烟气脱硝方法技术

一种烟气脱硝方法，其中，该方法包括在选择性非催化还原反应条件下，使烟气与脱硝剂接触，得到非催化还原脱硝反应产物；向非催化还原脱硝反应产物中补入脱硝剂，在选择性催化还原脱硝条件下，使补入脱硝剂的非催化还原脱硝反应产物与催化剂接触。根据本发明专利技术的所述方法能够显著提高脱硝率，而且，相对于单独的ＳＣＲ工艺大大降低了催化剂的用量，从而降低了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
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。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 )进行 选择性还原反应。SCR工艺则是在烟道内设置催化剂床层，在280-42(TC温度下，在催化剂 存在的条件下进行催化选择性还原反应。SNCR和SCR各自有优缺点，SNCR的优点是不需要价格昂贵的催化剂床，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 需要有足够的空间设置催化剂床，优点则是脱硝效果较SNCR好，脱硝率一般为60%以下。 由此可见，烟气脱硝工艺中的脱硝率有待进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有的烟气脱硝工艺存在的脱硝率较低的缺点，提供一 种脱硝率较高的。为了提高脱硝的效率，本专利技术的专利技术人曾试图在SNCR脱硝工艺中增大脱硝剂的 供给量，然而，却发现在SNCR工艺中通过直接增大脱硝剂的供给量不但不能降低烟气中的 氮氧化物的含量，反而还会使SNCR处理后的烟气中氮氧化物的含量上升，这可能是因为氨 被氧化成了氮氧化物；同时也发现在SCR工艺中增大脱硝剂供给量不但不能明显降低SCR 处理后的烟气中的氮氧化物的含量，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。为此，本专利技术的专利技术人提出了一种能够同时实现SNCR和SCR的联合工艺。具体地， 本专利技术提供了一种，其中，该方法包括在选择性非催化还原反应条件下，使烟 气与脱硝剂接触，得到非催化还原脱硝反应产物；向非催化还原脱硝反应产物中补入脱硝 剂，在选择性催化还原脱硝条件下，使补入脱硝剂的非催化还原脱硝反应产物与催化剂接 触。在本专利技术提供的所述中，烟气与脱硝剂在选择性非催化还原条件下 接触的过程属于SNCR过程，补入脱硝剂的非催化还原脱硝反应产物与催化剂在选择性催 化还原条件下的接触过程属于SCR过程，通过向SNCR过程中产生的非催化还原脱硝反应产 物中补入脱硝剂，使得补入脱硝剂的非催化还原脱硝反应产物中具有足量的脱硝剂以成功实现SCR过程，从而确保了 SNCR和SCR联合工艺的成功实施。因此，根据本专利技术的所述方 法能够显著提高脱硝率，而且，相对于单独的SCR工艺大大降低了催化剂的用量，从而降低 了成本。附图说明图1为根据本专利技术的所述的一种实施方式所采用的烟气脱硝设备 的结构示意图。具体实施例方式根据本专利技术的所述包括在选择性非催化还原反应条件下，使烟气与 脱硝剂接触，得到非催化还原脱硝反应产物；向非催化还原脱硝反应产物中补入脱硝剂，在 选择性催化还原脱硝条件下，使补入脱硝剂的非催化还原脱硝反应产物与催化剂接触。根据本专利技术提供的所述方法，所述选择性非催化还原反应条件只要能够使烟气中 的氮氧化物在没有催化剂的情况下与脱硝剂反应即可。优选情况下，为了进一步提高脱硝 率，降低后续的选择性催化还原反应的压力，从而降低催化剂的用量，所述选择性非催化还 原反应条件包括烟气与脱硝剂接触的温度为950-1300°C，更优选为1000-1200°c ；接触的 时间为0. 1-2秒，更优选为0. 5-1. 2秒。烟气与脱硝剂在选择性非催化还原反应条件下接触 的过程中，所述脱硝剂与烟气中的NOxW氨氮摩尔比为0.5-1. 