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，向第一混合物中分别补入脱硝剂和注入扰动介质，得到第二混合物，在烟气选择性催化还原条件下，将第二混合物与催化剂接触。本发明专利技术通过在烟气的选择性非催化还原反应过程与烟气的选择性催化还原反应过程区间对脱硝剂进行补给并对脱硝剂和烟气进行扰动，可以有效解决烟气中ＮＯｘ含量较高的问题，实现真正意义上的充分烟气脱硝。

【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N0，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。SNCR工艺一般在800-1300°C锅炉的炉膛内喷入脱硝 剂，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),并排出与脱硝剂接触后的烟气。SNCR工艺存在的问题是脱硝 的效率低，一般SNCR脱硝技术的脱硝效率在40%以下。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 条件下进行催化选择性还原反应。SCR工艺的脱硝效率较SNCR相对较高，一般可达到 50-60%。而且，尽管SCR脱硝效果较SNCR工艺的好，但如上所述，SCR的脱硝率也仅为60% 以下，有待进一步提高。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。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中SNCR工艺和SCR工艺存在的脱硝率较低的 缺点，提供一种脱硝率较高的烟气脱硝方法。为了有效提高脱硝率，本专利技术的专利技术人试图通过在烟气的非催化还原脱硝区增大 脱硝剂的供给量，并在位于非催化还原脱硝区之后的烟道尾部增加一个催化剂床层，使非 催化脱硝后的烟气直接进行选择性催化还原脱硝，然而却意外地发现，随着烟道内非催化 脱硝区脱硝剂供给量的明显增加，烟气中的氮氧化物NOx的量不但没有降低，反而较脱硝剂 在上述范围内时有所上升，这可能是因为氨被氧化成了 N0X。另外，本专利技术的专利技术人还发现， 由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，因而进入尾部烟道的脱硝剂在尾部烟道的分布通常都不均勻。而脱硝剂的均勻性对于 SCR系统的脱硝效率影响很大。如果进入SCR催化剂的氨分布不均勻，对于氨浓度大的部位 将加速催化剂的失效，对于氨浓度小的部位又达不到设计的脱硝效率，并且氨分布不均将 必然造成局部氨逃逸量超标。因此，使氨在尾部烟道的均勻分布也是提高SCR系统脱硝效 率的关键之一所在。为了解决上述问题，本专利技术的专利技术人进行了大量的研究，结果发现，通过在烟气的 选择性非催化还原反应过程与烟气的选择性催化还原反应过程区间对脱硝剂进行补给并 对脱硝剂和烟气进行扰动，可以有效解决烟气中NOx含量较高的问题，实现真正意义上的充3分烟气脱硝。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，得到第一混合物，向第一混合物中分别补入脱硝剂和注入扰动 介质，得到第二混合物，在烟气选择性催化还原条件下，将第二混合物与催化剂接触。按照本专利技术的烟气脱硝方法，在烟气选择性非催化还原条件下，将烟气与脱硝剂 接触属于SNCR过程，在烟气选择性催化还原条件下，将第二混合物与催化剂接触属于SCR 过程，通过在烟气的SNCR过程和SCR过程区间补入脱硝剂和注入扰动介质，真正实现了烟 气的SNCR和SCR联合脱硝，从而在保证脱硝效率的情况下，减少了催化剂的用量，降低了 成本。本专利技术的专利技术人经过分析，认为能够实现如此显著的效果的机理可能是在烟气的 SNCR过程和SCR过程区间补入脱硝剂，补入的脱硝剂能够起到抑制SNCR过程中NOx还原反 应的逆向反应，有效降低进入SCR过程区域的烟气中NOx含量，从而能够减少SCR过程中催 化剂的用量，另一方面补入的脱硝剂能够与烟气一起进入SCR反应区，在催化剂的作用下 进行脱硝反应，进一步提高SCR过程脱硝效率；通过注入扰动介质，使得脱硝剂在进行SCR 反应时均勻分布，从而既避免了局部氨浓度过大导致的催化剂快速失效的问题，也避免了 局部氨浓度过小不能实现充分脱硝的问题，而且还避免了由于脱硝剂分布不均造成氨逃逸 量超标的问题。附图说明图1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2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3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。具体实施例方式根据本专利技术提供的烟气脱硝方法，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，向第一混合物中分别补入脱硝剂和注入扰动介质， 得到第二混合物，在烟气选择性催化还原条件下，将第二混合物与催化剂接触。根据本专利技术提供的方法，其中，向第一混合物中分别补入脱硝剂和注入扰动介质 的前后顺序没有特别的要求，只要保证扰动的程度使得烟气和脱硝剂混合均勻即可，可以 根据实际情况进行适当选择。在优选的情况下，先向第一混合物中补入脱硝剂，然后，再注 入扰动介质，对补入的脱硝剂和第一混合物进行扰动，这样，通过补入脱硝剂后再注入扰动 介质，能够实现脱硝剂与烟气更加充分地混合均勻。所述扰动介质可以是各种能够通过输送管喷出的介质，只要不对烟气与脱硝剂之 间的脱硝反应产生不利影响即可。为了保证与催化剂接触前的第二混合物混合均勻，防止现有技术中由于脱硝剂 局部浓度过大或过小导致的催化剂中毒和氨逃逸现象的发生，同时减轻对下述烟道的损伤，优选情况下，所述扰动介质的压力为0. 3-5兆帕，更优选为1-2兆帕，更进一步优选为 1. 4-1. 6兆帕；所述扰动介质与所述第一混合物的体积流量比为0. 001-0. 1 1，更优选为 0. 004-0. 04 1 ；流速比为10-250 1，更优选为10-230 1，更优选为10-50 1，更进 一步优选为20-30 1;扰动介质在脱硝剂和烟气的混合物与催化剂接触前的至少0.1秒 钟注入，更优选在在脱硝剂和烟气的混合物与催化剂接触前的0. 5-5秒钟注入。通过上述 压力与流量和流速的配合，能够保证第二混合物在与催化剂接触前充分混合，从而彻底防 止现有技术中由于脱硝剂局部浓度过大或过小导致的催化剂中毒和氨逃逸现象的发生。根据本专利技术的一种实施方式，所述扰动介质为不与烟气和脱硝剂反应的惰性介 质，根据现场情况和成本核算确定，优选是水蒸气、空气、氮气和元素周期表中第零族元素 中的一种或多种，从而不会因扰动而给烟气引入新的杂质，脱硝后的烟气能够直接排放。根据本专利技术的另一种实施方式，所述扰动介质为烟气或者脱硝剂和烟气的混合 物。所述作为扰动介质的烟气可以是经过脱硝处理或未经脱硝处理的烟气。当使用未经脱 硝处理的烟气作为扰动介质时，一方面无需外界供给扰动介质，另一方面还能够使未经脱 硝处理的烟气在起到扰动作用后也能获得脱硝效果。而且使用脱硝剂和烟气的混合物时， 特别是使用所述第一混合物作为扰动介质时，扰动介质的通入还不会导致第二混合物中脱 硝剂浓度的大幅降低。因此本专利技术优选扰动介质为未经脱硝处理的烟气或者脱硝剂和烟气 的混合物，尤其优选扰动介质为所述第一混合物。根据本专利技术提供的方法，在采用加本文档来自技高网...

【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，向第一混合物中分别补入脱硝剂和注入扰动介质，得到第二混合物，在烟气选择性催化还原条件下，将第二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]