[发明专利]一种SNCR脱硝方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于窑尾烟气脱硝技术领域，具体涉及一种SNCR脱硝方法及其装置。

背景技术

为防止锅炉煤烧产生过多的氮氧化物NOX污染环境，应对窑尾烟气进行脱硝处理。目前国内外窑尾烟气脱硝主要以选择性非催化还原法(SNCR)和选择性催化还原法(SCR)为主。SNCR是一种无催化剂作用下，在适合脱硝反应的温度窗口(850-1100℃)内喷入还原剂将烟气中氮氧化物还原为氮气和水的方法，该方法常用还原剂有氨水、尿素和氢氨酸等，所述还原剂通过高压蒸汽或压缩空气直接喷入反应区内，高温条件下还原剂会迅速热分解成NH3，然后选择性地与烟气中氮氧化物反应，整个过程中一般不与氧发生反应，且不使用催化剂，故称为选择性非催化还原。

SNCR脱硝效率跟还原剂喷射反应区内的温度、反应时间、氮氨比以及喷枪嘴的雾化特性、喷枪的结构设计、锅炉结构尺寸等息息相关，尤其是温度的控制至关重要，反应区内温度过低和过高都不利于脱硝反应的进行。目前一般的SNCR脱硝效率仅为30-50％，为提高脱硝效率，降低脱硝成本，许多发明人对脱硝设备及其脱硝方法进行了改进，具体如下：

1.中国专利(CN203281218U)公开了一种水泥窑炉SNCR脱硝温度控制装置，该装置主要通过在每一把喷枪开孔处对应安装有一个温度检测探头，而所有温度检测探头和喷枪均与中央控制柜相连，其中所述喷枪的结构包括压缩空气管、还原剂管道、流量控制电磁阀和喷嘴，该装置可通过温度检测探头将温度信息传入中央控制柜，再通过流量控制电磁阀来控制喷枪的启闭状态，实现适时监控SNCR脱硝温度。该装置实际运作时，当温度检测探头检测温度高于1100℃或低于850℃时，中央控制柜可自动调节流量控制电磁阀，对氨水喷入量进行控制。

2.中国专利(CN103349898A)公开了一种SNCR脱硝装置及利用该装置进行脱硝的方法，所述装置包括脱硝反应器、燃料喷射控制装置、温度控制装置、还原剂喷射装置、脱硝反应器出口烟道、脱硝反应器进口烟道及燃料系统控制器，所述燃料喷射控制装置通过所述燃料系统控制器与所述温度控制装置相连。该装置可通过控制燃料的喷射量来调节脱硝反应器内的温度，最终使温度保持在稳定的区域(800-1100℃)，从而保证还原剂不被氧化又可获得较高的脱硝效率。

3.中国专利(CN101890279A)公开了一种高效氨法脱硝工艺及其装置，该装置增设了一个包括顺序设置雾化段、加温段和增压段的氨气增温增压混合器，其中所述加温段通过设置热交换器、热混合器、电加热器或外置增温装置实现对还原剂增温；该工艺通过氨气增温增压混合器在常温下预先雾化氨水溶液或尿素溶液，然后高温气化并增压后喷入烟气产生源的脱硝反应区内，使高温氨气混合均匀稳定后才通入烟气产生源反应区，有效提升了脱硝效果，并扩大了原SNCR的有效反应温度至800-1100℃。

上述专利技术1和2主要通过调节还原剂或燃料烟气的喷入量来建立一个稳定的高温反应区，使脱硝反应在温度窗口能够充分进行；而专利技术3主要针对“常温还原剂通入反应区内会直接与高温烟气进行热交换，进而造成反应区内骤然冷却，并使得反应区内各区域的温度不均匀，从而影响脱硝效率”这一问题，提供的一种高效氨法脱硝工艺及其装置。

经文献检索，还有一些发明人通过对还原剂喷枪嘴的结构形状进行改进从而提高还原剂雾化效果，进一步提高脱硝效率，如中国专利(CN101371969A)公开的一种用于SNCR法脱硝的还原剂喷嘴，该喷嘴的喷出口形状为橄榄形，运用液膜破碎法的工作机理，能够有效地控制还原剂的雾化颗粒的粒度和雾化液滴蒸发时间，促使还原剂与烟气的中氮氧化物混合均匀，提高烟气脱硝的效率。然而，未发现有通过温度控制还原剂的雾化效果这一技术手段来提高脱硝效率的任何文献报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种SNCR脱硝方法，同时对应所述方法设计了一种脱硝装置。该装置通过增设一种还原剂温度控制系统，使需要雾化的还原剂溶液能够在理想的雾化温度下实现雾化，提高雾化的效果，降低雾化颗粒的粒径，增加与烟气中的氮氧化物的接触面积，使还原剂与氮氧化物的反应充分，减少还原剂的逃逸量，提高脱硝效率。

本发明所述的SNCR脱硝方法，包括以下顺序步骤：首先在常温下输送还原剂到还原剂输送管，然后通过还原剂温度控制系统对还原剂进行加热达到并控制所需雾化温度，最后通过增压装置增压使还原剂雾化后喷入脱硝反应器内进行脱硝反应。