一种scr烟气脱硝设备及其脱硝方法
【专利摘要】本发明公开了一种SCR烟气脱硝设备，用于燃煤锅炉的省煤器释放出的原烟气的脱销和除尘，包括选择性催化还原器1、烟气混合模块3、空气预热器4、烟气除尘模块5和氨气制备模块2等组成。本发明既保证了SCR反应器操作温度，又减少了运行成本与维护费用，提高了劳动生产率和发电机组运行可靠性，NOx脱除效率＞80%，NO2、PM10日平均值均有大幅下降。
【专利说明】一种SCR烟气脱硝设备及其脱硝方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化学领域，特别涉及一种SCR烟气脱硝设备。
【背景技术】
[0002]在化石燃料燃烧过程中，NOx生成机理有燃料型NOx、热力型NOx、快速型NOx三种。NOx控制方法分为:一级控制措施，即通过改进燃烧方式减少NOx生成量；二级控制措施，即烟气脱硝治理。
[0003]烟气脱硝治理是在低氮燃烧技术基础上，进一步减排NOx的措施。国内外烟气脱硝工艺有50余种，分湿法和干法两类。湿法脱硝有酸吸收法、碱吸收法、氧化吸收法、络盐吸收法等，干法脱硝有SCR、SNCR、吸附法、等离子体活化法等。
[0004]现有技术的湿法烟气脱硝技术复杂、设备体积大、不易建造、运行成本高、易造成二次污染；干法烟气脱硝技术建设投资低、工艺设备简单、运行成本低、不易造成二次污染，应用广泛的是SCR、SNCR和SNCR — SCR联合技术。然而，SNCR需高温反应(900-1200°C )、反应剂/介质消耗量与氨逃逸量大、NOx脱除效率低、生成的亚硫酸铵[(NH4)2SO4]和硫酸铵(NH4HSO4)腐蚀堵塞设备。
[0005]SCR是当前技术最为成熟、世界各国应用最多的脱硝工艺技术。目前，国内外化工企业中大型硝酸生产线产生的硝酸尾气，在其尾气排放系统直接安装SCR反应器，实施脱硝污染治理，但对烟尘排放总量和区域环境空气质量影响很大。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的问题是针对:现有技术中尾气排放系统直接安装SCR反应器实施脱硝污染治理，对烟尘排放总量和区域环境空气质量影响很大。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种SCR烟气脱硝设备，用于燃煤锅炉的省煤器释放出的原烟气的脱销和除尘，包括:选择性催化还原器、烟气混合模块、空气预热器和烟气除尘模块，还包括氨气制备模块；其中，选择性催化还原器进气口和出气口，分别与燃煤锅炉的省煤器的原烟气出口、烟气除尘模块连通；氨气制备模块包括氨卸料器、氨存储器和氨制备器，氨气制备模块通过控制阀门和烟气混合模块连通；烟气混合模块设置在选择性催化还原器的进气口处；空气预热器设置在选择性催化还原器的出气口下部。
[0008]进一步的，控制阀门连接有控制气体流速的逻辑控制器。
[0009]进一步的，空气预热器前端设有风机。
[0010]进一步的，烟气除尘模块的后端设有引风机。
[0011]还提供一种SCR烟气脱硝设备的烟气脱硝方法，包括以下步骤:
[0012]步骤一，制备氨溶解液:将粉沫氨在氨卸料器均匀卸料；将粉沫氨输送至氨存储器中溶解，制成氨溶液；将溶解后的氨溶解液输送至氨制备器中进一步分解，制成分解的氨溶解液；[0013]步骤二，混合烟气:在逻辑控制器的控制下，将稀释的空气、步骤一分解后的氨溶解液和燃煤锅炉产生的烟气在烟气混合器中充分混合，制成混合烟气；
[0014]步骤三，催化还原混合烟气:将混合气体送至选择性催化还原器并在催化剂作用下且在一定反应温度下发生还原反应，制成反应后的烟气，其中反应温度为180-600°C ;
[0015]步骤四，加热烟气:将反应后的烟气经空气预热器加热，制成加热的烟气；
[0016]步骤五，除尘:将加热的烟气送至烟气除尘模块除尘，制成除尘的烟气；
[0017]步骤六，排出:将除尘的烟气送至引风机，排出。
[0018]进一步的，稀释空气风机11将空气稀释，制成备用稀释的空气。
[0019]与现有技术相比，本发明既保证了 SCR反应器操作温度，又减少了运行成本与维护费用，提高了劳动生产率和发电机组运行可靠性。NOjJA除效率>80%，N02、PM1(i日平均值均有大幅下降。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明的系统流程图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]1959年，美国Eegelhard公司发明SCR法，并将其作为主要电厂NOx控制技术；20世纪70年代日本实现SCR工业化，有23.1GW机组安装SCR设备；德国有55GW机组、美国有100GW机组SCR装置应用经验。目前，我国SCR脱硝机组已达55.15GW，几乎为引进技术。
[0023]国家《火电厂氮氧化物防治技术政策》(环发〔2010〕10号)要求，“对在役燃煤机组进行低氮燃烧技术改造后，其氮氧化物排放浓度仍不达标或不满足总量控制要求时，应配置烟气脱硝设施。新建、改建、扩建的燃煤机组，宜选用SCR技术”。
