本發(fā)明涉及燃煤煙氣脫硝技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種煙氣回用強(qiáng)化sncr聯(lián)合scr的脫硝系統(tǒng)，該系統(tǒng)以除塵后的煙氣作為還原劑回用并強(qiáng)化了sncr與scr聯(lián)合脫硝，主要適用于不同鍋爐負(fù)荷下的高效脫硝。

背景技術(shù)：

燃煤煙氣污染物是我國(尤其是冬季)霧霾的重要原因之一，而電廠燃煤鍋爐已成為主要燃煤污染源。現(xiàn)有的燃煤工業(yè)鍋爐煤質(zhì)復(fù)雜、負(fù)荷波動頻繁，污染物控制水平低，且爐后空間狹窄，燃煤電廠難以適應(yīng)超低排放路線。目前，電廠燃煤煙氣脫硝裝置的主流技術(shù)包括scr（選擇性催化還原）技術(shù)、sncr（選擇性非催化還原）技術(shù)以及兩種技術(shù)的耦合。scr技術(shù)是指在320℃-420℃的溫度窗口內(nèi)，在催化劑作用下，煙氣中的nox選擇性的與還原劑發(fā)生反應(yīng)并生成氮?dú)夂退_(dá)到去除nox的脫硝技術(shù)。sncr技術(shù)是一種不用催化劑，在850℃-1100℃的溫度范圍內(nèi)，噴入爐內(nèi)的還原劑將煙氣中的nox還原脫除，生成氮?dú)夂退那鍧嵜撓跫夹g(shù)。

scr脫硝技術(shù)及sncr脫硝技術(shù)各有優(yōu)勢，也有兩者聯(lián)合來實(shí)現(xiàn)高效脫硝目標(biāo)的。中國發(fā)明專利申請公告號cn101773781a，公開了一種燃煤鍋爐sncr聯(lián)合scr的脫硝技術(shù)，在煙氣溫度為600℃-950℃范圍內(nèi)噴入還原劑，在鍋爐尾部設(shè)置加裝scr催化劑的scr反應(yīng)器，兩種技術(shù)聯(lián)合脫硝。但是該專利的還原劑是液相且需要通過噴槍霧化后噴入爐膛。

中國發(fā)明專利申請公告號cn102716665a，公開了一種cfb鍋爐sncr+scr混合法煙氣脫硝系統(tǒng)。nox綜合脫除率可達(dá)到85%及以上適用于cfb爐高塵嚴(yán)苛環(huán)境和高脫硝效率要求。但是該專利不能達(dá)到不同鍋爐負(fù)荷下對還原劑噴入流量及噴入位置的精確控制。

上述專利均是在爐膛內(nèi)或scr反應(yīng)器前通過噴嘴噴入液相/固相還原劑，并未考慮還原劑氣化過程中造成噴嘴堵塞、噴嘴燒壞或由于還原劑氣化瞬間對反應(yīng)溫度的影響。

針對上述問題，中國發(fā)明專利授權(quán)公告號cn203540342u，公開了一種還原劑為氨水脫硝系統(tǒng)中稀釋風(fēng)預(yù)熱的節(jié)能裝置，通過將稀釋風(fēng)加熱后再引入脫硝反應(yīng)器內(nèi)加熱到300℃左右，降低了對爐內(nèi)反應(yīng)溫度的影響，但是其能耗較高。

中國發(fā)明專利授權(quán)公告號cn205850603u，公開了一種用少量鍋爐一次風(fēng)替換作為脫硝稀釋風(fēng)，但是其為了保證鍋爐啟動時確保顆粒物(粉塵等固體小顆粒)不能進(jìn)入氨噴射格柵（aig），需要接入一路壓縮空氣，能耗較高。

中國發(fā)明專利申請公告號cn104190253a，焦?fàn)t煙氣首先經(jīng)回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器一級升溫，再經(jīng)過后端煙道內(nèi)管道燃燒器二級升溫后與氨/空氣混合器混合后噴入scr反應(yīng)器。中國發(fā)明專利申請公告號cn105727744a，公開了一種通過兩級溫控加熱稀釋風(fēng)與氨氣，并用于scr脫硝反應(yīng)中。中國發(fā)明專利申請公告號cn105716102a，公開了一種將引風(fēng)機(jī)與脫硫裝置之間的連接煙道上抽取的熱煙氣回用做稀釋風(fēng)機(jī)的噴氨稀釋風(fēng)進(jìn)行scr脫硝反應(yīng),但由于其scr是在300-400度反應(yīng)，且需要有催化劑，并沒有進(jìn)行熱煙氣的有效利用。中國發(fā)明專利授權(quán)公告號cn204672138u，公開了一種用于煙氣脫硝系統(tǒng)的稀釋風(fēng)加熱裝置，用脫硝反應(yīng)器出口的熱煙氣加熱稀釋風(fēng)，從而減少額外能源的消耗。

