专利名称：一种提高选择性非催化还原脱硝效率的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高选择性非催化还原脱硝效率的方法，属于氮氧化物控制领域。
背景技术：
氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一，火电厂是氮氧化物污染的最主要来源之一，火电厂排放的NOx中绝大部分是N0，其毒性不大，但是NO在大气中可以氧化生成NO2, 其毒性是NO的4飞倍，当NO2含量达到150 X 10 —6时，对人体器官产生强烈的刺激作用。此外，NOx还导致光化学烟雾和酸雨的形成。在特定的地理位置，当遇逆温或不利扩散的气象条件时，光化学烟雾便会集聚不散，使区域空气质量退化，大气能见度降低，太阳辐射减少， 对生态系统造成损害，并会产生头痛、呼吸道疾病恶化，严重的会造成死亡。由于大气的氧化性，NOx在大气中可形成硝酸(HNO3)和硝酸盐细颗粒物，同硫酸^2SO4)和硫酸盐颗粒物一起，从而加速了区域性酸雨的恶化。国外对氮氧化物进行严格控制已经有近20年的历史。我国长期以来对火电厂产生的大气污染物的控制主要集中在烟尘和二氧化硫上，对氮氧化物排放的治理尚处于起步阶段，对氮氧化物的总量控制也刚列入工作日程。随着氮氧化物排放污染的日趋严重，国家将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度，环境保护部颁布实施的《火电厂氮氧化物防治技术政策》，引起了相关企业的高度关注。选择性非催化还原法(SNCR)由于其投资少、建设周期短，适合于旧厂改造以及对于脱硝率要求不高的新厂。为了提高脱硝效率，减少催化剂用量以及降低催化剂中毒现象的发生，有时还将SNCR与选择性催化还原法(SCR)联合使用。SNCR的缺点在于脱硝效率不高，一般维持在15飞6%之间，且还原剂使用量大，一般为SCR系统的3、倍。目前有关提高SNCR效率的专利有，中国专禾Ij ZL200810102373. 4 “一种促进选择性非催化还原氮氧化物的方法”，CN201010123551. 9 “一种高效氨法脱硝工艺及其装置”等。可以检索到的专利技术主要集中在SNCR系统装置的开发以及优化上面，对于提高还原剂利用率以及NO转化率的专利很少。
发明内容
本发明的目的是为了解决SNCR系统脱硝效率低、NOx容易氧化以及还原剂利用率低的问题。—种提高选择性非催化还原脱硝效率的方法，其特征在于，该方法是在炉膛或者紧靠炉膛出口的烟道中喷入液氨、尿素、碳酸氢铵或者碳酸铵的同时喷入一定量的钠沸石粉；其中，钠沸石粉的加入量为液氨、尿素、碳酸氢铵或碳酸铵质量百分比的0. 0Γ0. 5% ；喷入钠沸石粉的反应区温度为80(T110(TC。在SNCR系统中喷入还原剂液氨、尿素、碳酸氢铵或碳酸铵的同时喷入一定量的钠沸石粉，可以有效提高还原剂的利用效率，减少NOx氧化产物生成从而提高系统脱硝效率。钠沸石粉的加入还可以拓宽SNCR系统还原剂喷入的最佳温度范围，使温度范围的下限降低了 100°C。本发明是利用钠沸石粉中的微量元素镍、钛、钒、钼、硒等对SNCR系统反应的催化效果来提高还原剂的利用率，进而提高系统脱硝效率。在温度区间80(Tii0(rc的区域喷入还原剂时，由于还原剂与烟气接触时间短且接触不是很均勻，导致一部分还原剂无法参加反应。