[0024]SCR法烟气脱硝工艺以尿素作为还原剂，即溶解后尿素溶液经热解与稀释空气混合，在反应器入口烟道喷入氨蒸汽，氨蒸汽与烟气充分混合，在催化剂作用下发生还原反应，生成氮气和水，脱出NOx。该工艺具有国内外大量燃煤锅炉运行业绩。
[0025]本发明采用SCR法烟气脱硝工艺，还原剂为尿素，催化剂为二氧化钛(TiO2)或五氧化二钒(V205)。首先，颗粒尿素在溶解区溶解后，液态尿素经循环泵至脱硝吸收区；其次，由尿素溶液计量分配模块将尿素均匀分配至热解炉分解液态的尿素，与稀释风机来的空气经氨/空气混合器混合；再次，混合气体入喷氨格栅和氨/烟气混合器，与锅炉尾部烟气充分混合；最后，混合烟气经整流后入SCR反应器，在SCR反应器内200-450°C时，NH3与NOx反应生成氮气(N2)和水(H2O),还原后N2放空。
[0026]如图1所示:
[0027]本发明的脱硝设备用于燃煤锅炉的省煤器释放出的原烟气的脱硝和除尘，该脱硝设备包括:选择性催化还原器1、烟气混合模块3、空气预热器4和烟气除尘器5和氨气制备系统2 ;选择性催化还原器I的进气口和出气口，分别与燃煤锅炉16的省煤器13的原烟气出口、烟气除尘器5管道连通；氨气制备系统2包括氨卸料器21、氨存储器22和氨制备器23，氨气制备系统2在控制阀门25的控制下和烟气混合模块3连通，控制阀门25还连接有控制气体流速的逻辑控制器24 ;烟气混合模块3设置在选择性催化还原器I的进气口处；空气预热器4设置在选择性催化还原器I的出气口下部；空气预热器4前端设有风机14;烟气除尘器5的后端设有引风机31。
[0028]本发明的选择性催化还原器I设在烟气除尘器5前端，排放的NOx、SO2、烟尘影响范围小，既保证了 SCR反应器操作温度，又减少了运行成本与维护费用，提高了劳动生产率。这些优势可以通过主要大气污染物I小时平均浓度、日均浓度、年均浓度前10个最大值预测结果进行说明，见表1至8。
[0029]表1NO2前10位I小时平均最大落地浓度单位mg/m3
【权利要求】
1.一种SCR烟气脱硝设备，用于燃煤锅炉(16)的省煤器(13)释放出的原烟气的脱销和除尘，包括:选择性催化还原器(I)、烟气混合模块(3)、空气预热器(4)和烟气除尘模块(5)，其特征在于，还包括氨气制备模块(2);其中，所述选择性催化还原器(I)进气口和出气口，分别与所述燃煤锅炉(16)的省煤器(13)的原烟气出口、烟气除尘模块(5)连通；所述氨气制备模块(2)包括氨卸料器(21)、氨存储器(22)和氨制备器(23)，所述氨气制备模块(2)通过控制阀门(25)和所述烟气混合模块(3)连通；所述烟气混合模块(3)设置在所述选择性催化还原器(I)的进气口处；所述空气预热器(4 )设置在所述选择性催化还原器(I)的出气口下部。
2.根据权利要求1所述的SCR烟气脱硝设备，其特征在于，所述控制阀门(25)连接有控制气体流速的逻辑控制器(24 )。
3.根据权利要求1所述的SCR烟气脱硝设备，其特征在于，所述空气预热器(4)前端设有风机(14)。
4.根据权利要求1所述的SCR烟气脱硝设备，其特征在于，所述烟气除尘模块(5)的后端设有引风机(31)。
5.一种利用权利要求1至4之一所述的SCR烟气脱硝设备的烟气脱硝方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一，制备氨溶解液:将粉沫氨在所述氨卸料器(21)均匀卸料；将所述粉沫氨输送至所述氨存储器(22)中溶解，制成氨溶液；将所述溶解后的氨溶解液输送至所述氨制备器(23)中进一步分解，制成分解的氨溶解液； 步骤二，混合烟气:在所述逻辑控制器(24)的控制下，将稀释的空气、步骤一所述分解后的氨溶解液和所述燃煤锅炉(16)产生的烟气在所述烟气混合器(3)中充分混合，制成混合烟气； 步骤三，催化还原混合烟气:将所述混合气体送至所述选择性催化还原器(I)并在催化剂作用下且在一定反应温度下发生还原反应，制成反应后的烟气，其中所述反应温度为180-600 0C ； 步骤四，加热烟气:将所述反应后的烟气经所述空气预热器(4)加热，制成加热的烟气; 步骤五，除尘:将所述加热的烟气送至所述烟气除尘模块(5)除尘，制成除尘的烟气； 步骤六，排出:将所述除尘的烟气送至所述引风机(31 )，排出。
6.根据权利要求5所述的一种SCR烟气脱硝设备的烟气脱硝方法，其特征在于，所述步骤二还包括以下步骤:所述稀释空气风机(11)将空气稀释，制成备用稀释的空气。
【文档编号】B01D53/56GK103768941SQ201410056783
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月19日 优先权日:2014年2月19日
【发明者】陈煜 , 赵晓燕, 陈金泉, 鲁叶茂, 邓亮, 李献仁, 陈家齐, 陈发志 申请人:大唐淮南洛河发电厂