[发明专利]用于控制还原剂到SCR系统的供给的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制还原剂(例如尿素或氨)到选择性催化还原反应器的进给的方法，该选择性催化还原反应器包括至少一个催化剂层，并且可操作用于从工艺装置(例如燃烧装置或焚化装置)的工艺气流中去除NOx。

本发明还涉及一种用于控制还原剂(例如尿素或氨)到选择性催化还原反应器的进给的装置，该选择性催化还原反应器可操作用于从工艺装置的工艺气中去除NOx。

背景技术

在燃烧装置(例如发电装置或垃圾焚化装置)中的燃料(例如煤、石油、天然气、泥炭、垃圾等)的燃烧过程中，会产生工艺气。为了从这样的工艺气(通常被称为烟道气)中分离氮氧化物(通常表示为NOx)，通常使用一种方法，在该方法中还原剂(通常为氨或尿素)与烟道气混合。与所述氨或尿素混合的烟道气然后经过催化剂，还原剂在其中选择性地与NOx反应，从而形成氮气和水蒸汽。该催化剂通常被安装在所谓的选择性催化还原反应器(SCR反应器)中。

在很多工艺中，烟道气的NOx浓度在SCR反应器的横截面上分布不均匀。这引起一个问题，因为NOx与还原剂之间的化学计量比对于达到烟道气的NOx成分的良好还原以及让较少还原剂从SCR反应器脱逸而言是重要的。

美国6,905,658公开了一种SCR反应器，其中，气流在催化材料上游被分成若干单独的流通路。每个流通路设有用于将氨供给到该特定流通路的分离装置。通过分别调节用于供给氨的各所述分离装置，可能达到接近NOx与氨之间的化学计量比。

美国6,905,658的一个问题在于，可分别控制的很大数量的用于供给氨的分离装置增加了SCR反应器的成本。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种控制还原剂(例如氨或尿素)到SCR反应器的供给的方法，该方法在处理不均匀的NOx分布(profile)时是有效率的。

该目的通过一种控制还原剂(例如氨或尿素)到选择性催化还原反应器的进给的方法而实现，该选择性催化还原反应器包括至少一个催化剂层，并可操作用于从工艺装置(例如燃烧装置或焚化装置)的工艺气流中去除NOx，所述至少一个催化剂层具有面对工艺气流的处理区，所述方法的特征在于

在对应于一部分处理区的至少一个供给区中将至少一部分所述还原剂供给到所述至少一个催化剂层，以及

在处理区上方移动所述供给区。

该方法的一个优点在于，其提供了将还原剂供给到处理区最需要还原剂的那些位置。因此，可增加选择性催化(SCR)反应器中的NOx还原，同时不增加还原剂脱逸(slip)。

根据一个实施例，当供给区在处理区上方移动时，基于指示供给区上不同点处NOx浓度的NOx分布，供给到所述供给区的还原剂的量改变。该实施例的一个优点在于，进入SCR反应器的工艺气流的NOx浓度的不均匀分布可通过下列方式补偿：将较多的还原剂供给到处理区上NOx浓度高于平均值的那些位置，并将较少的还原剂供给到处理区上NOx浓度低于平均值的那些位置，从而以最有效率的方式利用还原剂。

根据一个实施例，基于在催化剂层上游和/或下游进行的NOx测量，所述NOx分布定期更新。该实施例的一个优点在于，在控制还原剂的供给时可解决NOx分布中的变化(这样的变化由例如锅炉上负荷的变化、燃料质量的变化、锅炉燃烧器状态的变化等引起)，使得可一直确保有效率的NOx去除。

根据一个实施例，当供给区在处理区上方移动时，基于指示位于催化剂层下游不同点的还原剂浓度的还原剂脱逸分布，供给到所述供给区的还原剂的量改变。基于还原剂脱逸(例如氨脱逸)分布而改变供给到供给区的还原剂(例如氨)的量增加了控制的精度，并且减少还原剂从催化剂层的脱逸。

根据一个实施例，所述方法还包括，经由固定的还原剂供给装置供给还原剂的第一部分，在所述至少一个在所述处理区上方移动的供给区中供给所述还原剂的第二部分。该实施例的一个优点在于，通过固定的还原剂供给装置可连续地或半连续地供给基础量(即，所述第一部分)的还原剂。这确保有效率地去除大部分的NOx。第二部分被供给到在处理区上方移动的供给区，其可用来对NOx去除进行精调，以得到非常有效率的NOx去除。

根据还有一个实施例，所述第一部分对应于供给到所述至少一个催化剂层的还原剂的总量的60-95％，而所述第二部分对应于该总量的5-40％。