一种添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉sncr脱硝系统的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种垃圾焚烧炉SNCR脱硝方法，尤其涉及一种添加阴离子表面活性 剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统的方法。
【背景技术】
[0002] 城市生活垃圾焚烧处置会产生氮氧化物等污染物，如若未经过烟气净化装置而直 接排放到环境中，将对生态系统造成恶劣的影响。现有在运行的垃圾焚烧电站大多安装了 选择性非催化还原法（SNCR)脱硝系统以处理烟气中NO x，但由于实际运行中负荷多变、烟气 成分复杂、最佳反应温度窗口波动等原因导致SNCR实际脱硝效率偏离设计值，运行效率偏 低。
[0003] 为了解决SNCR实际运行效率偏低，最佳反应温度区间窄的问题，有提出在SNCR脱 硝还原剂（尿素或氨水）中加入添加剂，使得还原剂在较宽的温度区间保持较高的脱硝效 率，从而保证还原剂能与NO x保持较长的反应时间，保证排放烟气中的NO 度满足环保要 求。
[0004] 此类的添加剂主要分为三大类：气体类、醇酯类和金属盐类。气体类包括CH4、H 2、 CO及其混合气体；醇酯类包括乙醇、丙三醇、乙酸甲酯及其混合类；金属盐类包括氢氧化 钠、氯化钠、醋酸钙镁盐、偏钒酸铵、钼酸铵及其以各种氧化物的混合体。但这些添加剂在 实际运用中存在不同的缺陷，气体类储存使用具有一定的危险性，安全性有待提高；醇酯类 单独使用效果并不明显，性价比不高；金属盐类的效果明显，但部分添加剂使用对锅炉水冷 壁，炉膛等会带来不同程度的腐蚀（如NaCl)。虽然有提出将几种添加剂混合制成复合增 效剂，如专利号CN 103816799A公布了一种复合添加剂，由醋酸钙镁盐、氧化铁、氧化钛、二 氧化锰和氧化铈混合制成；专利号CN103768939A公布了一种脱硝增效剂，由偏钒酸铵、三 氧化钨、三氧化钼、钼酸铵和氢氧化铜制成。但这些复合添加剂原料多种，增加了技术工艺 的难度，不利于其在垃圾焚烧电站推广使用。国内垃圾焚烧产业迅猛发展，环保要求日益严 格，寻找一种高效的SNCR脱硝添加剂，优化SNCR脱硝工艺便具有较强的现实意义。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述存的问题，针对现有技术的不足，本发明能过研宄建立了一种添加 阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR (选择性非催化还原法）脱硝系统的方法，在氨水 稀释过程中，加入一定量的阴离子表面活性剂，能够大幅度提高SNCR脱硝效率；优化后的 方法拓宽了氨水最佳反应温度区间（680~1150°C)，而传统方法为810~1030°C，进一步促进 了 SNCR的脱硝效率，提高了系统的整体效率；发明方法工艺简单，操作方便。
[0006] 本发明的目的在于提供一种添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝系 统的方法。
[0007] 本发明所采取的技术方案是： 一种添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统的方法，该方法为：在现有 的垃圾焚烧炉SNCR脱硝过程中，在氨水稀释时，往氨水中加入阴离子表面活性剂，其他操 作均与现有的SNCR脱硝操作相同。
[0008] 进一步的，上述阴离子表面活性剂的用量为使其终浓度为0. 5~2wt%。
[0009] 进一步的，上述阴离子表面活性剂选自月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠、直链烷基苯磺 酸钠、聚二硫二丙烷磺酸钠中至少一种。
[0010] 一种添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统的方法，包括以下步 骤： 1) 将来自氨输送模块的氨水和软水输送模块的软水在稀释模块进行混匀、稀释； 2) 同时，所需剂量的阴离子表面活性剂在计算模块控制下被输送到步骤1)所述的稀释 模块中，使氨水在稀释过程中加入阴离子表面活性剂；混匀后获得氨水混合溶液； 3) 上述氨水混合溶液在氨喷射模块控制下，通过压缩空气将其送至炉膛与烟气进行脱 硝反应。
[0011] 进一步的，步骤2)中所述氨水混合溶液的温度为20~30°C。