上述專利均是通過額外能耗或換熱加熱進(jìn)入scr反應(yīng)器的稀釋風(fēng)，但是并未考慮還原劑與煙氣中nox混合均勻程度及scr脫硝效率。

綜上所述，現(xiàn)有燃煤電廠煙氣處理過程中普遍存在脫硝效率不高，氨逃逸量大，催化劑磨損嚴(yán)重的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明提供一種煙氣回用強(qiáng)化sncr聯(lián)合scr的脫硝系統(tǒng)，該系統(tǒng)提升了還原劑利用效率，降低了氨逃逸，降低了還原劑噴入過程中對噴嘴的堵塞以及燒壞風(fēng)險，真正的達(dá)到了脫硝的高效低耗。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種煙氣回用強(qiáng)化sncr聯(lián)合scr的脫硝系統(tǒng)，包括供氨裝置、煙氣管道、混合器、鍋爐、scr反應(yīng)裝置和煙囪，所述供氨裝置與煙氣管道分別與混合器連通，所述混合器與鍋爐和scr反應(yīng)裝置分別連通，所述scr反應(yīng)裝置通過除塵裝置與煙囪連通，所述煙氣管道與除塵裝置與煙囪之間的管道連通，所述鍋爐上設(shè)置有噴槍，內(nèi)部設(shè)置有測溫系統(tǒng)，外部設(shè)置有控制系統(tǒng)，所述噴槍與混合器連通，所述控制系統(tǒng)可根據(jù)測溫系統(tǒng)所測的溫度控制噴槍工作。

所述供氨裝置包括液氨儲罐、氨氣化器和緩沖罐，所述液氨儲罐依次通過氨氣化器和緩沖罐與混合器連通。

所述鍋爐的出煙口與scr反應(yīng)裝置的進(jìn)煙口連通，所述混合器與scr反應(yīng)裝置的進(jìn)煙口連通。

所述scr反應(yīng)裝置的進(jìn)煙口處設(shè)置有噴氨格柵。

所述噴槍通過集氣管與混合器連通，所述集氣管上設(shè)置有溫控閥，該溫控閥通過控制系統(tǒng)與測溫系統(tǒng)連接。

所述噴槍至少有兩個，分別位于鍋爐內(nèi)的不同溫度區(qū)域。

所述煙氣管道上設(shè)置有風(fēng)機(jī)。

所述煙氣管道與煙囪之間還設(shè)置有脫硫裝置。

所述噴槍的材質(zhì)采用耐磨耐高溫鋼或耐火材料。

所述混合器內(nèi)混合后的氨氣體積濃度為10%-20%。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為：

1、部分煙氣作為稀釋氣分回用，不僅可以回收部分余熱，而且可以降低系統(tǒng)中nox排放量、氨使用量，提高氨液利用率及脫硝效率，使nox脫硝效率達(dá)99%以上，氨逃逸小于3ppm。同時，大流量的熱煙氣作為稀釋氣分可以降低噴嘴及匯管內(nèi)外溫差，降低噴嘴被燒壞的風(fēng)險。

2、sncr+scr聯(lián)合脫硝提高了脫硝效率及氨氣利用率，減小了還原劑用量，降低了氨逃逸量。

3、簡化了還原劑噴射系統(tǒng)及流場混合系統(tǒng)。相比于scr技術(shù)，由于還原劑在脫硝系統(tǒng)中停留時間短，為了使得還原劑與nox能夠很好的混合，對還原劑噴射系統(tǒng)及流場混合系統(tǒng)要求較高。本發(fā)明延長了還原劑的停留時間及降低了還原劑與nox的混合難度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝系統(tǒng)示意圖。

圖中：1為液氨儲罐、2為氨氣化器、3為緩沖罐、4為煙氣管道、5為混合器、6為鍋爐、7為scr反應(yīng)裝置、8為煙囪、9為除塵裝置、10為噴槍、11為測溫系統(tǒng)、12為控制系統(tǒng)、13為噴氨格柵、14為溫控閥、15為風(fēng)機(jī)、16為脫硫裝置。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，一種煙氣回用強(qiáng)化sncr聯(lián)合scr的脫硝系統(tǒng)，液氨從液氨儲罐1輸送到氨氣化器2后經(jīng)由緩沖罐3緩沖后被輸送到混合器5，經(jīng)過除塵后的部分煙氣（主要包含二氧化碳、二氧化硫、氨氣、硫酸銨等，溫度為150℃-200℃）作為稀釋氣分被風(fēng)機(jī)通過煙氣管道4輸送至混合器5與氨氣混合，混合后的氣體中，氨氣的體積濃度控制在10%-20%，稀釋后的氨氣通過噴槍10在合適溫度區(qū)域噴入鍋爐6的爐膛內(nèi)。氨氣噴入位置由安裝在爐膛內(nèi)的測溫系統(tǒng)11及控制系統(tǒng)12調(diào)控(在鍋爐不同負(fù)荷情況下，爐內(nèi)溫度分布不同)，在煙氣溫度約為900℃位置處開始氨氣與nox的反應(yīng)。未反應(yīng)的氨氣隨著煙道進(jìn)入scr反應(yīng)裝置7內(nèi)，在催化劑的作用下繼續(xù)與nox反應(yīng)，最終在催化劑出口完成聯(lián)合脫硝反應(yīng)。同時，可根據(jù)鍋爐燃燒負(fù)荷等操作條件下產(chǎn)生的nox多少，調(diào)節(jié)噴入爐膛的氨氣流量以及決定是否在scr反應(yīng)裝置7前噴入氨氣。最終達(dá)到煙氣中nox的高效脫除及氨的低量逃逸。

