[发明专利]基于新型双反应器的氧化二氮抑制型SNCR脱硝系统及脱硝方法

说明书

本发明公开了一种基于新型双反应器的氧化二氮抑制型SNCR脱硝系统及脱硝方法，属于SNCR脱硝技术领域。该系统包括高温反应器、中温反应器、余热回收利用模块和基于闭环控制的控制模块；高温反应器采用尿素溶液作为还原剂，高温反应器入口处设有用于检测烟气流速的烟气流速传感器，与控制模块连接；中温反应器采用水合肼溶液作为还原剂，中温反应器入口处设有分别用于检测烟气中的一氧化氮浓度和烟气温度，余热回收利用模块用于吸收高温反应器出口排出的烟气中的热量并调节中温反应器入口处烟气温度，控制模块与烟气流速传感器、一氧化氮气体传感器、温度探头及余热回收利用模块连接。本发明能在尽可能抑制氧化二氮生成的同时有效脱除烟气中的一氧化氮。

技术领域

本发明涉及一种SNCR脱硝系统及脱硝方法，具体涉及一种基于新型双反应器的氧化二氮抑制型SNCR脱硝系统及脱硝方法，属于SNCR脱硝技术领域。

背景技术

电站锅炉、工业锅炉、焚烧炉、窑炉、燃气轮机等的烟气会向环境排放包括NO、N0₂、N₂0等氮氧化物(通常称为“NO_x”，因其对人体有害、引发酸雨、并且是光化学烟雾的重要产生原因，NO_x的排放受到越来越严格的限制，现有控制NO_x排放的技术主要有三种：1)分级燃烧，实施方式包括低NO_x燃烧器(LNB)和燃料再燃。但分级燃烧技术对NO_x的生成和排放控制效果有限，LNB一般只有30～50％的效率，再燃的效率约为50～60％，单采用分级燃烧难以达到NO_x的排放标准。2)选择性催化还原(SCR，将氨或尿素等脱硝剂喷入到200～450℃的烟气中，在催化剂的作用下，把NO_x还原成N₂和H₂0。虽然SCR系统能相对容易地实现80～90％的NO_x脱除率，但此方法存在的缺点是：需要设置催化剂反应塔，系统复杂，而且催化剂费用高、烟气中导致催化剂失效的因素较多，燃煤时催化剂的使用寿命仅约四年，而且失效的催化剂需要作为危险固废处理。3)选择性非催化还原法(SNCR，在高温段不需要催化剂的情况下，将脱硝剂(通常是氨和尿素)喷入从而把NO_x还原成N₂。但SNCR只有在一个很狭窄的温度范围内才能有效去除NO_x，温度更高的条件下，脱硝剂本身会被氧化成NO_x；而温度低于反应温度时，选择性还原反应速率很慢，未反应的脱硝剂也容易被氧化，且容易造成氨泄漏腐蚀设备。肼类物质作为含氮的强还原剂，不仅具有较宽的温度窗口，而且受热极易分解，经历高温后不会以原物质的形态泄漏，合理控制也能避免氨泄漏，不存在氨泄漏引发的设备腐蚀等问题，但与尿素相比水合肼价格很贵。

公开号为CN102671541A的中国发明专利公开了一种高、中温烟气SNCR脱硝剂及其使用方法，该方法以尿素和肼的混合物为还原剂，可以经济、高效地在高中温区同时脱除一氧化氮。但是，由于水合肼在反应过程中会放出大量的热，造成反应温度大幅升高，且水合肼脱除一氧化二氮温度窗口与脱除一氧化氮温度窗口相差较大，当采用该方法对含有一氧化氮和一氧化二氮的混合烟气进行处理时并不能对其中的一氧化二氮进行有效脱除，而且还会产生大量一氧化二氮。如何抑制采用水合肼作为还原剂的SNCR的高一氧化二氮排放，已成为当下水合肼SNCR的研究重点。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种基于新型双反应器的氧化二氮抑制型SNCR脱硝系统及脱硝方法，本发明通过应用新型双反应器，将以尿素作还原剂和水合肼作还原剂的SNCR进行耦合，并利用余热回收利用模块和基于闭环控制的控制模块对中温反应器的温度进行精确控制，可以在尽可能抑制氧化二氮生成的情况下有效脱除烟气中的一氧化氮，达到较高的一氧化氮脱除率；此外还能有效回收及利用反应器余热，提高总能源效率。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：