[0012] 进一步的，上述氨水混合溶液中氨水质量分数为15~30wt%。
[0013] 进一步的，上述氨水混合溶液中阴离子表面活性剂优的质量分数为0. 5~20wt%。
[0014] 进一步的，上述阴离子表面活性剂选自月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠、直链烷基苯磺 酸钠、聚二硫二丙烷磺酸钠中至少一种。
[0015] 进一步的，步骤3)中所述压缩空气时的温度为10~35°C。
[0016] 进一步的，步骤3)中所述烟气的温度为700~1100°C。
[0017] 本发明的有益效果是： 1)在本发明中，垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统的效率得到有效的提高。在SNCR还原剂氨 水稀释时加入一定量价格低廉的阴离子表面活性剂，配置工艺简单，克服了现有SNCR脱硝 技术效率低或还原剂增效剂配置复杂昂贵的缺点，有效提高了 SNCR氨水脱硝的效率、拓宽 最佳反应温度区间（680~1150°C)，提高了系统的整体效率；同时不对焚烧炉的稳定燃烧带 来负面影响。
[0018] 2)在本发明中，阴离子表面活性剂与氨水溶液喷射至炉膛后，在高温下分解生 成-OH等活性自由基，有效保障氨水雾化水滴与烟气中NO x的反应效率和时间，提高整体 SNCR系统脱硝效率和拓宽最佳反应温度区间，同时不对焚烧炉的稳定燃烧带来负面影响。 相比现有传统的SNCR脱硝复合添加剂，本发明方法工艺简单，添加剂单一，价格低廉，是一 种能有效提高垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统效率，应用前景较广。
[0019] 3)本发明巧妙利用阴离子表面活性剂含有有机官能团与金属化合物，同时具有醇 酯类与金属盐类等目前使用的SCNR添加剂的作用效果，因此选择阴离子表面活性剂比这 些添加剂都有较大的优势。本发明采用的阴离子表面活性添加剂有月桂基聚氧乙烯醚硫酸 钠 CH3 (CH2) 1QCH2 (OCH2CH2) 30S03Na，以下简称 SLES ;直链烷基苯磺酸钠 CH3 (CH2) nC6H4S03H，简 称LAS ;聚二硫二丙烷磺酸钠 CH3 (CH2)ltlCH2OSO3Na,简称SPS。这些阴离子表面活性剂产量 大，价格低廉，添加至SNCR还原剂中无需前期的配置工艺，仅需要在还原剂稀释时添加便 可，工艺简单，因此应用前景广阔。
[0020] 4)本发明首次提出一种添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统的 方法；将阴离子表面活性剂添加至SNCR还原剂中以优化脱硝效果的研宄止前未见相关报 道。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合具体实施例对本发明作进一步地具体详细描述，但本发明的实施方式不 限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
[0022] 实施例1:添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统的方法 1) 将来自氨输送模块的氨水和软水输送模块的软水在稀释模块进行混匀、稀释； 2) 同时，所需剂量的月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠（SLES)在计算模块控制下被输送到步 骤1)所述的稀释模块中，使氨水在稀释过程中加入的阴离子表面活性剂；混匀后获得氨水 混合溶液，温度为28°C，该混合溶液中氨水的质量分数为18wt%，SLES的质量分数为0. 5 wt % ； 3) 上述氨水混合溶液在氨喷射模块控制下，通过压缩空气(温度为21 °C )将其送至炉膛 与烟气进行脱硝反应；分别设置6组实验，使垃圾分别在不同温度下焚烧，使生成的烟气温 度分别为600°〇、700°〇、800°〇、900°〇、1000°〇和1100°〇。通过烟气分析仪分别检测每组脱 硝前后烟气中NO x的浓度(结果见表1)。
[0023] 对比实验： 对比实验，采用现有的SCNR脱硝方法，即不添加阴离子表面活性剂SLES，其他操作方 法、条件参数均与实施例1相同，同样也设置6组实验，使垃圾分别在不同温度下焚烧，使生 成的烟气温度分别为600°C、700°C、800°C、900°C、1000°C和1100°C。通过烟气分析仪分别 检测每组脱硝前后烟气中NO x的浓度(结果见表1)。
