[发明专利]一种双旋式SCR脱硝方法及其装置

说明书

本发明公开了一种双旋式SCR脱硝方法及其装置。沿脱硝塔本体的内设置了第一和第二旋流催化反应腔；烟气通入管道设在塔体上侧壁；沿烟气通入管道的内圆周面以及第一旋流催化反应腔顶部的内圆周面分别布置有多个旋流雾化喷嘴；当烟气进入烟气通入管道时，与旋流雾化喷嘴喷射的氨气相互卷吸混合，沿第一旋流催化反应腔的圆周自上而下以切圆的方式螺旋下沉，并在旋流器的作用下，又沿第二旋流催化反应腔的圆周自下而上以切圆的方式螺旋上升；本装置在保证高效脱硝的前提下，催化剂用量少，技术手段简便易行，与现有技术相比不仅脱硝塔结构简单、造价低廉，且脱硝效率高，能耗低，降低了氨的逃逸率，使脱硝成本大幅降低，显著提高了经济效益。

技术领域

本发明涉及烟气脱硝，尤其涉及一种双旋式SCR脱硝方法及其装置。

背景技术

NO_x是大气污染中影响较大污染物，能形成光化学烟雾、酸雨，破坏臭氧层，甚至导致严重的温室效应，对人体、环境和生态系统有极大危害。因此，对NO_x进行治理，完善脱硝技术对保护生态环境以及我国的可持续发展具有重要意义。

目前，传统的脱硝主要采用选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)。其中，被广泛采用的SCR技术是一种从尾气上治理NO_x排放的有效方法，其还原剂有尿素、氨水和纯氨，通常是利用NH₃作为还原剂在催化剂的作用下将NO_x还原为无害的N₂，从而脱除烟气中的NO_x。催化剂的合理选取和使用是SCR技术的核心。催化剂的结构主要有蜂窝式、平板式和波纹板式三种。其中，平板式或波纹板式催化剂比蜂窝式催化剂具有更好的防积尘和堵塞能力，但气固接触比表面积小，催化效果差。

研究表明，国内外的脱硝设备，由于受气固接触面积的影响，塔体内烟气的流场分布不均，烟气与还原剂、催化剂接触的时间有限，其催化还原反应效率低，并且广泛存在NH₃的逃逸、催化剂堵塞、催化剂失效等问题。不仅影响脱硝效率的提高，而且造成脱硝成本增高，出现二次污染等问题。研发高效的SCR方法及装置十分紧迫与必要。

通过对现有SCR系统研究可知，影响脱硝效率的因素包括反应温度、停留时间、还原剂与烟气的混合均匀度、还原剂与NO_x的化学当量比、催化剂性能等。根据SCR催化剂的反应动力学原理，在反应温度与催化剂性能一定的情况下，氨和NO_x的混合程度对SCR工艺的脱硝效率具有极大的影响。在传统的脱硝设备中，为了增加氨和NO_x的混合时间，采用了增大装置的横截面积，减少烟气流速，增加塔体高度或长度的方法。增大装置的横截面积不仅导致塔内流场呈现出层流态，减少了混合器的紊流度，降低了脱硝效率，而且增加了烟气中颗粒物的沉积，使催化剂表面大量积灰，影响催化剂的活性，增大了氨的逃逸；增加塔体高度或长度又大大增加催化剂用量，增加建设成本与运行成本。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种双旋式SCR脱硝方法及其装置。既可实现烟气高效脱硝，又解决了现有技术中常出现的易积灰、催化剂失效和氨逃逸的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种双旋式SCR脱硝装置，包括脱硝塔本体和沿脱硝塔本体的内圆周面设置的第一板式催化剂层8，在第一板式催化剂层8内设有第二板式催化剂层8-1；第一板式催化剂层8与第二板式催化剂层8-1之间的空腔为第一旋流催化反应腔8-2，第二板式催化剂层8-1内的空腔为第二旋流催化反应腔8-3；第二旋流催化反应腔8-3底端设有旋流器9；

所述第一旋流催化反应腔8-2的顶部密封，并在脱硝塔本体的上侧壁沿脱硝塔本体内圆周切向方向设置烟气通入管道11；沿烟气通入管道11的内圆周面以及第一旋流催化反应腔8-2顶部的内圆周面分别布置有多个旋流雾化喷嘴7；