專利名稱：干法選擇性非催化還原方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙氣脫硝方法及裝置，尤其涉及一種選擇性非催化還原脫硝方法及裝置。
背景技術(shù)：
化石燃料燃燒是目前氮氧化物(NOx)污染物生成的主要來(lái)源，目前煙氣脫硝主要應(yīng)用選擇性催化還原(SCR)和選擇性非催化 還原(SNCR)來(lái)脫除氮氧化物。此兩種方法均主要應(yīng)用氨或尿素為還原劑，把氮氧化物(NOx)還原為氮?dú)夂退＿x擇性非催化還原方法是將氨或尿素等還原劑噴入85(Γ1100 的煙氣中，實(shí)現(xiàn)氮氧化物(NOx)還原。由于選擇性非催化還原不使用價(jià)格昂貴、壽命很短的催化劑，不需對(duì)受熱面進(jìn)行改動(dòng)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。由于尿素穩(wěn)定性好，無(wú)毒無(wú)害，安全性高，便于儲(chǔ)運(yùn)，因此尿素作為選擇性非催化還原的首選還原劑被廣泛使用。由于尿素是固體顆粒，在水中溶解需要吸熱，而且具有一定的腐蝕性和再結(jié)晶性，因此實(shí)際中常用除鹽水溶解成10%質(zhì)量濃度的水溶液，占溶液質(zhì)量90%的水在爐內(nèi)汽化吸收了大量的熱量，造成了能量的巨大浪費(fèi)，水溶液噴射點(diǎn)處煙氣溫度驟降，導(dǎo)致附近未燃盡碳粒子熄滅，造成飛灰含碳量上升、煤耗升高，并且多發(fā)水冷壁腐蝕造成爆管，以上三個(gè)原因嚴(yán)重制約了尿素選擇性非催化還原的使用。由于考慮到氮氧化物的巨大危害，政策制定專家有意或無(wú)意的隱瞞了尿素水溶液和氨水溶液中水的汽化潛熱造成的巨大能量浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種干法選擇性非催化還原方法及裝置，所謂干法是指相對(duì)于還原劑為水溶液形式的“濕法”，消除了水溶液在煙道內(nèi)因水的汽化吸熱、尿素溶液(或氨水溶液)腐蝕水冷壁和焦碳粒子遇水滴熄滅造成飛灰含碳量升高的問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括方法
將尿素顆粒磨碎成尿素粉或加熱氣化為尿素氣或加熱液化為尿素熔液，液氨加熱氣化為氨氣；利用氨氣、尿素粉、尿素熔液或尿素氣作為還原劑，以空氣、煙氣或蒸汽作為輸送介質(zhì)，通過(guò)氣力輸送，將還原劑噴入高溫?zé)煔庵?，脫除煙氣中的氮氧化物具體步驟如下
(1)、還原劑為尿素粉時(shí)X-將尿素顆粒磨碎成尿素粉裝入料倉(cāng)中，通過(guò)給料機(jī)將尿素粉輸送到混合器中；$輸送氣源送來(lái)的空氣和給料機(jī)送來(lái)的尿素粉在混合器中混合為混合氣后，通過(guò)管道輸送到分料器中；@在分料器中混合氣被分為多股，通過(guò)管道輸送到噴槍中；Φ混合氣通過(guò)噴槍噴入到煙道中參與脫硝反應(yīng)；
(2)、還原劑為氨氣、尿素氣或尿素熔液時(shí):3)將尿素顆粒(或液氨)加入到加熱器中進(jìn)行加熱液化或氣化并增壓；Φ氣化或液化后形成后的尿素熔液、尿素氣或氨氣和輸送氣源送來(lái)的蒸汽在混合器中混合為混合氣后，通過(guò)管道輸送到分料器中；:1在分料器中混合氣被分為多股，通過(guò)管道輸送到噴槍中；孟混合氣通過(guò)噴槍噴入到煙道中參與脫硝反應(yīng)。所述的還原劑為氨氣、尿素粉、尿素氣或尿素熔液四者中的一種。