一种工业炉脱硝系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种工业炉脱硝系统及方法，所述系统包括工业炉、测控系统、液氨泵及流量计；其中，所述工业炉的烟道内从下到上依次设置有第一对流管束、脱硝反应段、第三对流管束和氨蒸发及预热器，脱硝反应段内从下到上依次设置有喷氨部件、第二对流管束和催化剂床层；工业炉外设置有混合段管线；液氨泵通过液氨管线经由流量计与氨蒸发及预热器的入口连通，氨蒸发及预热器的出口通过管线与混合段管线的入口连通；工业炉的烟气出口通过烟气管道与混合段管线的入口连通；混合段管线的出口与喷氨部件连通；测控系统分别与液氨泵及流量计电连接。本发明专利技术可降低整个系统的占地面积、节约设备投资以及节约全操作周期内的能源消耗，并可实现尾气达标排放。实现尾气达标排放。实现尾气达标排放。

【技术实现步骤摘要】
一种工业炉脱硝系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种工业炉脱硝系统及方法，属于烟气脱硝


技术介绍

[0002]当前，各行业对大气污染物的排放要求越来越严格。其中，氮氧化物的控制是大气污染物控制的重点。选择性催化还原法(SCR脱硝)是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术。该技术主要采用氨(NH3)作为还原剂，还原剂氨(NH3)在催化剂的作用下优先与NO
X
发生还原反应，生成对大气没有影响的氮气和水(2NO2+4NH3+O2→
3N2+6H2O；4NO+4NH3+O2→
4N2+6H2O)。该方法具有无副产物，脱除效率高，运行可靠等优点。
[0003]目前，各种工业炉中的SCR脱硝系统多采用单独的脱硝模块。该系统中，还原剂液氨的汽化器、混合器均在工业炉外部单独的空间，其中还原剂液氨的汽化器需要外部提供蒸汽等作为热源以为液氨汽化提供热量；混合器布置在汽化器附近，通过单独的风机提供新鲜空气与还原剂氨进行混合稀释，新鲜的空气对还原剂氨进行混合稀释时，稀释比例需要避开氨的爆炸极限。稀释空气与还原剂氨混合后送至喷氨部件的管道时需要进行伴热以避免氨在管路中液化。另，脱硝模块中的喷氨格栅，催化剂床层布置在一个模块内，二者之间为全空烟道，氨通过喷氨格栅，喷入后经过一段距离与烟气混合均匀，随后穿过催化剂床层脱除氮氧化物，达到环保要求。
[0004]但是，当前各种工业炉中的SCR脱硝系统存在以下弊端：
[0005]1)占地较多，输送管路较长；
[0006]2)需要的稀释空气量较大，汽化器、伴热、冷空气等均会造成部分额外的能源消耗；
[0007]3)氨通过喷氨部件喷入后，需要经过较长距离后混合均匀，这部分空间空置造成空间浪费，材料量及投资增大；以及
[0008]4)已建成的工业炉无法满足布置要求，环保改造时工程量大。
[0009]因此，提供一种新型的工业炉脱硝系统及方法已经成为本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0010]为了解决上述的缺点和不足，本专利技术的一个目的在于提供一种工业炉脱硝系统。
[0011]本专利技术的另一个目的还在于提供一种工业炉脱硝方法。
[0012]为了实现以上目的，一方面，本专利技术提供了一种工业炉脱硝系统，其中，所述工业炉脱硝系统包括：工业炉、测控系统、液氨泵及流量计；其中，所述工业炉的烟道内从下到上依次设置有第一对流管束、脱硝反应段、第三对流管束和氨蒸发及预热器，所述脱硝反应段内从下到上依次设置有喷氨部件、第二对流管束和催化剂床层；所述工业炉外设置有混合段管线；
[0013]所述液氨泵通过液氨管线经由流量计与所述氨蒸发及预热器的入口连通，所述氨
蒸发及预热器的出口通过管线与所述混合段管线的入口连通；所述工业炉的烟气出口通过烟气管道与所述混合段管线的入口连通；所述混合段管线的出口与所述喷氨部件连通；
[0014]所述测控系统分别与液氨泵及流量计电连接。
[0015]其中，本专利技术于工业炉的烟道内，在喷氨部件的前后(或者下、上)分别设置第一对流管束、第二对流管束，以及在催化剂床层的前后(或者下、上)分别设置第二对流管束、第三对流管束既达到了最佳混合效果，又可以节约布置其它掺混部件的空间。
[0016]作为本专利技术以上所述工业炉脱硝系统的一具体实施方式，其中，所述系统还包括引风机，所述工业炉的烟气出口通过烟气管道经由引风机与所述混合段管线的入口连通。
[0017]作为本专利技术以上所述工业炉脱硝系统的一具体实施方式，其中，所述系统还包括回流挡板，所述工业炉的烟气出口通过烟气管道经由引风机、回流挡板与所述混合段管线的入口连通；
[0018]所述测控系统与所述回流挡板电连接，以用于测量回流烟气的流量。
[0019]其中，烟气管道上设置的所述回流挡板用于控制回流烟气的量，以对氨气进行适当比例的稀释。
