态活性物质储罐通过十二号管道连接，所述十二号管道上安装有九号阀门，所述九号阀门与控制模块连接。
[0019]进一步地，还包括一号管道、二号管道、三号管道、四号管道、五号管道、六号管道、七号管道、八号管道、九号管道、十号管道、十一号管道和十二号管道，所述还原剂溶解罐与一号管道连接，所述一号还原剂输送泵安装在一号管道上，所述一号管道分别与二号管道和三号管道连接，所述二号管道和三号管道分别与一号还原剂储罐和二号还原剂储罐连接，所述一号还原剂储罐和二号还原剂储罐分别与四号管道和五号管道连接，所述四号管道和五号管道均与六号管道连接，所述六号管道与稀释计量模块连接，所述稀释计量模块与七号管道连接，所述七号管道分别与一号计量模块、二号计量模块和三号计量模块连接，所述一号计量模块、二号计量模块和三号计量模块均与八号管道连接，所述八号管道与混合器连接，所述六号管道与九号管道连接，所述九号管道分别与十号管道和十一号管道连
接，所述十号管道和十一号管道分别与一号还原剂储罐和二号还原剂储罐连接。
[0020]进一步地，还包括一号阀门、二号阀门、三号阀门、四号阀门、五号阀门、六号阀门、七号阀门、八号阀门和九号阀门，所述一号阀门和二号阀门分别安装在二号管道和三号管道上，所述三号阀门和四号阀门分别安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气态添加剂拓宽SNCR脱硝技术反应温度窗口的系统，其特征在于：包括还原剂溶解罐（1）、搅拌器（2）、一号还原剂储罐（3）、二号还原剂储罐（4）、一号还原剂输送泵（5）、二号还原剂输送泵（6）、气态活性物质储罐（7）、混合器（8）、稀释计量模块（9）、一号计量模块（10）、二号计量模块（11）、三号计量模块（12）和控制模块（13），所述搅拌器（2）安装在还原剂溶解罐（1）上，所述还原剂溶解罐（1）与一号还原剂输送泵（5）连接，所述一号还原剂输送泵（5）分别与一号还原剂储罐（3）和二号还原剂储罐（4）连接，所述一号还原剂储罐（3）和二号还原剂储罐（4）均与二号还原剂输送泵（6）连接，所述二号还原剂输送泵（6）与稀释计量模块（9）连接，所述稀释计量模块（9）分别与一号计量模块（10）、二号计量模块（11）和三号计量模块（12）连接，所述一号计量模块（10）、二号计量模块（11）和三号计量模块（12）均与混合器（8）连接，所述混合器（8）与气态活性物质储罐（7）连接。2.根据权利要求1所述的气态添加剂拓宽SNCR脱硝技术反应温度窗口的系统，其特征在于：所述混合器（8）与气态活性物质储罐（7）通过十二号管道（25）连接，所述十二号管道（25）上安装有九号阀门（34），所述九号阀门（34）与控制模块（13）连接。3.根据权利要求1所述的气态添加剂拓宽SNCR脱硝技术反应温度窗口的系统，其特征在于：还包括一号管道（14）、二号管道（15）、三号管道（16）、四号管道（17）、五号管道（18）、六号管道（19）、七号管道（20）、八号管道（21）、九号管道（22）、十号管道（23）、十一号管道（24）和十二号管道（25），所述还原剂溶解罐（1）与一号管道（14）连接，所述一号还原剂输送泵（5）安装在一号管道（14）上，所述一号管道（14）分别与二号管道（15）和三号管道（16）连接，所述二号管道（15）和三号管道（...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏宏鸽，梁秀进，张志中，江建平，晋银佳，王丰吉，朱跃，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：