所述的還原劑噴入點(diǎn)的煙氣溫度在85(Tll00°C之間。所述的噴入煙道的方式為噴槍，噴槍的數(shù)量是一支或多支。所述的輸送介質(zhì)為空氣、煙氣和蒸汽三者中的一種。所述的尿素氣的溫度為131 380°C。所述的輸送氣源可以是風(fēng)機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、蒸汽鍋爐。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置包括料倉(cāng)、給料機(jī)、輸送氣源、混合器、分料器和噴槍，其特征在于料倉(cāng)通過(guò)給料機(jī)與混合器的入料口連接，輸送氣源與混合器的入氣口連接，混合器的出口與分料器入口連接，分料器出口和噴槍入口連接，噴槍出口與煙道連接。所述的料倉(cāng)和給料機(jī)的入口連接，所述的給料機(jī)的出口和混合器的入料口連接，所述的輸送氣源和混合器的入氣口連接，所述的混合器的出口和分料器的入口連接，所述的分料器的出口和噴槍的入口連接，所述的噴槍出口與煙道連接。所述的進(jìn)料閥與加熱器的入口連接，所述的加熱器的出口與出料閥的入口連接，所述的出料閥的出口與混合器的入料口連接，所述的輸送氣源與混合器的入氣口連接，所述的混合器的出口和分料器的入口連接，所述的分料器的出口和噴槍的入口連接，所述的噴槍出口與煙道連接。有益效果，由于采用了上述方案，由于噴入煙氣中的不是水溶液，因此不需要將大量的水加熱成蒸汽，還原劑在煙道內(nèi)不再因水的汽化而吸熱；即便選擇性非催化還原反應(yīng)需要水蒸汽參與，因?yàn)樘細(xì)淙剂先紵傻臒煔庵斜旧碛写罅康乃羝嬖?，?biāo)準(zhǔn)煙氣中水蒸汽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13%，因此不必?fù)?dān)心水蒸汽量不足影響脫硝反應(yīng)；由于噴入煙氣中的不是水溶液，水冷壁不會(huì)被水溶液腐蝕爆管；由于噴入高溫?zé)煔庵械牟皇撬芤?，不?huì)引起噴入點(diǎn)附近煙氣溫度驟降，噴入點(diǎn)處的碳粒燃燒受到影響小，飛灰含碳量幾乎不增加，達(dá)到了本發(fā)明的目的。優(yōu)點(diǎn)利用氣力輸送氣源將尿素粉吹入高溫?zé)煹?，或者尿素氣化后與水蒸汽混合后噴入高溫?zé)煹乐羞M(jìn)行選擇性非催化還原反應(yīng)，工藝簡(jiǎn)單可靠，運(yùn)行費(fèi)用低廉。1、煙氣不需要將大量的水加熱成蒸汽，節(jié)約了這部分熱量。2、直接向煙氣中噴入尿素，水冷壁不會(huì)被尿素溶液腐蝕、爆管。3、直接噴入高溫?zé)煔庵械哪蛩夭粫?huì)使噴入點(diǎn)附近煙氣溫度驟降，噴入點(diǎn)處的碳粒燃燒受到影響小，飛灰含碳量不會(huì)大幅上升。


圖1是本發(fā)明還原劑為尿素粉的干法選擇性非催化還原系統(tǒng)圖。圖2是本發(fā)明還原劑為氨氣、尿素氣或熔液的干法選擇性非催化還原系統(tǒng)圖。圖中1、輸送氣源；2、料倉(cāng)；3、給料機(jī)；4、混合器；5、分料器；6、噴槍；7、煙道；21、進(jìn)料閥；22、加熱器；23、出料閥。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 :圖1為本發(fā)明還原劑為尿素粉的干法選擇性非催化還原(Dry SNCR)的方法。