一种SNCR脱硝系统及脱除SNCR脱硝工艺中逃逸氨的方法与流程

本发明涉及属于环境保护技术领域，尤其是涉及一种sncr脱硝系统及脱除sncr脱硝工艺中逃逸氨的方法。

背景技术：

针对中国存在大量水泥、垃圾焚烧、危险废弃物焚烧及中小型工业燃烧炉窑，目前我们主要采用氨选择性还原（选择性非催化还原sncr与选择性催化还原技术scr）对烟气中的氮氧化物进行脱除，化学反应式如下：

4nh3+4no+o2=4n2+6h2o；

其中sncr过程通常在900℃左右进行反应，由于没有催化剂的存在，反应速率较慢，nox转化率相对较低；而scr反应通常在催化剂存在下，在200-500℃条件下进行反应，进行选择性催化还原反应。通常为实现烟气中高的脱硝率会在烟气中加入过量的氨，不可避免会造成氨的逃逸。特别是对于sncr过程，由于反应活性差，通常氨氮比在1.2-2.0之间进行操作，所产生的氨逃逸量很大。过大的喷氨量不仅造成了脱硝成本的增加，而且氨逃逸产生了二次污染。

因此，针对烟气中逃逸的微量氨开发一种廉价可行的脱除技术和方法极具应用前景。而关于微量氨的脱除技术研究相对较少，如焦化煤气采用喷淋的方式对煤气中的氨进行脱除；生物过滤法对生物发酵废气中的氨进行脱除；磷肥行业尾气的酸喷淋脱氨等。cn101569834a提到了采用氨分解催化剂改进常规scr和sncr工艺，该装置主要包括nox还原系统和氨还原系统，通过前端过量的nh3加入，实现高的脱硝率，而下游辅助氨分解系统，将剩余的氨进行分解，而达到高的脱硝率且不增加相应的氨逃逸。cn106457142a公开了用于使烟道气脱氮氧化物的方法,其中将在用于烧结水泥熟料的旋转炉中产生的烟道气引导进入用于生料脱酸的煅烧区，向煅烧区中注入氨水溶液、氨或释放氨的物质，其用于通过选择性非催化还原方法使烟道气脱氮氧化物，和将烟道气流与在脱氮氧化物中产生的氨逃逸一起引导通过换热器和至少一个除尘装置，将烟道气流从换热器引导通过换热器废气管线、经过催化剂，其用于按照选择性催化还原方法在催化剂上用烟道气中所含的残余氮氧化物降解过量氨，其中催化剂安排在换热器废气管线中设置的反应器中，并且其量的大小仅相当于各自预先确定规模的氨降解所需。这些技术均基于低温条件下对气体中的氨进行脱除，且均需建立独立的系统，处理量小很难实现ppm含量微量氨的脱除，更没有对sncr过程的氨逃逸进行脱除。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种sncr脱硝系统及脱除sncr脱硝工艺中逃逸氨的方法，所述系统及方法将现有sncr工艺中未参与反应的氨进行二次催化转化工艺，不仅能消除烟气中氨的逃逸，而且还能够进一步降低烟气中no浓度，避免了对环境的二次污染，是对现有的sncr工艺非常重要的技术补充和完善，具有重要的应用价值。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种sncr脱硝系统，包括脱氨反应区、省煤器、空气预热器、脱硫塔和烟囱，氨转化催化剂供应装置，其特征在于，所述sncr脱硝系统还包括气力混合装置或气力输送装置；当包括气力混合装置时，气力混合装置与氨转化催化剂供应装置和脱氨反应区的出气烟道分别相连；当包括气力输送装置时，所述氨转化催化剂供应装置通过气力输送装置与锅炉省煤器出气烟道相连。

进一步地，所述sncr脱硝系统还包括除尘器。

进一步地，所述除尘器的进气口与气力混合装置的出气口相连，所述除尘器的出尘口与氨转化催化剂供应装置的进料口相连。

进一步地，所述气力输送装置设置于锅炉省煤器和除尘器之间，所述除尘器的进气口与脱硝反应器的出气烟道相连，所述除尘器的出尘口与氨转化催化剂供应装置的进料口相连。

本发明还提供了一种脱除sncr脱硝工艺中逃逸氨的方法，包括将经过sncr脱硝产生的烟气在300-700℃与氨转化催化剂通过气力混合，氨发生催化氧化反应，得到脱除氨的烟气。

进一步地，所述氨转化催化剂包括钴氧化物、铁氧化物、镍氧化物和锰氧化物中的任意一种或多种的组合，所述载体选自钛氧化物、硅氧化物和铝氧化物中的任意一种或多种的组合。

进一步地，所述氨转化催化剂为铁铝氧化物催化剂、铁钛铝氧化物催化剂、铁钛硅铝氧化物催化剂和含有所述活性组分和载体的无机固废经过处理得到的催化剂中的任意一种或多种的组合。

