本發(fā)明屬于防治大氣污染的煙氣脫硝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種爐外脫硝的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

氮氧化物是大氣中的主要污染物之一，對煙氣進行氮氧化物的脫硝凈化一直是環(huán)境保護的重要內(nèi)容之一。去除氮氧化物的方法有很多如：選擇性催化還原法((SCR)、堿吸收法、電子束照射法等，目前比較主流的工藝分為：SCR脫硝和SNCR脫硝。其中SNCR選擇性非催化還原是指無催化劑的作用下，在適合脫硝反應(yīng)的“溫度窗口”內(nèi)噴入還原劑將煙氣中的氮氧化物還原為無害的氮氣和水。但是SNCR脫硝效率低，特別是燃油鍋爐的NOx排放量僅降低30％～50％；對溫度要求嚴格，溫度過低，NOx轉(zhuǎn)化率低；溫度過高，NH3則容易被氧化為NOx，抵消了NH3的脫除效率；氣相反應(yīng)難以保證充分的混合，氨液消耗量大，NH3/NOx摩爾比高。

SCR脫硝指在催化劑作用下，向溫度約280～420℃的煙氣中噴入氨，將NO_X還原成N₂和H₂O。其布置方式有二種：

(1)高含塵布置方式：催化反應(yīng)器布置于鍋爐省煤器和空預(yù)器之間。這種布置方式使進入反應(yīng)器的煙氣溫度處于300-400℃范圍內(nèi)，能夠滿足脫硝催化劑的運行溫度要求。但是，由于催化劑是在不干凈的煙氣環(huán)境下工作，其使用壽命會受到很大影響，飛灰中含有Na\K\Ca\S i\As等成分，使得催化劑受到污染，從而降低催化劑的效能，同時飛灰對催化劑產(chǎn)生磨損，也可能堵塞催化劑通道

(2)低含塵布置方式：脫硝反應(yīng)器布置在除塵器之后。采用低含塵布置方式時，由于不存在飛灰對催化反應(yīng)器的腐蝕和對催化劑的堵塞、污染問題。但是由于催化反應(yīng)器布置在除塵裝置之后，此處的煙氣溫度僅為150℃左右，因此，需加裝GGH和補燃裝置以加熱煙氣，使得能源消耗和運行費用增加。

盡管技術(shù)人員對以上兩種技術(shù)進行改進出現(xiàn)如：加熱煙氣進口溫度和開發(fā)新型低溫脫硝催化劑，但是任不能克服以上缺點。

為此，需要一種新型的爐外脫硝方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是，提出一種新型的爐外脫硝方法及系統(tǒng)?？朔F(xiàn)有兩種方法的不足，催化反應(yīng)器高含塵布置方式或低含塵布置均有不足，要么塵過高、要么此處的煙氣溫度低使得能源消耗和運行費用增加。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種爐外脫硝的系統(tǒng)及方法，煙氣經(jīng)過除塵、脫硫后通過引風進入管道混合器，進入管道混合器后同時與氨氣及脫硝催化劑混合反應(yīng)后，煙氣進入脫硝反應(yīng)器中，再次注入脫硝催化劑；反應(yīng)后的煙氣通過脫硝反應(yīng)器下部進入除塵器除塵，使用傳感器測量管道混合器入口煙氣流量、煙氣SO₂濃度、NO_X濃度、顆粒濃度及煙氣凈化后的NO_X濃度、氨氣濃度，通過計算求取氨實際使用值。

煙氣經(jīng)過除塵、脫硫其SO₂濃度小于100mg/m³，顆粒濃度小于50mg/m³。

進入管道混合器及脫硝反應(yīng)器的脫硝催化劑溫度為350-450℃。

脫硝催化劑通過噴槍嘴以壓力0.5-0.8MPa噴入管道混合器及脫硝反應(yīng)器。

所述的爐外脫硝的系統(tǒng)，其脫硝催化劑制備如下：

(1)取除塵后的飛灰和V₂O₅均勻混合與水溶液中，攪拌，其V₂O₅占新制的催化劑總重量的5％-20％。

(2)取其中錳的氧化物與上述均勻混合，其中錳的氧化物占催化劑總重量的3％-5％，MnO_x的形態(tài)可以是MnO₂、Mn₃O₄、Mn₂O₃中的一種或者其中任意兩種或三種組合。