還原劑為尿素粉的干法選擇性非催化還原方法是:Φ尿素顆粒磨碎成尿素粉裝入料倉(cāng)中；$+尿素粉通過(guò)給料機(jī)輸送到混合器中;甚輸送氣源送來(lái)的空氣和給料機(jī)輸送來(lái)的尿素粉在混合器中混合成為混合氣；$混合氣通過(guò)管道輸送到分料器中，在分料器中混合氣被分成多股；$分料器出來(lái)的混合氣通過(guò)管道送入到噴槍中；:$混合氣通過(guò)噴槍噴入到煙道中；3混合氣在煙道中參與脫硝反應(yīng)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的裝置包括料倉(cāng)、給料機(jī)、輸送氣源、混合器、分料器、噴槍和煙道。所述的料倉(cāng)2和給料機(jī)3的入口連接，所述的給料機(jī)3的出口和混合器4的入料口連接，所述的輸送氣源I和混合器4的入氣口連接，所述的混合器4的出口和分料器5的入口連接，所述的分料器5的出口和噴槍6的入口連接，所述的噴槍6出口與煙道7連接。還原劑為尿素粉時(shí)所述的料倉(cāng)2和給料機(jī)3的入口連接，所述的給料機(jī)3的出口 和混合器4的入料口連接，所述的輸送氣源I和混合器4的入氣口連接，所述的混合器4的出口和分料器5的入口連接，所述的分料器5的出口和噴槍6的入口連接，所述的噴槍6的出口與煙道7連接。所述的輸送氣源I為混合器4提供一定壓力和速度的空氣；所述的料倉(cāng)2為給料機(jī)3提供尿素粉；所述的給料機(jī)3將料倉(cāng)2中的尿素粉輸送到混合器4中；所述的混合器4將尿素粉和空氣均勻混合成混合氣；所述的分料器5將混合氣分為需要的幾股氣流；所述的噴槍6的作用是均勻的將混合氣噴入到溫度適合反應(yīng)的煙道7中。所述的還原劑為尿素粉。所述的還原劑及輸送介質(zhì)在噴入煙道前的溫度為0 130°C。所述的還原劑噴入點(diǎn)的煙氣溫度為85(Γ1100 之間。所述的噴槍的數(shù)量是一支或多支。本發(fā)明運(yùn)用氣力輸送原理將尿素粉輸送到高溫?zé)煹纼?nèi)進(jìn)行反應(yīng)，一般工程中使用羅茨風(fēng)機(jī)和稀相氣力輸送即可達(dá)到目的，但是并不排除使用壓縮空氣的稀相輸送或是密相輸送，甚至是先用其它辦法輸送，再用氣力輸送吹入煙道。上述實(shí)施例中輸送氣源使用了空氣，空氣來(lái)源比較廣泛，但本發(fā)明仍可使用水蒸汽、煙氣和氮?dú)庾鳛檩斔徒橘|(zhì)也可以達(dá)到相同的效果。特別指出由于尿素的熔點(diǎn)131_135°C、沸點(diǎn)196.6° C，尿素的分解溫度也較低，為了減少磨粉工序，使用高溫蒸汽輸送時(shí)即存在尿素液化和氣化過(guò)程，液化和氣化后輸送管路不再受氣固兩相流的磨損，因此可將尿素顆粒加熱氣化后像氣體和液體一樣輸送噴入煙道。實(shí)施例2 :圖2為本發(fā)明的還原劑為氨氣、尿素氣或尿素熔液的干法選擇性非催化還原(Dry SNCR)的方法。此干法選擇性非催化還原方法是
D液氨、尿素通過(guò)進(jìn)料閥被裝入加熱器中加熱氣化為氨氣、尿素氣(或液化為尿素熔液)；+. 氨氣、尿素氣或尿素熔液通過(guò)出料閥進(jìn)入到到混合器中；③輸送氣源過(guò)來(lái)的蒸汽和出料閥過(guò)來(lái)的氨氣、尿素氣或尿素熔液在混合器中混合成為混合氣；c.混合氣通過(guò)管道輸送到分料器中，在分料器中混合氣被分成多股分料器出來(lái)的混合氣通過(guò)管道送入到噴槍中； 混合氣通過(guò)噴槍噴入到煙道中；S混合氣在煙道中參與脫硝反應(yīng)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的裝置包括進(jìn)料閥21、加熱器22、出料閥23、輸送氣源1、混合器4、分料器5、噴槍6和煙道7。