本发明在喷入还原剂的同时喷入钠沸石粉，钠沸石粉的加入不仅可以使烟气与还原剂的接触更加均勻，使反应进行的更加彻底，而且钠沸石粉中还含有大量的微量元素镍、 钛、钒、钼、硒等，这些微量元素可以提高还原剂与烟气中氮氧化物的反应速度以及氮氧化物的转化率。在SNCR系统中添加钠沸石粉还会使系统温度降低，但是钠沸石粉的加入完全可以补偿由于温度降低而引起的反应效率下降的问题。加入钠沸石粉后SNCR系统的最佳反应温度由传统的90(Tl IOO0C，扩展为80(Tl IOO0C。再者，钠沸石粉中的钠元素可以减少OH和H活性根，促进还原剂还原NOx的反应， Na能随燃烧环境中活性根浓度的高低而发挥抑制和促进作用，通过调节活性根浓度来抑制还原剂及氮氧化物的氧化生成反应，或启动还原剂还原NOx的反应。本发明方法，其优点在于将少量钠沸石粉加入到SNCR系统中，有效利用钠沸石粉中的钠元素以及其他微量元素，提高SNCR系统还原剂的利用率，抑制还原剂氮氧化物的氧化反应，增加脱硝效率，减少系统还原剂泄露，缩减了 SNCR系统还原剂的消耗，降低了 SNCR 系统应用局限，为SNCR系统能在更多工况条件下应用提供了基础。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明，其目的在于更好的理解本发明的内容， 但本发明的实施方式不限于此。实施例1
在1000°c的燃煤炉膛出口管道中直接喷入碳酸氢铵溶液，其中碳酸氢铵的浓度为 150，000mg/L，碳酸氢铵溶液喷速为23，333L/h，SNCR系统烟气平均流量为1，500, OOOmVh 入口处氮氧化物浓度为600mg/m3，出口处氮氧化物浓度为300mg/m3，碳酸氢铵与NO的摩尔比为1. 4:1，脱硝率为50%。试验连续进行了 M小时，期间SNCR系统运行稳定，脱硝率一直维持在50%左右。 实施例2
在1000°C的燃煤炉膛出口管道中喷入碳酸氢铵及钠沸石粉的混合溶液，其中碳酸氢铵的浓度为150，000mg/L，钠沸石粉用量为350g/h，混合溶液喷速为23，333L/h，SNCR入口处氮氧化物浓度为600mg/m3，出口处氮氧化物浓度为150mg/m3，碳酸氢铵与NO的摩尔比为 1. 4:1，脱硝率为75%。试验连续进行了 M小时，期间SNCR系统运行稳定，脱硝率一直维持在75%左右。 实施例3
在1000°C的燃煤炉膛出口管道中喷入碳酸氢铵及钠沸石粉的混合溶液，其中碳酸氢铵的浓度为105，000 mg/L，钠沸石粉用量为244g/h，混合溶液喷速为23，333L/h，SNCR入口处氮氧化物浓度为600mg/m3，出口处氮氧化物浓度为148. ang/m3，碳酸氢铵与NO的摩尔比为 1:1，脱硝率为75. 3%。可见增加钠沸石粉的投加量，系统脱硝效率有小幅的上升，试验连续进行了 M小时，期间SNCR系统运行稳定，脱硝率一直维持在75%左右。
实施例4
在1000°C的燃煤炉膛出口管道中喷入碳酸氢铵及钠沸石粉的混合溶液，其中碳酸氢铵的浓度为105,000 mg/L，钠沸石粉用量为1220g/h，混合溶液喷速为23，333L/h，SNCR入口处氮氧化物浓度为600mg/m3，出口处氮氧化物浓度为112. ang/m3，碳酸氢铵与NO的摩尔比为1 1，脱硝率为81. 3%。可见增加钠沸石粉的投加量，系统脱硝效率有小幅的上升，试验连续进行了 M小时，期间SNCR系统运行稳定，脱硝率一直维持在80%左右。 实施例5
