一種利用固態(tài)有機脫硝劑進行煙氣脫硝的工藝及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開利用固態(tài)有機脫硝劑進行煙氣脫硝的工藝及裝置，將有機脫硝還原劑噴入煙溫為500~950℃的反應區(qū)內(nèi)并發(fā)生氣化，與煙氣中的NOx發(fā)生選擇性非催化反應，進而達到脫硝目的。該工藝核心裝置為高度集成的一體化設(shè)備，按單元制設(shè)計，主要包括：脫硝劑輸送供應系統(tǒng)、計量分配系統(tǒng)、射流系統(tǒng)、氣送系統(tǒng)、化學劑噴射系統(tǒng)、在線監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明固態(tài)有機脫硝劑的煙氣脫硝技術(shù)不需要對鍋爐做任何改動，只需在鍋爐煙氣出口與過熱器間煙溫為500~950℃位置增加噴射系統(tǒng)即可，同時具有運行成本低、安全性高、脫硝效果顯著等特點。
【專利說明】一種利用固態(tài)有機脫硝劑進行煙氣脫硝的工藝及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)煙氣脫硝【技術(shù)領(lǐng)域】，提供一種利用固態(tài)有機脫硝劑進行煙氣脫硝 的工藝及裝置。
[0002]

【背景技術(shù)】 以煤為主的能源結(jié)構(gòu)是影響我國大氣環(huán)境質(zhì)量的主要因素，燃煤型污染是大氣污染的 主要特征。隨著人們環(huán)保意識的提高以及政府對鍋爐二氧化硫和氮氧化物最高允許排放濃 度政策的頒布和實施，對煙氣中的SO2和NO x進行控制已是非常緊迫的任務(wù)。
[0003] 根據(jù)最新頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011)要求，自2014年 7月1日起，現(xiàn)有燃煤火力發(fā)電鍋爐氮氧化物污染物排放量標準定為100mg/m3,對火電廠三 大最重要排放指標:氮氧化物、二氧化硫和煙塵的排放規(guī)定,都達到甚至超過發(fā)達國家和地 區(qū)的要求。環(huán)保廳要求，各級環(huán)保局要列出轄區(qū)內(nèi)執(zhí)行新標準的企業(yè)清單。對不能達標排 放的企業(yè)要實施不超過3個月的限產(chǎn)治理，仍不達標的堅決停產(chǎn)。
[0004] 目前，工業(yè)煙氣脫硝技術(shù)主要采用選擇性催化還原法（SCR法）及選擇性非催化還 原法（SNCR法)，二者對鍋爐燃燒工況有所要求，導致傳統(tǒng)技術(shù)對鏈條爐來講還處于技術(shù)盲 區(qū)。SCR法適合大型煤粉爐，使用催化劑進行脫硝，長期使用易導致空預器堵塞。該法通常 需要對引風機、空預器進行改造，因安裝位置在省煤器與空預器之間，受條件制約較多，且 對煙氣流場的要求較高，具有投資、運行成本高，占地面積大、系統(tǒng)運行、維護復雜等缺點。 SNCR法適合循環(huán)流化床鍋爐，需要較高的溫度（90(Tll00°C )，其投資成本較低，但氨逃逸 率較大，脫硝效率相對較低，不能滿足要求達標排放。傳統(tǒng)脫硝工藝通常采用氨水或尿素作 為還原劑，其儲存、運輸安全性低，氨逃逸率較大，加大水耗的同時為隨后的廢水處理帶來 較大難題。另一方面，煙氣處理期間隨之產(chǎn)生的硫酸銨(氣溶膠）以及大量水形成的飽和蒸 汽所吸附的固體顆粒物都會影響后續(xù)的除塵裝置，并且影響過風量。
[0005]