還原劑為氨氣、尿素氣或尿素熔液時(shí)進(jìn)料閥21、加熱器22、出料閥23、輸送氣源1、混合器4、分料器5、噴槍6、煙道7和進(jìn)料閥21與加熱器22的入口連接，所述的加熱器22的出口與出料閥23的入口連接，所述的出料閥23的出口與混合器4的入料口連接，所述的輸送氣源I與混合器4的入氣口連接，所述的混合器4的出口和分料器5的入口連接，所述的分料器5的出口和噴槍6的入口連接，所述的噴槍6的出口與煙道7連接。所述的輸送氣源I為混合器4提供一定壓力的蒸汽；所述的加熱器將液氨、尿素加熱氣化為氨氣、尿素氣(或液化為尿素熔液)；所述的出料閥23將加熱器22中的氨氣、尿素氣(或熔液)輸送到混合器4中；所述的混合器4將氨氣、尿素氣(或尿素熔液)和蒸汽均勻混合成混合氣；所述的分料器5將混合氣分為需要的幾股氣流；所述的噴槍6將混合氣均勻噴入到溫度適合反應(yīng)的煙道7中。所述的加熱器為蒸汽加熱器或電加熱器或油浴加熱器。所述的加熱器中尿素被加熱溫度為196. 6 V "3800C。所述的輸送氣源中的蒸汽溫度>196. 6°C。所述的噴槍的數(shù)量是一支或多支。特別指出由于尿素的熔點(diǎn)131_135°C、沸點(diǎn)196. 6°C，溫度高于380°C 本發(fā)明雖然設(shè)計(jì)為氣相輸送，但如果在加熱器中加熱溫度在13fl96. 6°C時(shí)，本發(fā)明仍可使用，噴槍內(nèi)為氣液兩相流。本發(fā)明雖然設(shè)計(jì)了蒸汽與還原劑混合后噴入煙道，但蒸汽不是必須的，氨氣、或尿素氣化后有一定的壓力，也可以不用蒸汽來(lái)輸送，本發(fā)明仍可以使用。本發(fā)明針對(duì)干法選擇性非催化還原(Dry SNCR)技術(shù)，但SCR和SNCR聯(lián)合工藝同樣可以應(yīng)用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種干法選擇性非催化還原方法，其特征在于方法是將尿素顆粒磨碎成尿素粉或加熱氣化為尿素氣或加熱液化為尿素熔液，或液氨加熱氣化為氨氣；利用氨氣、尿素粉、 尿素氣或尿素熔液作為還原劑，以空氣、煙氣或蒸汽作為輸送介質(zhì)，通過(guò)氣力輸送，將還原劑噴入高溫?zé)煔庵?，脫除煙氣中的氮氧化物，具體步驟如下a、還原劑為尿素粉時(shí)(1)將尿素顆粒磨碎成尿素粉裝入料倉(cāng)中，通過(guò)給料機(jī)將尿素粉輸送到混合器中；(2)氣源送來(lái)的空氣和給料機(jī)送來(lái)的尿素粉在混合器中混合為混合氣后，通過(guò)管道輸送到分料器中；(3)在分料器中混合氣被分為多股，通過(guò)管道輸送到噴槍中；(4)混合氣通過(guò)噴槍噴入到煙道中參與脫硝反應(yīng)；b、還原劑為氨氣、尿素氣或尿素熔液時(shí)(1)將尿素顆粒或液氨加入到加熱器中進(jìn)行加熱液化或氣化并增壓；(2)氣化或液化后形成后的尿素熔液或尿素氣或氨氣和氣源過(guò)來(lái)的蒸汽在混合器中混合為混合氣后，通過(guò)管道輸送到分料器中；(3)在分料器中混合氣被分為多股，通過(guò)管道輸送到噴槍中；(4)混合氣通過(guò)噴槍噴入到煙道中參與脫硝反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干法選擇性非催化還原方法，其特征在于所述的還原劑為尿素粉、尿素氣、氨氣或尿素熔液中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干法選擇性非催化還原方法，其特征在于所述的還原劑噴入點(diǎn)的煙氣溫度在85(Tll00°C之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干法選擇性非催化還原方法，其特征在于所述的噴槍的數(shù)量是一支或多支。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干法選擇性非催化還原方法，其特征在于所述的尿素氣的溫度為131 380°C。