(3)另外加上兩種或兩種以上的變價金屬鐵、銅、釩、鈰、锘的硝酸鹽及醋酸鹽，錳與變價金屬的摩爾比為0.1—3；

(4)將上述混合物高速攪拌半個小時；

(5)將上述混合物在400℃—700℃下煅燒1—1.5h；

(6)冷卻后研磨過篩，制成200—400目的脫硝催化劑。

所述的爐外脫硝的系統(tǒng)，反應(yīng)后的煙氣通過脫硝反應(yīng)器下部進入除塵器除塵，除塵后得到的飛灰可循環(huán)使用作為脫硝催化劑。

所述的爐外脫硝的系統(tǒng)，使用傳感器測量所述脫硝入口處的處理前的煙氣流量L₁及NO_X的濃度Dn₁；使用傳感器測量所述除塵后NO_X的濃度Dn₂，以及出口處氨氣濃度An1；根據(jù)下述公式動態(tài)地計算所需要的脫硝所需的氨氣量An：

An＝[(Dn1-Dn2)K–(An₁–An₂)]L₁

其中K為脫硝催化系數(shù)，取1-1.6，An₂允許的氨氣逃逸濃度。

本發(fā)明有益效果，克服現(xiàn)有兩種方法的不足，催化反應(yīng)器高含塵布置方式或低含塵布置均有不足，要么塵過高、要么此處的煙氣溫度低使得能源消耗和運行費用增加。從而有效的防止脫硝過程中出口處氮氧化物的不達標排放。本發(fā)明通過注入高溫脫硝催化劑脫硝有效解決了脫硝過程中溫度的影響。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的爐外脫硝結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例：一種爐外脫硝的系統(tǒng)及方法，煙氣經(jīng)過除塵、脫硫后通過引風進入管道混合器，進入管道混合器后同時與氨氣及脫硝催化劑混合反應(yīng)后，煙氣進入脫硝反應(yīng)器中，再次注入脫硝催化劑；反應(yīng)后的煙氣通過脫硝反應(yīng)器下部進入除塵器除塵，使用傳感器測量管道混合器入口煙氣流量、煙氣SO₂濃度、NO_X濃度、顆粒濃度及煙氣凈化后的NO_X濃度、氨氣濃度，通過計算求取氨實際使用值。

煙氣經(jīng)過除塵、脫硫其SO₂濃度小于100mg/m³，顆粒濃度小于50mg/m³。

進入管道混合器及脫硝反應(yīng)器的脫硝催化劑溫度為400℃。

脫硝催化劑通過噴槍嘴以壓力0.7MPa噴入管道混合器及脫硝反應(yīng)器。

所述的爐外脫硝的系統(tǒng)，其脫硝催化劑制備如下：

(1)取除塵后的飛灰和V₂O₅均勻混合與水溶液中，攪拌，其V₂O₅占新制的催化劑總重量的15％。

(2)取其中錳的氧化物與上述均勻混合，其中錳的氧化物占催化劑總重量的4％，MnO_x的形態(tài)可以是MnO₂、Mn₃O₄、Mn₂O₃中的三種組合。

(3)另外加上兩種或兩種以上的變價金屬鐵、銅、釩、鈰、锘的硝酸鹽及醋酸鹽，錳與變價金屬的摩爾比為2；

(4)將上述混合物高速攪拌半個小時；

(5)將上述混合物在600℃下煅燒1.2h；

(6)冷卻后研磨過篩，制成300目的脫硝催化劑。

所述的爐外脫硝的系統(tǒng)，反應(yīng)后的煙氣通過脫硝反應(yīng)器下部進入除塵器除塵，除塵后得到的飛灰可循環(huán)使用作為脫硝催化劑。

所述的爐外脫硝的系統(tǒng)，使用傳感器測量所述脫硝入口處的處理前的煙氣流量L₁及NO_X的濃度Dn₁；使用傳感器測量所述除塵后NO_X的濃度Dn₂，以及出口處氨氣濃度An1；根據(jù)下述公式動態(tài)地計算所需要的脫硝所需的氨氣量An：

An＝[(Dn1-Dn2)K–(An₁–An₂)]L₁

其中K為脫硝催化系數(shù)，取1.3，An₂允許的氨氣逃逸濃度。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。