【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的傳統(tǒng)工業(yè)煙氣脫硝技術(shù)的上述缺陷，提供一種利用固態(tài) 有機脫硝劑進行煙氣脫硝的工藝及裝置，該煙氣高效脫硝工藝及裝置脫硝效果顯著，安全 性高，且結(jié)構(gòu)簡單，易于實施。
[0006] -種利用固態(tài)有機脫硝劑進行煙氣脫硝工藝，包括以下步驟： (1)將固態(tài)有機脫硝劑噴入溫度為50(T950°C的脫硝反應區(qū)內(nèi)，使之氣化并與煙氣中的 NOx發(fā)生選擇性非催化還原反應，其產(chǎn)物為N2和H20。
[0007] 所述固態(tài)有機脫硝劑包括有機組分、碳酸氫銨、活性碳酸鈣，其中有機組分為乙酰 胺和朽1檬酸三銨的一種或兩種。
[0008] (2)還原劑與煙氣中NOx進行還原反應后，最終產(chǎn)物僅為N2和H2O,未參與還原反 應的有機脫硝劑及其余產(chǎn)物，由于易燃易分解，均在煙道內(nèi)燃燒成為灰分，它們直接從煙氣 中向環(huán)境泄漏的機會很少。該反應無副產(chǎn)物，對環(huán)境不會產(chǎn)生二次污染。所述脫硝工藝使 煙氣中大部分NO x被還原為N2，脫硝率可達90%以上，同時氨逃逸率可控制在2ppm以下。
[0009] 所述步驟（1)中固態(tài)有機脫硝劑為固態(tài)粉末狀，該藥劑脫硝效果顯著，兼具脫硫作 用，其脫硫效率為259Γ50%。
[0010] 所述固態(tài)有機脫硝劑噴入速度優(yōu)選1〇 m/iTl5m/s，脫硝劑噴入量與煙氣中的NOx 的質(zhì)量比為I. I:廣2. 8:1。
[0011] 所述步驟（1)中固態(tài)有機脫硝劑與煙氣中NOx的最佳反應溫度為85(T950°C，溫度 過高或過低都會導致脫硝劑的損失和脫硝效率的降低。
[0012] 本發(fā)明提供一種用于實現(xiàn)上述鍋爐煙氣高效脫硝工藝的裝置，該裝置為高度集成 的一體化設(shè)備，其規(guī)格為20尺標準集裝箱，包括脫硝劑輸送供應系統(tǒng)、計量分配系統(tǒng)、射流 系統(tǒng)、氣送系統(tǒng)、化學劑噴射系統(tǒng)、在線監(jiān)測系統(tǒng)。
[0013] 固態(tài)有機脫硝劑儲存于料斗中，通過自動上料提升機進入耐腐蝕不銹鋼材質(zhì)儲料 倉中，經(jīng)可調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)等量計量供料器后在料口卸出，隨后進入文丘里氣料混合加速室并 按照設(shè)定的速度、時間噴出。所述文丘里氣料混合加速室出口端連接有若干路計量分配裝 置，每一路計量分配裝置對應一個噴射系統(tǒng)。所述的鍋爐水平煙道設(shè)有還原劑噴槍，經(jīng)文丘 里氣料混合加速室噴出的氣料混合物通過上述還原劑噴槍進入反應區(qū)內(nèi)，迅速氣化與煙氣 中的NO x反生還原反應。所述在線監(jiān)測系統(tǒng)對煙氣排放情況進行實時監(jiān)測，所得監(jiān)測數(shù)據(jù) 傳遞給中央控制模塊時，中央控制模塊指令電子控制給料器對所需投入還原劑的量進行調(diào) 整，同時指令中央風泵調(diào)整氣流壓力與風量。所述系統(tǒng)裝置均采用智能控制系統(tǒng)進行實時 調(diào)控。
[0014] 所述脫硝劑輸送供應系統(tǒng)設(shè)有料位計，可對還原劑加料量及加料時間進行有效調(diào) 控。
[0015] 所述氣送系統(tǒng)采用高效開關(guān)磁阻電機，以雙級鼓風機組為氣源，產(chǎn)生高壓氣體連 續(xù)壓送物料。
[0016] 所述的還原劑噴槍采用耐高溫、不銹鋼固定噴管(帶有管座的套管結(jié)構(gòu))，優(yōu)選設(shè) 置在煙溫為85(T950°C位置。
[0017] 所述的噴射系統(tǒng)切入點根據(jù)鍋爐形式不同有所差異，鏈條爐優(yōu)選爐膛上方與過熱 器間煙溫為85(T950°C位置作為切入點，根據(jù)工況負荷不同切入點高低有所差異。循環(huán)流化 床鍋爐優(yōu)選煙溫為85(T950°C的水平煙道段作為切入點。
[0018] 適用范圍：本發(fā)明涉及的工藝及裝置適用于循環(huán)流化床鍋爐及鏈條爐等燃煤、燃 氣、生物質(zhì)燃料鍋爐的煙氣脫硝工程。
[0019] 有益效果： 本發(fā)明工藝和裝置與現(xiàn)有的技術(shù)相比較具有以下突出優(yōu)點： 安全性高：本發(fā)明采用固態(tài)有機脫硝劑代替液氨作為脫硝還原劑，安全性高，保證了操 作人員的人身健康安全，對環(huán)境不會造成二次污染。
[0020] 效果顯著：本發(fā)明脫硝率遠遠高于現(xiàn)有傳統(tǒng)技術(shù)，其脫硝率高達90%以上。該技術(shù) 采用的固態(tài)有機脫硝還原劑在脫硝的基礎(chǔ)上還可以與煙氣中的SO 2發(fā)生反應，具有一定的 脫硫作用，脫硫效率為259Γ50%。
[0021] 投資成本低：本發(fā)明克服了現(xiàn)有工藝中高耗水、高耗電等缺陷，在降低能耗的同時 提高脫硝效率，設(shè)備工藝先進，在節(jié)能減排方面達到了國內(nèi)先進水平，大大減少了工藝后期 處理費用。
[0022] 安裝簡便：本發(fā)明裝置安裝簡單，占地面積小，該技術(shù)不需要改變原有鍋爐裝置， 只需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增加噴射系統(tǒng)即可。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作簡捷，建設(shè)周期短。
[0023] 不會對下游設(shè)備產(chǎn)生影響：本發(fā)明降低了氨逃逸率，避免了硫酸銨(氣溶膠）以及 飽和蒸汽所吸附的固體顆粒物對下游除塵設(shè)備的堵塞。該工藝采用固態(tài)有機脫硝劑去除煙 氣中的NO x，在降低水耗的同時不會產(chǎn)生二次污染，有效的減輕了后續(xù)廢水處理負荷。
[0024]