6.一種干法選擇性非催化還原裝置，其特征在于它包括料倉(cāng)(2)、給料機(jī)(3)、輸送氣源(I)、進(jìn)料閥(21)、加熱器(22)、出料閥(23)、混合器(4)、分料器(5)和噴槍(6)，料倉(cāng)(2) 通過(guò)給料機(jī)(3)與混合器(4)的入料口連接，加熱器通過(guò)出料閥與混合器(4)的入料口連接，輸送氣源(I)與混合器(4 )的入氣口連接，混合器(4 )的出口與分料器(5 )入口連接，分料器(5)出口與噴槍(6)入口連接，噴槍(6)出口與煙道連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種干法選擇性非催化還原裝置，其特征在于所述的料倉(cāng) (2 )和給料機(jī)(3 )的入口連接，所述的給料機(jī)(3 )的出口和混合器(4 )的入料口連接，所述的輸送氣源(I)和混合器(4 )的入氣口連接，所述的混合器(4 )的出口和分料器(5 )的入口連接，所述的分料器(5)的出口和噴槍(6)的入口連接，所述的噴槍(6)的出口與煙道(7)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種干法選擇性非催化還原裝置，其特征在于所述進(jìn)料閥 (21)、加熱器(22)、出料閥(23)、輸送氣源(I)、混合器(4)、分料器(5)、噴槍(6)、煙道(7) 和進(jìn)料閥(21)與加熱器(22)的入口連接，所述的加熱器(22)的出口與出料閥(23)的入口連接，所述的出料閥(23)的出口與混合器(4)的入料口連接，所述的輸送氣源(I)與混合器 (4 )的入氣口連接，所述的混合器(4 )的出口和分料器(5 )的入口連接，所述的分料器(5 )的出口和噴槍(6)的入口連接，所述的噴槍(6)的出口與煙道(7)連接 。
全文摘要
一種干法選擇性非催化還原方法及裝置，屬于煙氣脫硝領(lǐng)域。方法是尿素顆粒磨碎成尿素粉或加熱氣化為尿素氣或加熱液化為尿素熔液，或液氨加熱氣化為氨氣；利用尿素粉、尿素熔液、尿素氣或氨氣作為還原劑，以空氣、煙氣或蒸汽作為輸送介質(zhì)，將還原劑噴入高溫?zé)煔庵?，脫除煙氣中的氮氧化物；用于上述方法的脫硝裝置包括料倉(cāng)、給料機(jī)、氣源、混合器、分料器和噴槍，料倉(cāng)通過(guò)給料機(jī)與混合器的入料口連接，氣源出口與混合器的入氣口連接，混合器的出料口與分料器入口連接，分料器出口和噴槍入口連接。優(yōu)點(diǎn)工藝簡(jiǎn)單可靠，運(yùn)行費(fèi)用低廉；克服了濕法水溶液氣化造成熱耗大、水冷壁腐蝕、飛灰含碳量高三個(gè)缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D53/56GK103007722SQ201210526768
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者雍占鋒, 劉遠(yuǎn)平, 張舉樂, 高克迎, 吳樹志 申請(qǐng)人:徐州燃控科技股份有限公司