进一步地，所述无极固废选自赤泥、高炉渣、各种尾矿和废弃催化剂中的任意一种或多种的组合；所述含有所述活性组分和载体的无机固废经过处理得到的催化剂选自由赤泥制备的铁基脱硝催化剂、废弃的钒钨钛脱硝催化剂和含钛高炉渣制备的催化剂中的任意一种或多种的组合。

进一步地，所述氨转化催化剂为粉末状或颗粒状。

进一步地，所述氨转化催化剂为粉末状时，其粒径为1-100μm，当氨转化催化剂为为颗粒状时，其粒径为1-3mm；所述氨转化催化剂的加入量为0.01-10kg每标方烟气。

进一步地，所述烟气与氨转化催化剂通过气力输送装置气力混合；使用气力输送装置将氨转化催化剂喷入脱硝反应器的出气烟道中；所述气力输送装置选自空气压缩机；所述氨转化催化剂与脱硝反应器的产生的烟气的接触时间大于0.01s。

进一步地，所述烟气与氨转化催化剂通过气力混合装置气力混合；将脱硝反应器产生的烟气通入放置有氨转化催化剂的气力混合装置中；所述气力混合装置选自沸腾床；所述氨转化催化剂与脱硝反应器的产生的烟气的接触时间大于0.01s。

进一步地，收集所述脱除氨的烟气中的氨转化催化剂循环使用；所述氨转化催化剂循环使用3-10次；所述氨转化催化剂由质量比为1:10-1:20的新鲜氨转化催化剂和收集的氨转化催化剂组成。

进一步地，将粒径为1-100μm的氨转化催化剂粉末采用气力输送装置喷入sncr脱硝系统的脱硝反应器的出气烟道中，与烟气在300-700℃混合；或将sncr脱硝系统的脱硝反应器产生的烟气通入放置有粒径为1-100μm的氨转化催化剂、温度为300-700℃的气力混合装置中；氨转化催化剂与烟气混合后，氨发生催化氧化反应，得到脱除氨的烟气，氨转化催化剂的加入量为0.001-1kg/nm³烟气，停留时间大于0.01s；收集脱除氨的烟气中的氨转化催化剂，并将其与新鲜的氨转化催化剂按照质量比为10-20:1混合作为氨转化催化剂。

本发明带来的有益效果是：

1.本发明提供的sncr脱硝系统结构简单，不改变现有sncr脱硝系统的结构，设备投资低；

2.本发明提供的脱除sncr脱硝工艺中逃逸氨的方法氨转化催化剂与烟气混合效果好，脱除逃逸氨的效果明显，经过处理的烟气中氨的逃逸量小于3ppm，解决了现有sncr脱硝系统存在氨逃逸的问题，避免对环境的二次污染；

3.本发明提供的脱除sncr脱硝工艺中逃逸氨的方法还能够对烟气中，特别是垃圾焚烧中存在的重金属进行吸附，降解二噁英；

4.本发明提供的脱除sncr脱硝工艺中逃逸氨的方法使用的氨转化催化剂比表面积大，可循环使用，成本低；

5.本发明提供的sncr脱硝系统及脱除sncr脱硝工艺中逃逸氨的方法是对现有的sncr工艺非常重要的技术补充和完善，具有重要的应用价值。

附图说明

图1是sncr脱硝系统的结构示意简图；

图2是选用气力混合装置时sncr脱硝系统的结构示意简图；

图3是选用气力输送装置时sncr脱硝系统的结构示意简图；

其中，1-脱硝反应器，2-省煤器，3-空气预热器，4-脱硫塔，5-烟囱，6-除尘器，7-催化剂供给装置，8-气力混合装置，9-气力输送装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

下面结合附图1-3对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1

一种sncr脱硝系统，如图1所示，包括脱硝反应区1、省煤器2、空气预热器3、除尘器6、脱硫塔4和烟囱5，脱硝反应器，省煤器2、空气预热器3、除尘器6、脱硫塔4和烟囱5之间的连接方式为本领域技术人员公知的内容，在此不作赘述。

所述sncr脱硝系统还包括气力输送装置9以及氨转化催化剂供应装置7。

所述氨转化催化剂供应装置7通过气力输送装置9与脱硝反应器的出气烟道相连，并且所述气力输送装置9设置在省煤器2和脱硝反应器之间。

所述除尘器6的出尘口与氨转化催化剂供应装置7的进料口相连。

所述气力输送装置9包括空气压缩机。

所述氨转化供给装置包括螺杆输送器。

实施例2

一种sncr脱硝系统，包括脱硝反应区1、省煤器2、空气预热器3、除尘器6、脱硫塔4和烟囱5，脱硝反应器，省煤器2、空气预热器3、除尘器6、脱硫塔4和烟囱5之间的连接方式为本领域技术人员公知的内容，在此不作赘述；