[0024] 表1不同SNCR脱硝方法对垃圾焚烧烟脱硝的效果检测
【主权项】
1. 一种添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统的方法，其特征在于：在 现有的垃圾焚烧炉SNCR脱硝过程中，在氨水稀释时，往氨水中加入阴离子表面活性剂，其 他操作均与现有的SNCR脱硝操作相同。
2. 根据权利要求1所述的一种添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统 的方法，其特征在于：所述阴离子表面活性剂的用量为使其终浓度为0. 5~2wt%。
3. 根据权利要求1或2所述的一种添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝 系统的方法，其特征在于：所述阴离子表面活性剂选自月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠、直链烷基 苯磺酸钠、聚二硫二丙烷磺酸钠中至少一种。
4. 一种添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统的方法，其特征在于：包 括以下步骤： 1) 将来自氨输送模块的氨水和软水输送模块的软水在稀释模块进行混匀、稀释； 2) 同时，所需剂量的阴离子表面活性剂在计算模块控制下被输送到步骤1)所述的稀释 模块中，使氨水在稀释过程中加入阴离子表面活性剂；混匀后获得氨水混合溶液； 3) 上述氨水混合溶液在氨喷射模块控制下，通过压缩空气将其送至炉膛与烟气进行脱 硝反应。
5. 根据权利要求4所述的一种添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统 的方法，其特征在于：步骤2)中所述氨水混合溶液的温度为20~30°C。
6. 根据权利要求4或5所述的一种添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝 系统的方法，其特征在于：所述氨水混合溶液中氨水质量分数为15~30wt%。
7. 根据权利要求4所述的一种添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统 的方法，其特征在于：所述氨水混合溶液中阴离子表面活性剂优的质量分数为0. 5~20wt%。
8. 根据权利要求4或7所述的一种添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝 系统的方法，其特征在于：所述阴离子表面活性剂选自月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠、直链烷基 苯磺酸钠、聚二硫二丙烷磺酸钠中至少一种。
9. 根据权利要求4所述的一种添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统 的方法，其特征在于：步骤3)中所述压缩空气时的温度为10~35°C。
10. 根据权利要求4所述的一种添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统 的方法，其特征在于：步骤3)中所述烟气的温度为700~1100°C。
【专利摘要】本发明公开了一种添加阴离子表面活性剂优化垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统的方法。该方法为在现有SNCR脱硝方法的基础上，在氨水稀释过程加入一定量的阴离子表面活性剂即可。阴离子表面活性剂与氨水溶液混合喷射至炉膛后，在高温下分解生成-OH等活性自由基，有效保障氨水雾化水滴与烟气中NOx的反应效率和时间，提高整体SNCR系统脱硝效率和拓宽最佳反应温度区间，同时不对焚烧炉的稳定燃烧带来负面影响。相比已有的SNCR脱硝复合添加剂，本发明方法工艺简单，添加剂单一，价格低廉，是一种能有效提高垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统效率，应用前景较广。
【IPC分类】B01D53-79, B01D53-56
【公开号】CN104645794
【申请号】CN201510015470
【发明人】李茂东, 杨波, 倪进飞, 马括, 薛峰, 王小聪, 张辉
【申请人】广州特种承压设备检测研究院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月13日