一种烟气脱硝方法技术

本发明专利技术提供了一种烟气脱硝方法，其中，该方法包括在烟气选择性非催化还原条件下，将烟气与脱硝剂接触，得到第一混合物，将得到的第一混合物的温度降低，并在烟气选择性催化还原条件下，将第一混合物与催化剂接触。根据本发明专利技术的烟气脱硝方法，通过在第一混合物进入催化剂床层之前，降低第一混合物的温度，从而一方面在不增大烟气脱硝设备占用空间的条件下，使得进入催化剂床层的烟气与脱硝剂的混合物的温度满足ＳＣＲ的要求；另一方面还可以充分利用烟气中的热量。根据本发明专利技术的烟气脱硝方法，脱硝效率可以高于６５％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
烟气是热电厂的主要排放物之一，通过可燃物在燃烧器(即锅炉)中燃烧产生。由 于烟气中通常含有大量的氮氧化物NOx (如NO)，这些氮氧化物如果直接排放到大气中，会导 致腐蚀性很强的酸雨，因此烟气在排放之前必须经过脱氮(即脱硝)处理。目前，运用比较成熟的烟气脱硝技术主要有两种选择性催化还原(SCR)工艺和 选择性非催化还原脱硝(SNCR)工艺。SCR和SNCR脱硝工艺的化学反应原理都是一样的，都 是将脱硝剂(尿素或者氨)与烟气接触，使脱硝剂与烟气中的NOx进行选择性还原反应生 成氮气(N2)和水蒸气(H2O)。SNCR工艺一般在锅炉的炉膛内即燃烧区(800-1250°C)内进 行。SCR工艺则是在烟道内设置催化剂床层，在280-420°C温度下，在催化剂存在的条件下 进行烟气的催化选择性还原反应。SNCR和SCR各有利弊。SNCR的优点是不需要价格昂贵的催化剂床层，缺点是脱硝 效果较差，脱硝率一般不超过40%。SCR的缺点则是需要使用价格昂贵的催化剂床，而且 需要有足够的空间来设置催化剂床层，优点则是脱硝效果较SNCR好，脱硝率一般为70%左右ο虽然通过进一步提高催化剂床层的厚度能够稍微提高SCR的脱硝率，但由于催化 剂比较昂贵，会导致成本大幅提高。为此，现有技术一般采用增大脱硝剂的供给量的方法，试图以此来降低SCR处理 后的烟气中的氮氧化物NOx含量。然而，事实上，采用上述增大脱硝剂供给量的方式，不但 不能降低SCR处理后的烟气中的氮氧化物NOx含量，反而还使得处理后的烟气中氨气的量 增大了，而且催化剂床层的寿命也降低了。专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的烟气脱硝方法存在的SNCR工艺和SCR工艺脱 硝效率低的问题，提供一种脱硝率较高的烟气脱硝方法。本专利技术的专利技术人在实践中发现，将SNCR与SCR联用存在一些问题，例如SNCR通 常在800-1250°C的温度下进行，SCR通常在280-420°C的温度下进行，尽管可以通过延长烟 道长度，使得进入催化剂床层的烟气和脱硝剂的混合物的温度满足SCR的温度要求，但是 这样势必使得烟道更为庞大，一方面提高了烟气脱硝设备的初期投资成本，另一方面也增 加了烟气脱硝设备占用的空间，在一些空间受限的应用环境中很难实现将SNCR与SCR联合 使用。因此，如何在不增加设备占用空间的条件下，实现SCR与SNCR的联用，是亟待解决的 技术问题。本专利技术提供了，其中，该方法包括在烟气选择性非催化还原条 件下，将烟气与脱硝剂接触，得到得到第一混合物，将得到第一混合物的温度降低，并在烟3气选择性催化还原条件下，将第一混合物与催化剂接触。根据本专利技术的烟气脱硝方法，通过在第一混合物进入催化剂床层之前，降低第一 混合物的温度，从而一方面在不增大烟气脱硝设备占用空间的条件下，使得进入催化剂床 层的烟气与脱硝剂的混合物的温度满足SCR的要求；另一方面还可以充分利用烟气中的热 量。根据本专利技术的烟气脱硝方法，脱硝效率可以高于65%。附图说明图1为根据本专利技术的烟气脱硝方法中的换热器的一种实施方式的结构示意图；图2为根据本专利技术的烟气脱硝方法中的换热器的换热片一种实施方式的结构示 意图；图3为根据本专利技术的烟气脱硝方法中的换热器的换热片另一种实施方式的结构 示意图；图4为本专利技术提供的烟气脱硝方法的一种实施方式所用烟气脱硝设备的结构示 意图；图5为显示本专利技术提供的烟气脱硝方法的一种实施方式所用烟气脱硝设备中扰 动装置位置的局部结构示意图；图6为显示本专利技术提供的烟气脱硝方法的一种实施方式所用烟气脱硝设备中扰 动装置为管状物时，管状物位于烟道中的端口的朝向Y与烟气流动方向X的夹角α的示意 图。