所述sncr脱硝系统还包括气力混合装置8以及氨转化催化剂供应装置7；

所述气力混合装置8与氨转化催化剂供应装置7和脱硝反应器的出气烟道分别相连，且所述气力混合装置8设置于脱硝反应器和省煤器2之间；

所述除尘器6的进气口与气力混合装置8的出气口相连，所述除尘器6的出尘口与氨转化催化剂供应装置7的进料口相连；

所述气力混合装置8包括沸腾床。

所述氨转化供给装置包括螺杆输送器。

实施例3

利用实施例1所述sncr脱硝系统处理烟气为某垃圾焚烧发电的烟气，烟气量5万nm³/h，在省煤器2之前，温度区间700℃条件下用压缩空气将铁系催化剂粉末夹带至烟道中与烟气混合，新催化剂添加量为0.1kg/nm³(5kg/h)，循环催化剂为100kg/h，烟气中nox浓度从100mg/nm³降低到60mg/nm³；出口氨浓度从50mg/nm³降低到5mg/nm³，使氨逃逸量小于3ppm，排放烟气达到欧洲最新标准。

实施例4

利用实施例1所述sncr脱硝系统处理烟气为某水泥炉窑烟气，烟气量25万nm³/h，现阶段采用sncr的方法对烟气进行脱硝，初始氨氮比为1.2，而烟气出口nox浓度为320mg/nm³。在五级旋风之前，温度600℃的条件下，加入500kg/h的催化剂粉末。烟气中nox浓度从320mg/nm³降低到250mg/nm³；出口氨浓度从100mg/nm³降低到5mg/nm³，使氨逃逸量小于3ppm，实现了氨的高效利用与低逃逸。

实施例5

利用实施例1所述sncr脱硝系统处理烟气为某危险固废，烟气量10万nm³/h，现阶段采用sncr的方法对烟气进行脱硝，初始氨氮比为1.5，而烟气出口nox浓度为150mg/nm³。在喷氨之后，温度400℃条件下，加入500kg/h的赤泥制备的铁基催化剂粉末。烟气中nox浓度从150mg/nm³降低到100mg/nm³；出口氨浓度从100mg/nm³降低到5mg/nm³，使氨逃逸量小于3ppm，实现了氨的高效利用与低逃逸。

实施例6

利用实施例1所述sncr脱硝系统处理烟气为中小型工业燃烧炉窑烟气，烟气量1万nm³/h，现阶段采用sncr的方法对烟气进行脱硝，初始氨氮比为1.5，而烟气出口nox浓度为150mg/nm³。在喷氨之后，温度300℃条件下，加入500kg/h的赤泥制备的铁基催化剂粉末。烟气中nox浓度从150mg/nm³降低到100mg/nm³；出口氨浓度从100mg/nm³降低到5mg/nm³，使氨逃逸量小于3ppm，实现了氨的高效利用与低逃逸。

实施例7

利用实施例2所述sncr脱硝系统处理烟气为某垃圾焚烧发电的烟气，烟气量5万nm³/h，在省煤器2之前，温度区间700℃条件下用压缩空气将铁系催化剂粉末夹带至烟道中与烟气混合，新催化剂添加量为0.1kg/nm³(5kg/h)，循环催化剂为100kg/h，烟气中nox浓度从100mg/nm³降低到60mg/nm³；出口氨浓度从50mg/nm³降低到5mg/nm³，使氨逃逸量小于3ppm，排放烟气达到欧洲最新标准。

实施例8

利用实施例2所述sncr脱硝系统处理烟气为某水泥炉窑烟气，烟气量25万nm³/h，现阶段采用sncr的方法对烟气进行脱硝，初始氨氮比为1.2，而烟气出口nox浓度为320mg/nm³。在五级旋风之前，温度600℃的条件下，加入500kg/h的催化剂粉末。烟气中nox浓度从320mg/nm³降低到250mg/nm³；出口氨浓度从100mg/nm³降低到5mg/nm³，使氨逃逸量小于3ppm，实现了氨的高效利用与低逃逸。

实施例9

利用实施例2所述sncr脱硝系统处理烟气为某危险固废，烟气量10万nm³/h，现阶段采用sncr的方法对烟气进行脱硝，初始氨氮比为1.5，而烟气出口nox浓度为150mg/nm³。在喷氨之后，温度400℃条件下，加入500kg/h的赤泥制备的铁基催化剂粉末。烟气中nox浓度从150mg/nm³降低到100mg/nm³；出口氨浓度从100mg/nm³降低到5mg/nm³，使氨逃逸量小于3ppm，实现了氨的高效利用与低逃逸。

实施例10

利用实施例2所述sncr脱硝系统处理烟气为中小型工业燃烧炉窑烟气，烟气量12万nm³/h，现阶段采用sncr的方法对烟气进行脱硝，初始氨氮比为1.5，而烟气出口nox浓度为150mg/nm³。在喷氨之后，温度300℃条件下，加入500kg/h的赤泥制备的铁基催化剂粉末。烟气中nox浓度从150mg/nm³降低到100mg/nm³；出口氨浓度从100mg/nm³降低到5mg/nm³，使氨逃逸量小于3ppm，实现了氨的高效利用与低逃逸。

上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。