中低温SCR脱硝用尿素热解及催化剂再生一体化工艺的制作方法

本发明涉及一种中低温scr脱硝用尿素热解及催化剂再生一体化工艺。

背景技术：

随着国家对环保要求的提高，现有钢铁厂尾气处理采用湿法脱硫+燃烧器+尿素热解（水解）+中低温scr脱硝的方式脱硝。其中尿素热解通常采用电加热或蒸汽加热的方式将鼓风机带来的热媒温度提升到650℃进入热解炉，通过尿素喷射系统将尿素溶液喷射到热解炉内，尿素溶液遇到高温气体后直接汽化并热解成氨气，生成氨气通过管路进入烟道内经喷氨格栅后与烟气混合，随烟气进中低温scr反应器内脱硝。经过湿法脱硫后，烟气温度普遍偏低，无法满足scr反应器对温度要求，故再通过补燃器提高烟气温度。其补燃器一般采用高炉煤气或焦炉气作为燃料，空气作为助燃剂，燃烧后的高温烟气与脱硫尾气混合升温保证系统对温度的要求。因为中低温（180-220℃）环境下会生成硫酸氢氨附着在催化剂表面，导致催化剂活性失效，催化剂需要再生方可使用，需要催化剂返厂再生，严重影响系统生产。这种原有的技术不仅存在工艺路线复杂、设备多、场地要求大、能耗大缺点，且催化剂再生过程复杂、系统需停机处理，对生产过程影响较大。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种中低温scr脱硝用尿素热解及催化剂再生一体化工艺，该工艺设备用量少，有效降低了能耗。

为了实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供的一种中低温scr脱硝用尿素热解及催化剂再生一体化工艺，所述scr脱硝采用脱硝反应器，所述脱硝反应器包括烟道，所述尿素热解在燃烧炉燃烧产生高温烟气中进行，包括如下步骤：

1）、利用鼓风机系统抽取烟道内部分的脱硫后的烟气作为氧化剂在补燃器系统内燃烧；

2）、将燃烧产生的高温烟气与尿素喷射系统喷射的尿素溶液混合；

3）、通过烟气混合系统与原有烟气混合后，作为脱硝还原剂进入scr反应器内进行脱硝。

作为本发明进一步的改进：所述鼓风机系统采用第一增压风机和第二增压风机将高炉煤气或焦炉气送入补燃气系统内燃烧。

作为本发明进一步的改进：所述第一增压风机和第二增压风机采用并联连接。

作为本发明进一步的改进：所述鼓风机系统通过第一管道与脱硫后烟道连通。

作为本发明进一步的改进：按体积百分比计，所述脱硫后烟道的烟气含氧量为16%以上。

作为本发明进一步的改进：通过补燃器系统将烟气温度短时间内提升到280℃以上，实现催化剂再生后，再调整补燃器系统运行参数。

作为本发明进一步的改进：所述尿素喷射系统包括喷枪、压缩空气管路、冲洗水管路、返回尿素溶液存储箱管路；所述尿素溶液采用喷枪喷入补燃气系统内在燃烧产生的高温烟气温度900℃左右内热解成氨气。

作为本发明进一步的改进：

所述补燃器系统上设置有燃烧喷嘴和尿素喷嘴；

所述鼓风机系统与补燃器系统通过燃烧喷嘴相连通；所述尿素喷射系统与补燃器系统通过尿素喷嘴相连，所述补燃器系统与烟道相连；所述烟气混合系统布置在烟道内部。

作为本发明进一步的改进：所述烟气混合系统为设置于烟道内的烟道混合器，所述烟道混合器为静态混合器。

本发明提供的一种中低温scr脱硝用尿素热解及催化剂再生一体化工艺，在补燃器系统中实现烟气升温和尿素热解，减少了传统工艺中热解炉、加热器、鼓风机、喷氨格栅等设备，有效简化了设备，减少能耗。将原有燃烧器和尿素热解炉进行有机结合。利用燃烧器的高温烟气热量用于热解尿素溶液。原有燃烧器利用空气做助燃剂，对于原系统会增加烟气量，加大设备容量。现利用原有的烟气作为助燃剂，取之于烟气还于烟气，不额外增加烟气流量，有助于节约能源。进一步降低烟气中氧含量，现在钢铁厂的污染物均要求按16%折算，采用该工艺可以进一步降低烟气中氧含量，更有利于污染物的控制。

