[发明专利]一种新型SNCR和SCR混合脱硝系统

说明书

技术领域

本发明涉及烟气氮氧化物减排脱硝技术领域，涉及一种新型SNCR和SCR混合脱硝系统。

背景技术

随着氮氧化物NO_X排放量不断增加，酸雨污染已由硫酸型向硫酸硝酸复合型转变，城市大气环境形势依然严峻。随着我国经济的发展和环境标准的提升，烟气脱硝技术将在我国火电、生活垃圾焚烧和水泥行业得到广泛应用。目前主流的烟气脱硝技术主要有选择性催化还原（SCR）、选择性非催化还原法（SNCR）、低氮燃烧技术。其中SCR技术为效率最高、应用最多、最为成熟的脱硝技术。

SCR脱硝系统，通常使用液氨、氨水溶液或者尿素作为还原剂，其中尿素需要热解或水解生成气态氨。液态氨和氨水溶液在注入SCR系统烟气之前经由蒸发器蒸发汽化。氨和稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟道中与烟气均匀充分地混合，然后通过催化剂模组，在催化剂表面发生选择性催化还原反应，合成无害的氮气（N₂）和水蒸汽，从而达到去除烟气中的NO_X的目的。

催化剂在反应过程中不会消耗，其作用是使得NH₃与NO_X的化学反应能够在低温（300～400℃）下进行，使得SCR最大的脱硝率可以达80％，并且使NH₃的消耗量达到最优化。在反应过程中，NH3可以选择性地和NO_X反应生成N₂和H₂O，而不是被O₂所氧化，因此反应又被称为“选择性”。SCR脱硝工艺主要的化学反应方程式为：

                                                        

SNCR脱硝工艺，是在没有催化剂存在条件下，将NH₃、尿素等还原剂喷入锅炉炉内与NO_X进行选择性反应，不用催化剂，将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水的一种脱硝方法。因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为850～1100℃的区域，迅速热分解成NH₃，与烟气中的NOx反应生成N₂和H₂O。该技术以锅炉为反应器。SNCR脱硝工艺的基本化学反应式如下：

NH₃为还原剂的反应式为：    

尿素为还原剂的反应式为：   

从系统装置模块化的角度看，现有的SNCR脱硝系统一般包括制备储存模块、输送循环模块、计量稀释模块、分配模块、喷射模块、锅炉。SCR脱硝系统还包括SCR反应器。

现有的SNCR和SCR脱硝系统一般需利用热解装置将尿素或氨水热解为氨气作为还原剂，氨气经过喷射模块喷入锅炉或锅炉烟道内，容易存在氨气逃逸的隐患，而且普遍没有实现自动化和较为精确地控制最佳的还原剂喷射量，与实时脱硝反应所需量不对应，导致还原剂过量造成浪费，或过少而使得脱硝效果不是非常理想，通常大型锅炉的SNCR脱硝系统的脱硝效率在40%以下。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种新型SNCR和SCR混合脱硝系统，是对现有的SNCR和SCR脱硝系统进行改进并联合，形成SNCR和SCR这两个反应区，可实现全自动智能化操作，自动控制模块可根据锅炉负荷的实时变化，以及在线实时监控烟气中氮氧化物生成量等数据，准确计算脱硝还原剂的需求量，并将信息反馈到计量稀释模块，计量稀释模块迅速调节相应设备，以准确提供相应量的还原剂提供至分配喷射模块，进行炉内喷射，还原剂与烟气混合进入SCR反应器进行脱硝反应。

本发明的技术方案为：

一种新型SNCR和SCR混合脱硝系统，包括制备储存模块、输送循环模块、计量稀释模块、NO_X在线监测模块、自动控制模块、分配模块、喷射模块、锅炉、SCR反应器。

制备储存模块、输送循环模块、计量稀释模块通过管道依次循环连接，计量稀释模块、分配模块、喷射模块通过管道依次连接，自动控制模块通过电路接入来自锅炉的温度、压力等信号，通过电路获取来自NO_X在线监测模块的信号，并通过电路输出控制信号到计量稀释模块，SCR反应器的入口连接在锅炉的烟道出口。