2 1，更优选为0.6-1 1。 在本专利技术中，脱硝剂与NOx的氨氮摩尔比是指以氮元素计，脱硝剂中的氮与烟气中NOx的氮 (以NO计)的摩尔比。根据本专利技术提供的方法，在选择性非催化还原反应条件下与烟气接触的脱硝剂可 以为能够将烟气中的氮氧化物转化为氮气的各种物质，例如可以为氨或者加热后能够产生 氨的物质，优选为氨和/或尿素。所述脱硝剂优选以其水溶液的形式使用，所述溶液的浓度 已为本领域技术人员所公知，可以为脱硝剂所能达到的各种浓度。为了降低脱硝剂的用量， 优选所述脱硝剂以其饱和溶液的形式使用。根据本专利技术提供的方法，补入脱硝剂的量只要保证所述补入脱硝剂的非催化还原 脱硝反应产物与催化剂接触时能够发生选择性催化还原脱硝反应即可。为了提高脱硝率以 减少经过本专利技术的方法处理后的烟气中氮氧化物的含量，补入脱硝剂的量优选使得所述补 入脱硝剂的非催化还原脱硝反应产物中脱硝剂与氮氧化物的氨氮摩尔比为0.5-1. 1 1， 进一步优选为0.7-1 1。根据本专利技术提供的方法，所述选择性催化还原脱硝反应条件可以在常规的选择性 催化还原脱硝反应条件中适当地选择，优选情况下，所述选择性催化还原脱硝反应条件包 括补入脱硝剂的非催化还原脱硝反应产物与催化剂接触的温度为280-420°C，进一步优 选为300-400°C，体积空速为200-20000小时、进一步优选为2000-10000小时Λ根据本专利技术提供的方法，补入的脱硝剂可以为能够将烟气中的氮氧化物转化为氮 气的各种物质，例如可以为氨或者加热后能够产生氨的物质，优选为氨和/或尿素，所述脱 硝剂优选以其水溶液的形式使用。虽然采用氨水作为脱硝剂补入所述非催化还原脱硝反应产物时，也可以使补入脱 硝剂的非催化还原脱硝反应产物在与催化剂接触时发生选择性催化还原脱硝反应，然而，由于氨水中的氨容易挥发，使得氨水中的浓度不稳定，从而导致实际操作过程中难以根据 烟气中的氮氧化物的含量来控制补入的脱硝剂的有效量，而且，氨水的挥发会造成环境污 染，且因安全性问题不便于在城市内运输，因此，优选采用加热后能够产生氨的物质作为补 入的脱硝剂。根据本专利技术提供的方法，在采用加热后能够产生氨的物质作为补入的脱硝的情况 下，虽然只要将该加热后能够产生氨的物质补入所述非催化还原脱硝反应产物中即可使补 入脱硝剂的非催化还原脱硝反应产物在与催化剂接触时发生选择性催化还原脱硝反应，但 是，本专利技术的专利技术人发现，当所述加热后能够产生氨的物质补入所述非催化还原脱硝反应 产物中时，如果所述非催化还原脱硝反应产物的温度比该加热后能够产生氨的物质的分解 温度高不足30(TC，则该加热后能够产生氨的物质补入所述非催化还原脱硝反应产物之后 分解成氨气的速度较慢，从而使得该加热后能够产生氨的物质得不到充分利用；而如果所 述加热后能够产生氨的物质补入的时间至与催化剂接触的时间间隔为小于4秒时，则会导 致该加热后能够产生氨的物质分解的氨气与所述非催化还原脱硝反应产物混合不均勻。而 且，本专利技术的专利技术人意外地发现，在补入的脱硝剂为加热后能够产生氨的物质的情况下，如 果补入脱硝剂时非催化还原脱硝反应产物的温度比脱硝剂的分解温度至少高300°C，补入 脱硝剂的时间至与催化剂接触的时间间隔至少为4秒时，所述加热后能够产生氨的物质能 够迅速分解成氨气，并与所述非催化还原脱硝反应产物均勻混合，而且，在这种情况下，与 采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气脱硝方法，其特征在于，该方法包括在选择性非催化还原反应条件下，使烟气与脱硝剂接触，得到非催化还原脱硝反应产物；向非催化还原脱硝反应产物中补入脱硝剂，在选择性催化还原脱硝条件下，使补入脱硝剂的非催化还原脱硝反应产物与催化剂接触。

【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]