[发明专利]一种旋流雾化SCR脱硝方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及烟气脱硝，尤其涉及一种旋流雾化SCR脱硝方法及其装置。

背景技术

NO_x是大气污染物的主要来源，其大量排放会给环境造成巨大的危害。为了保护环境，需要对NO_x进行治理。国际上广泛使用的选择催化还原法(SCR)是一种从尾气上治理NO_x排放的有效方法。

目前采用的SCR方法是利用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。选择合适的催化剂是SCR技术的核心，催化剂结构一般有蜂窝式、平板式和波纹板式三种。其中，蜂窝式催化剂具有较大的几何比表面积，但防尘和抗堵塞性能较差，阻力损失较大。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，催化反应能力差。

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，提供一种旋流雾化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：

一种旋流雾化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板式催化剂层10；板式催化剂层10构成烟气通道；

沿板式催化剂层10的圆周面，自下而上分布有多层沿切圆方向喷射的多个旋流雾化喷嘴9；当烟气由脱硝塔本体的底部进入烟气通道内并与旋流雾化喷嘴9喷射的氨气相遇时，由于氨气沿切圆方向旋流喷出，使烟气与氨气相互卷吸混合，并沿着由烟气通道的内圆周方向以切圆的方式螺旋上升；各旋流雾化喷嘴9通过管路连接设置在脱硝塔外的氨供给系统。

所述烟气通道内设有两道蜂窝式催化剂7；第一道蜂窝式催化剂与烟气入口之间的区域为一级旋流催化反应区；第一道蜂窝式催化剂与第二道蜂窝式催化剂之间的区域为二级旋流催化反应区。

所述蜂窝式催化剂7的上方设置有多个吹灰器8，吹灰器8用于吹落附着在吹灰器8表面的积灰。

所述脱硝塔本体下部的烟气入口处设置有导流均流板11。

所述氨供给系统包括依次管路连接的液氨储罐6、用于对液氨进行蒸发的液氨蒸发器5、用于对氨气进行缓冲的氨气缓冲槽4、用于对氨和空气进行混合的氨/空气混合器3和用于对氨气进行稀释的稀释风机2；

所述氨/空气混合器3通过一带有电磁阀13的管路连接旋流雾化喷嘴9；所述脱硝塔本体的外部还设有一个氨逃逸反馈控制系统1，所述脱硝塔本体顶部的烟气出口设置有用于检测氨浓度的探头14；氨逃逸反馈控制系统1根据探头14检测到的氨的浓度数据，控制氨供给系统以及电磁阀13的开度，用于实时控制旋流雾化喷嘴9对氨的喷入量，使喷入烟气通道内的氨量与NO_x浓度相匹配。

所述脱硝塔本体底部设有积灰箱12，积灰箱12的中部具有供烟气通过的喇叭形通孔。

一种旋流板式SCR脱硝方法如下：