具体实施例方式本专利技术提供了，其中，该方法包括在烟气选择性非催化还原条 件下，将烟气与脱硝剂接触，得到得到第一混合物，将得到第一混合物的温度降低，并在烟 气选择性催化还原条件下，将第一混合物与催化剂接触。本专利技术中，降低第一混合物的温度一方面可以充分利用烟气中的热量，另一方面 可以对进入催化剂的混合物的温度进行控制，从而使得第一混合物的温度满足烟气选择性 催化还原条件的要求。本专利技术对降低第一混合物的温度的方法没有特别限定，可以采用本领域技术人员 公知的方法来降低第一混合物的温度。优选地，将第一混合物的温度降低的方法包括将第 一混合物与换热器接触，接触使得第一混合物的温度为280-500°C。所述换热器可以为本领域常用的各种的换热器。从进一步降低烟道的占用空间以 及进一步提高换热效率的角度出发，本专利技术优选采用具有换热管和多个换热片的换热器， 其中，所述换热管穿过所述换热片，并且换热管的外壁与换热片紧密接触，换热管内装有用 于取热的换热介质，所述换热介质例如可以是除盐水。换热介质的温度只要低于第一混合 物的温度即可，例如可以是40-200°C。图1所示是具有换热管和多个换热片的换热器的一种优选的实施方式。如图1所 示，所述多个换热片7平行排列，所述换热管8多次往返地依次穿过多个平行排列换热片 7，形成平行的多行和多列的换热管阵列。在另一种优选的实施方式中，多个换热片平行排 列，所述换热管为多个，多个换热管依次穿过多个平行排列换热片，形成平行的多行和平行的多列换热管阵列。图2所示是所述换热片7的一种优选的实施方式。如图2所示，所述 换热片7上形成有与所述换热管8的尺寸匹配的空间。在另一种实施方式中，每个换热片 7包括多个板体，该板体具有凹槽且相邻的两个板体中的凹槽彼此相对，形成与换热管8的 形状相适应的空间，所述换热管8穿过该空间与换热片7紧密接触(如图3所示)。本专利技术中，所述换热器中的换热片7的大小和数量可以在很大范围内改变，可以 根据预期的换热效率进行适当的选择。优选情况下，多个平行排列的换热片7的总厚度可 以为单行或单列换热管8长度的10-20%，更优选的情况下，多个平行排列的换热片7中相 邻的两个换热片2的距离可以为1-5厘米，多个平行排列的换热片2中每个换热片7的厚 度可以为0. 5-5厘米。优选情况下，穿过每个所述换热片7的换热管8的总截面积可以占 该换热片7单面面积的10-50%。所述换热管8的尺寸没有特别的限定，可以选用各种常规 的换热管尺寸，例如，所述换热管8的截面积可以为10-100平方厘米。此外，在所述换热器中，所述换热管8排列的密度可以在很大范围内改变，优选情 况下，平行的多行或多列的换热管8中相邻的两行或两列换热管8的距离可以为5-25厘 米。将第一混合物与换热器进行接触，从而将第一混合物的温度控制为280-500°C可 以通过选择换热器的类型以及换热器中的换热介质的种类和温度来实现。本专利技术的专利技术人在实践中发现，造成局部催化剂床层失效加速和/或局部脱硝剂 逃逸量超标的主要原因是进入催化剂床层的烟气与脱硝剂的混合物中脱硝剂的分布不均 勻，导致催化剂床层中局部脱硝剂浓度过大，从而加速催化剂的失效和/或局部脱硝剂逃 逸量超标。本专利技术的专利技术人在实践中进一步发现，造成烟气和脱硝剂的混合物中脱硝剂分 布不均勻的主要原因在于尾部烟道的容积较大，同时受锅炉本身结构和位置的限制，脱 硝剂的送入位置非常受限，因而使得进入尾部烟道的脱硝剂在尾部烟道的分布通常都不均 勻。因此，在一种优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气脱硝方法，其特征在于，该方法包括在烟气选择性非催化还原条件下，将烟气与脱硝剂接触，得到第一混合物，将得到第一混合物的温度降低，并在烟气选择性催化还原条件下，将降低温度的该第一混合物与催化剂接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：周国民，唐建城，李振忠，王松峰，赵海军，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，北京国华电力有限责任公司，神华国华国际电力股份有限公司北京热电分公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]