【專利附圖】

【附圖說明】 附圖1為循環(huán)流化床鍋爐利用固態(tài)有機脫硝劑進行煙氣脫硝的工藝裝置示意圖。
[0025] 具體實施方法 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步詳細說明： 如附圖所示的煙氣脫硝裝置，當控制煙氣中氧含量在6%條件下，通過中高溫段 (500°C IO(TC)或者高溫段（800°C、50°C)噴入固態(tài)有機脫硝劑，藥劑/NOx質(zhì)量比為 1. 1:1 ?2. 8:1。
[0026] 實施例1 : 待處理煙氣中NOx的初始濃度為450 mg/m3,煙溫在850°C ~950°C范圍內(nèi)，每小時向煙道 反應器中噴入固態(tài)有機脫硝劑53. 30kg，其具體成分為乙酰胺34. 65kg，碳酸氫銨5. 33kg， 活性碳酸鈣13. 32kg，與NOx的質(zhì)量比按1. 2:1進行反應，處理后煙氣進入在線監(jiān)測系統(tǒng)進 行實時監(jiān)測。
[0027] 表1不同時段煙氣脫硝效率

【權(quán)利要求】
1. 本發(fā)明提供一種固態(tài)有機脫硝劑，其特征在于：該脫硝劑組成為有機組分、碳酸氫 銨、活性碳酸鈣，其中有機組分為乙酰胺和檸檬酸三銨的一種或兩種。
2. 本發(fā)明提供一種鍋爐煙氣高效脫硝工藝及裝置，其特征在于：系統(tǒng)裝置為高度集成 一體化設(shè)備，其規(guī)格為20尺標準集裝箱，包括脫硝劑輸送供應系統(tǒng)、計量分配系統(tǒng)、射流系 統(tǒng)、氣送系統(tǒng)、化學劑噴射系統(tǒng)、在線監(jiān)測系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權(quán)利1所述的固態(tài)有機脫硝劑，其特征在于，其脫硝效率高達90%以上，兼具脫 硫作用，脫硫效率為259T50%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用固態(tài)有機脫硝劑進行煙氣脫硝的工藝，其特征在 于，以固態(tài)有機脫硝劑作為本工藝中的還原劑噴入溫度為50(T95(TC脫硝反應區(qū)內(nèi)，其噴入 速度優(yōu)選10mATl5m/s，噴入量與煙氣中的NOx的質(zhì)量比為1. 1:1~2.8:1，最佳反應溫度為 85(T950°C，同時氨逃逸率可控制在2ppm以下。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用固態(tài)有機脫硝劑進行煙氣脫硝的工藝，其特征在于， 所述工藝及裝置在運行期間，降低用電量的同時并無水耗，達到節(jié)能減排要求。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用固態(tài)有機脫硝劑進行煙氣脫硝的工藝及裝置，其特 征在于，所述脫硝劑輸送供應系統(tǒng)設(shè)置有料位計，可對還原劑加料量及加料時間進行有效 調(diào)控。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用固態(tài)有機脫硝劑進行煙氣脫硝的工藝及裝置，其特 征在于，所述文丘里氣料混合加速室出口端連接有若干路計量分配裝置，每一路計量分配 裝置對應一個噴射系統(tǒng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用固態(tài)有機脫硝劑進行煙氣脫硝的工藝及裝置，其特 征在于，所述在線監(jiān)測系統(tǒng)對煙氣排放情況進行實時監(jiān)測。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用固態(tài)有機脫硝劑進行煙氣脫硝的工藝及裝置，其特 征在于，所述氣送系統(tǒng)采用高效開關(guān)磁阻電機，以雙級鼓風機組為氣源，產(chǎn)生高壓氣體連續(xù) 壓送物料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用固態(tài)有機脫硝劑進行煙氣脫硝的工藝及裝置，其特 征在于，所述的還原劑噴槍采用耐高溫、不銹鋼固定噴管(帶有管座的套管結(jié)構(gòu))。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用固態(tài)有機脫硝劑進行煙氣脫硝的工藝及裝置，其特 征在于，所述的噴射系統(tǒng)切入點根據(jù)鍋爐形式不同有所差異，鏈條爐優(yōu)選爐膛上方與過熱 器間煙溫為85(T950°C位置作為切入點，循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)選煙溫為85(T950°C的水平煙 道段作為切入點。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用固態(tài)有機脫硝劑進行煙氣脫硝的工藝及裝置適用 于循環(huán)流化床鍋爐、鏈條爐等燃煤、燃氣、生物質(zhì)燃料鍋爐的煙氣脫硝工程。
【文檔編號】B01D53/83GK104383808SQ201410722256
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】沈渭清, 王嬡 申請人:天津天和環(huán)能科技有限公司