[0020]作为本专利技术以上所述工业炉脱硝系统的一具体实施方式，其中，所述系统还包括烟囱，所述工业炉的烟气出口通过烟气管道与所述烟囱的入口连通。
[0021]作为本专利技术以上所述工业炉脱硝系统的一具体实施方式，其中，所述系统还包括烟囱，所述工业炉的烟气出口通过烟气管道经由引风机与所述烟囱的入口连通。
[0022]作为本专利技术以上所述工业炉脱硝系统的一具体实施方式，其中，所述脱硝反应段内，于第二对流管束及催化剂床层之间还设置有掺混部件。
[0023]其中，所述掺混部件用于对进入催化剂床层前的混合烟气进行进一步混合、分配，以使其中的还原剂与烟气混合更加均匀。另，本专利技术对所述掺混部件的结构等不做具体要求，可根据工业炉内部详细结构将其设计成多种不同的单一结构形式，也可以将其设计成多种组合结构形式。例如，在本专利技术的一些实施例中，所述掺混部件可为折板式、螺旋式及桨叶式等中的一种形式或者几种形式的组合。
[0024]作为本专利技术以上所述工业炉脱硝系统的一具体实施方式，其中，所述氨蒸发及预热器位于工业炉的烟道尾部。
[0025]作为本专利技术以上所述工业炉脱硝系统的一具体实施方式，其中，所述喷氨部件为喷氨格栅。
[0026]作为本专利技术以上所述工业炉脱硝系统的一具体实施方式，其中，所述测控系统包括氮氧化物含量测量仪表、氧含量测量仪表及流量测量仪表等，其可通过实时计算并控制液氨泵按需注入一定量的液氨还原剂。
[0027]其中，所述测控系统中的氮氧化物含量测量仪表、氧含量测量仪表还分别设置于所述脱硝反应段内催化剂床层的前后(或者下、上)，以用于测量催化还原反应前后的氮氧化物含量及氧含量。
[0028]另一方面，本专利技术还提供了一种工业炉脱硝方法，其中，所述工业炉脱硝方法是利用以上所述的工业炉脱硝系统实现的，其包括：
[0029](1)利用工业炉的尾部烟气的废热使液氨还原剂于氨蒸发及预热器内进行汽化并预热；
[0030](2)使步骤(1)中预热后的氨气与工业炉回流的尾部烟气在混合段管线内混合稀释，得到混合气；
[0031](3)使所述混合气通过喷氨部件进入脱硝反应段内并与工业炉产生的烟气混合均匀，得到混合烟气，再使所述混合烟气通过催化剂床层，在催化剂的作用下混合烟气中的氮氧化物与氨气发生催化还原反应，以脱除氮氧化物并使处理后的烟气达标排放。
[0032]作为本专利技术以上所述工业炉脱硝方法的一具体实施方式，其中，步骤(1)中，工业炉的尾部烟气的温度为100
‑
190℃。
[0033]作为本专利技术以上所述工业炉脱硝方法的一具体实施方式，其中，步骤(1)中，所述预热为使汽化后所得氨气预热至70
‑
180℃。
[0034]作为本专利技术以上所述工业炉脱硝方法的一具体实施方式，其中，步骤(2)中，工业炉回流的尾部烟气与步骤(1)中预热后的氨气的体积比为10:1
‑
1000:1。
[0035]作为本专利技术以上所述工业炉脱硝方法的一具体实施方式，其中，步骤(3)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业炉脱硝系统，其特征在于，所述工业炉脱硝系统包括：工业炉、测控系统、液氨泵及流量计；其中，所述工业炉的烟道内从下到上依次设置有第一对流管束、脱硝反应段、第三对流管束和氨蒸发及预热器，所述脱硝反应段内从下到上依次设置有喷氨部件、第二对流管束和催化剂床层；所述工业炉外设置有混合段管线；所述液氨泵通过液氨管线经由流量计与所述氨蒸发及预热器的入口连通，所述氨蒸发及预热器的出口通过管线与所述混合段管线的入口连通；所述工业炉的烟气出口通过烟气管道与所述混合段管线的入口连通；所述混合段管线的出口与所述喷氨部件连通；所述测控系统分别与液氨泵及流量计电连接。2.根据权利要求1所述的工业炉脱硝系统，其特征在于，所述系统还包括引风机，所述工业炉的烟气出口通过烟气管道经由引风机与所述混合段管线的入口连通。3.根据权利要求2所述的工业炉脱硝系统，其特征在于，所述系统还包括回流挡板，所述工业炉的烟气出口通过烟气管道经由引风机、回流挡板与所述混合段管线的入口连通；所述测控系统与所述回流挡板电连接。4.根据权利要求1所述的工业炉脱硝系统，其特征在于，所述系统还包括烟囱，所述工业炉的烟气出口通过烟气管道与所述烟囱的入口连通。5.根据权利要求2所述的工业炉脱硝系统，其特征在于，所述系统还包括烟囱，所述工业炉的烟气出口通过烟气管道经由引风机与所述烟囱的入口连通。6.根据权利要求1所述的工业炉脱硝系统，其特征在于，所述脱硝反应段内，于第二对流管束及催化剂床层之间还设置有掺混部件。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述的工业炉脱硝系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，李锦辉，孙长庚，李春燕，王国峰，杨庆兰，宋学明，黄佳平，隋建伟，王琥，金倬伊，
申请(专利权)人：中国寰球工程有限公司，
类型：发明
国别省市：