本發(fā)明在回用除塵后的部分帶溫?zé)煔庾鳛檫€原劑的稀釋氣分，通過溫控系統(tǒng)根據(jù)鍋爐不同負(fù)荷下區(qū)域溫度不同，控制大流量低濃度的帶溫氨氣在不同位置噴入爐膛內(nèi)，保證帶溫還原劑與煙氣中nox在900℃左右接觸開始反應(yīng)。未反應(yīng)的還原劑隨著煙氣進(jìn)入scr反應(yīng)器中，在催化劑的作用下，混合均勻nox的與還原劑繼續(xù)高效反應(yīng)。大流量低濃度的帶溫氨氣既降低了噴嘴被燒壞的風(fēng)險，又提高了sncr反應(yīng)效率。同時，低濃度的還原劑能夠很好的與煙氣中nox混合，極大的提高了scr脫硝效率。回用的煙氣還可以使得未反應(yīng)的還原劑與nox再次返回爐膛進(jìn)行二次反應(yīng)，使得排出系統(tǒng)中的氨、nox總量進(jìn)一步降低。

實(shí)施例

下面結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。但是，應(yīng)該明白，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。下列實(shí)施例中未注明具體條件的試驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。除非另有說明，所有的百分比和份數(shù)按重量計。

在一個330mw規(guī)模電廠機(jī)組的煤粉爐脫硝系統(tǒng)中，按照本發(fā)明的方法，采用煙氣回用作為稀釋風(fēng)，稀釋后的氨氣通過噴嘴在煙氣溫度約為900℃處噴入爐膛內(nèi)使得氨氣與nox開始反應(yīng)。(氨氣噴入位置由安裝在爐膛內(nèi)的測溫系統(tǒng)及控制系統(tǒng)調(diào)控)。未反應(yīng)的氨氣隨著煙道進(jìn)入scr催化劑層內(nèi)，在催化劑的作用下繼續(xù)與nox反應(yīng)，最終在催化劑出口完成聯(lián)合脫硝反應(yīng)。其具體運(yùn)作過程及效果描述如下：

1.物料性質(zhì)及相關(guān)參數(shù)

鍋爐滿負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，煙氣中nox濃度約為800mg/nm3，煙氣流量約為1158266nm3/h，高溫過熱器出口溫度約為919℃，高溫再熱器進(jìn)口溫度約為912℃。

2.實(shí)施過程

液氨經(jīng)氨氣化器氣化后送入氨氣緩沖罐，穩(wěn)定后的氨氣經(jīng)混合器與回用煙氣混合，根據(jù)氨氮摩爾比為1.2:1計算，液氨消耗量為630kg/h。設(shè)計含氨混合煙氣中氨體積濃度為10%，故實(shí)際回用煙氣流量約4277m3/h，流量約為4752m3/h含氨的混合煙氣經(jīng)噴槍噴入爐膛內(nèi)。根據(jù)測溫系統(tǒng)及控制系統(tǒng)控制氨氣噴入位置為高溫過熱器出口與高溫再熱器進(jìn)口之間，與還原劑接觸的煙氣溫度約為900℃。在合適的溫度窗口內(nèi)，還原劑與nox快速發(fā)生反應(yīng)，未反應(yīng)的還原劑在煙道內(nèi)與煙氣在進(jìn)入scr反應(yīng)器前均勻混合。進(jìn)入scr反應(yīng)器后，在催化劑的作用下還原劑與nox進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)過回用煙氣強(qiáng)化后的sncr聯(lián)合scr兩級脫硝后，煙氣中含量nox約為10mg/m3（標(biāo)態(tài)，干基，6%o2），氨含量小于3ppm。煙氣經(jīng)過除塵后，流量約4277m3/h的煙氣作為稀釋氣分繼續(xù)回用，并進(jìn)一步脫除煙氣中的nox與再次利用煙氣中殘留的氨。

3.結(jié)果分析

通過使用煙氣回用強(qiáng)化sncr聯(lián)合scr脫硝系統(tǒng)后，煙氣脫硝率達(dá)99%，排放濃度低于30mg/m3，氨含量小于3ppm，達(dá)到了超低排放標(biāo)準(zhǔn)。同時，氨使用量減少10%，氨逃逸總量降低5%。

此外，通過煙氣作為稀釋氣分回用強(qiáng)化sncr聯(lián)合scr脫硝系統(tǒng)，大流量低濃度的氨煙氣通過噴嘴噴入爐膛，帶走了大量熱量，降低了噴嘴燒壞的風(fēng)險，延長了噴槍使用壽命，降低了生產(chǎn)成本，真正做到了低成本高效脫硝。

上面僅對本發(fā)明的較佳實(shí)施例作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化，各種變化均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。