在1000°C的燃煤炉膛出口管道中喷入碳酸氢铵及钠沸石粉的混合溶液，其中碳酸氢铵的浓度为105,000 mg/L，钠沸石粉用量为M40g/h，混合溶液喷速为23，333L/h，SNCR入口处氮氧化物浓度为600mg/m3，出口处氮氧化物浓度为118. ang/m3，碳酸氢铵与NO的摩尔比为1:1，脱硝率为80. 3%。可见增加钠沸石粉的投加量，系统脱硝效率有小幅的上升，试验连续进行了 M小时，期间SNCR系统运行稳定，脱硝率一直维持在80%左右。实施例6
在1000°c的燃煤炉膛出口管道中喷入碳酸氢铵及钠沸石粉的混合溶液，其中碳酸氢铵的浓度为105，000 mg/L，钠沸石粉用量为12200g/h，混合溶液喷速为23，333L/h，SNCR入口处氮氧化物浓度为600mg/m3，出口处氮氧化物浓度为108mg/m3，碳酸氢铵与NO的摩尔比为 1:1，脱硝率为82%。可见增加钠沸石粉的投加量，系统脱硝效率有小幅的上升，试验连续进行了 M小时，期间SNCR系统运行稳定，脱硝率一直维持在80%左右。实施例7
在1000°c的燃煤炉膛出口管道中喷入液氨，其中液氨的浓度为32，278. 9mg/L，溶液喷速为23，333L/h，SNCR入口处氮氧化物浓度为600mg/m3，出口处氮氧化物浓度为360mg/m3， 液氨与NO的摩尔比为1. 4:1，脱硝率为40%。试验连续进行了 M小时，期间SNCR系统运行
稳定，脱硝率一直维持在40%左右。 实施例8
在1000°C的燃煤炉膛出口管道中喷入液氨及钠沸石粉的混合溶液，其中液氨的浓度为 32，278. 9mg/L，钠沸石粉用量为75g/h，混合溶液喷速为23，333L/h，SNCR入口处氮氧化物浓度为600mg/m3，出口处氮氧化物浓度为270mg/m3，液氨与NO的摩尔比为1. 4:1，脱硝率为 55%。可见增加钠沸石粉的投加量，系统脱硝效率没有明显增加，试验连续进行了 M小时， 期间SNCR系统运行稳定，脱硝率一直维持在55%左右。
由实施例广8可知，添加钠沸石粉后SNCR系统脱硝率在相同还原剂用量的条件下明显提高，并且随着钠沸石粉用量的增多脱硝效率经过小幅上升后趋于稳定。从实施例中还可以看出，喷加碳酸氢铵的效果明显优于液氨。
权利要求
1. 一种提高选择性非催化还原脱硝效率的方法，其特征在于，该方法是在炉膛或者紧靠炉膛出口的烟道中喷入液氨、尿素、碳酸氢铵或者碳酸铵的同时喷入一定量的钠沸石粉; 其中，钠沸石粉的加入量为液氨、尿素、碳酸氢铵或碳酸铵质量百分比的0. 0Γ0. 5% ；喷入钠沸石粉的反应区温度为80(T110(TC。
全文摘要
本发明涉及一种提高选择性非催化还原脱硝效率的方法，属于氮氧化物控制领域。本发明方法是在SNCR系统中喷入还原剂液氨、尿素、碳酸氢铵或碳酸铵的同时喷入钠沸石粉，钠沸石粉中的钠元素以及其他微量元素如镍、钛、钒、钼、硒等提高了SNCR系统还原剂的利用率，增加了脱硝效率，拓宽了系统反应最适温度范围，抑制了还原剂及氮氧化物的氧化反应，减少了系统还原剂泄露，缩减了SNCR系统还原剂的消耗，为SNCR系统能在更多工况条件下应用提供了基础。
文档编号B01D53/56GK102247754SQ20111021035
公开日2011年11月23日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者余豁然, 宋存义, 常冠钦, 张志鸿, 张秋林, 梁宝瑞, 汪莉, 童震松, 赵荣志, 邢奕, 郭坤, 金科学, 钱大益 申请人:北京科技大学