[发明专利]烟气脱硝方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气脱硝方法。

背景技术

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NO_x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NO_x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℃)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280-420℃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。

发明内容

本发明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烟气脱硝方法。

为了提高脱硝的效率，本发明的发明人曾试图在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，本发明的发明人提出了一种能够同时实现SNCR和SCR的联合工艺。具体地，本发明提供了一种烟气脱硝方法，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。

在本发明提供的所述烟气脱硝方法中，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，根据本发明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为根据本发明的所述烟气脱硝方法的一种实施方式所采用的烟气脱硝设备的结构示意图。

具体实施方式

根据本发明的所述烟气脱硝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℃，更优选为1000-1200℃；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NO_x的氨氮摩尔比为0.5-1.2∶1，更优选为0.6-1∶1。在本发明中，脱硝剂与NO_x的氨氮摩尔比是指以氮元素计，脱硝剂中的氮与烟气中NO_x的氮(以NO计)的摩尔比。