附图说明

图1为本发明提供的一种中低温scr脱硝用尿素热解及催化剂再生一体化工艺原理结构图。

图2为本发明提供的一种中低温scr脱硝用尿素热解及催化剂再生一体化工艺的补燃气系统结构图。

图中：1-补燃器系统；2-尿素喷射系统；3-烟气混合系统；4-鼓风机系统；5-scr反应器；a、压缩空气；b、冲洗水；c、返回尿素溶液存储箱；d、尿素喷射系统；e、第一增压风机；f、第二增压风机；g、来之高炉煤气或焦炉气；h、喷枪。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明提供的一种中低温scr脱硝用尿素热解及催化剂再生一体化工艺做进一步更详细的说明：

实施例1

本实施例的中低温scr脱硝用尿素热解及催化剂再生一体化工艺，所述scr脱硝采用脱硝反应器，所述脱硝反应器包括烟道所述尿素热解在燃烧炉燃烧产生高温烟气中进行，请参看图1所示，包括如下步骤：

1）、利用鼓风机系统4抽取烟道内部分的脱硫后的烟气作为氧化剂在补燃器系统1内燃烧；

2）、将燃烧产生的高温烟气与尿素喷射系统2喷射的尿素溶液混合；

3）、通过烟气混合系统3与原有烟气混合后，作为脱硝还原剂进入scr反应器内进行脱硝。

所述鼓风机系统4采用第一增压风机e和第二增压风机f将高炉煤气或焦炉气g送入补燃气系统内燃烧。

所述第一增压风机e和第二增压风机f采用并联连接。

所述鼓风机系统4通过第一管道与脱硫后烟道连通。

按体积百分比计，所述脱硫后烟道的烟气含氧量为16%以上。

通过补燃器系统1将烟气温度短时间内提升到280℃以上，实现催化剂再生后，再调整补燃器系统1运行参数。

所述尿素喷射系统2包括喷枪h、压缩空气管路、冲洗水b管路、返回尿素溶液存储箱c管路，所述尿素溶液采用喷枪h喷入补燃气系统1内在燃烧产生的高温烟气温度900℃左右内热解成氨气。

所述补燃器系统1上设置有燃烧喷嘴和尿素喷嘴；

所述鼓风机系统4与补燃器系统1通过燃烧喷嘴相连通；所述尿素喷射系统2与补燃器系统1通过尿素喷嘴相连，所述补燃器系统1与烟道相连；所述烟气混合系统3布置在烟道内部。

所述烟气混合系统为设置于烟道内的烟道混合器，所述烟道混合器为静态混合器。静态混合器为本技术领域的常规设备。

图中：1-补燃器系统；2-尿素喷射系统；3-烟气混合系统；4-鼓风机系统；5-scr反应器；a、压缩空气；b、冲洗水；c、返回尿素溶液存储箱；d、尿素喷射系统；e、第一增压风机；f、第二增压风机；g、来之高炉煤气或焦炉气；h、喷枪。

原理:同时根据硫酸氢氨在280℃时会分解的特性，当催化剂活性降低到一定程度时，可利用补燃器将烟温短时间提升到280℃以上，硫酸氢氨遇到高温分解，实现催化剂再生，再生完成后再调整补燃器运行参数，正常运行。催化剂再生过程中，无需停机，脱硝系统也能正常运行，不会出现nox超标问题。催化剂再生时，只需要调整补燃器系统1运行参数，将最总烟温提升至280℃以上，运行一段时间，再生完成后再调整补燃器运行参数，正常运行。

操作过程：利用钢铁行业烟气含氧量较高（16%以上）的特点，利用鼓风机系统4抽取部分的脱硫后的烟气作为氧化剂来燃烧高炉煤气，在补燃器系统1内燃烧，燃烧产生的高温烟气与尿素喷射系统2喷射的尿素溶液混合后，尿素热解产生氨气，通过烟气混合系统3与原有烟气充分混合后，作为脱硝还原剂进入scr反应器5内脱硝。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。