CN101890279B - 一种高效氨法脱硝工艺及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效氨法脱硝工艺及其装置，通过一氨气增温增压混合器首先常温预先雾化氨水溶液或尿素溶液，然后高温气化并增压后喷入烟气产生源的脱硝反应区内，使与烟气充分混合并接触反应。本发明将氨水溶液或尿素溶液的雾化、气化前置，使高温氨气混合均匀稳定后才通入烟气产生源反应区，可提升脱硝效果至70％左右，最高可达85％，并扩大了原SNCR的有效反应温度至800-1100℃，因此可称为高效高温氨法脱硝(HE-SNCR)系统。而且，由于采用氨法非催化的选择性还原反应，在高粉尘的条件仍达上述的脱硝效果，优于SCR或其它后处理段(低粉尘，低水气成份)的脱硝效果。

Description

一种高效氨法脱硝工艺及其装置
技术领域
本发明涉及烟气脱硝领域，特别是一种非触煤氨法脱硝(SNCR)的工艺以及装置。
背景技术
现有的SNCR系统的脱硝有效温度在850-1050℃之间，系统采用非触煤氨法脱硝，含水份80％的氨液体或尿素溶液在常温通过高压蒸气或压缩空气直接喷入温度反应区内雾化与烟气接触脱硝。在该工艺中，常温的雾化氨液体或尿素溶液在高温反应区直接与高温烟气热交换，会造成高温反应区内骤然冷却，而且时高温反应区内各区域的温度不均匀，从而导致导致脱硝效率低下，目前一般的脱硝效率仅为30-50％，而且系统在800℃时的脱硝效果几近零。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种高效氨法脱硝工艺，其脱硝效率提高，而范围温度范围更宽。
本发明的另一个目的是提供一种高效氨法脱硝装置。
本发明的目的是这样实现的：一种高效氨法脱硝工艺，包括以下顺序步骤：首先常温预先雾化氨水溶液或尿素溶液；然后高温气化；最后增压后喷入烟气产生源的脱硝反应区内，使与烟气充分混合并接触反应。
所述的脱硝反应温度为800-1100℃。
所述的高温气化采用单段或分段逐步增温的方式进行气化。
所述的高温气化中，循环利用烟气产生源排出烟气的热量对被雾化的氨水溶液或尿素溶液进行高温气化。
一种高效氨法脱硝装置，包括烟气产生源，其特征在于：还包括一氨气增温增压混合器，包括顺序设置的雾化段、加温段和增压段，该氨气增温增压混合器通过输送管路与烟气产生源连接，输送氨气进入烟气产生源的脱硝反应区内。
本发明将氨水溶液或尿素溶液的雾化、气化前置，使高温氨气混合均匀稳定后才通入烟气产生源反应区，可提升脱硝效果至70％左右，最高可达85％，并扩大了原SNCR的有效反应温度至800-1100℃，因此可称为高效高温氨法脱硝(HE-SNCR)系统。而且，由于采用氨法非催化的选择性还原反应，在高粉尘的条件仍达上述的脱硝效果，优于SCR或其它后处理段(低粉尘，低水气成份)的脱硝效果，如CSCR及采用活性焦碳或氧化铝为催化剂(触煤)的脱硝工艺。
附图说明
图1是本发明的工艺流程框图；
图2是本发明的装置示意图；
图3是本发明的氨气增温增压混合器的内部结构示意图。
具体实施方式
本发明是一种高效氨法脱硝工艺，包括以下顺序步骤：首先常温预先雾化氨水溶液或尿素溶液；然后高温气化；最后增压后喷入烟气产生源的脱硝反应区内，使与烟气充分混合并接触反应。其中，脱硝反应温度为800-1100℃。高温气化采用单段或分段增温的方式均可，采用分段逐步增温的方式进行气化时温度更为均匀稳定。并且，可循环利用烟气产生源排出烟气的热量对被雾化的氨水溶液或尿素溶液进行高温气化，实现环保节能高效。被雾化的氨水溶液或尿素溶液先与排放的中温烟气进行热交换，然后再与排放的高温烟气进行热交换，可以令到被增温的氨气的温度更加均匀。
实现上述工艺的装置，可包括氨气增温增压混合器1，烟气产生源(例如锅炉2、窑炉等)，烟气后处理器3，三者顺序连接。该氨气增温增压混合器1包括顺序设置的雾化段12、加温段13-15和增压段16，最后通过输送管路与锅炉2连接，输送氨气进入锅炉2的脱硝反应区21内。加温段中通过设置有热交换器、热混合器、电加热装置或外置增温装置，只要被雾化的氨水溶液或尿素溶液流经加温段时，能够实现对被均匀增温即可。较好的，加温段包括一个或以上。较好的，可利用锅炉排放的烟气作为热源进行热交换实现增温。位于上游加温段位置的热交换器与烟气后处理器3连通，位于下游加温段位置的热交换器与锅炉2连通。较好的，所述锅炉2的脱硝反应区21的氨气注入点包括两个以上。
以下通过具体的例子结合附图对本发明做进一步阐述，但本发明并不限于此特定例子。
实施例
如图1-3所示，本发明的工艺流程为：
步骤1.准备氨水溶液或尿素水溶液；
步骤2.将上述氨水溶液或尿素水溶液通入外置的氨气增温增压混合器1，通过注入段11，进入雾化段12进行雾化。
步骤3.雾化后的氨水溶液或尿素水溶液依次通过第一加温段13、第二加温段14和第三加温段15，进行分段增温气化，最后进入导流增压段16，形成温度压力均匀的氨气。各加温段中通过设置热交换器进行热交换增温。在本实施例中，为了环保节能，气化热源采用锅炉2或窑炉本身的高温烟气和中温烟气，如图2虚线箭头所示，实现循环利用，无需提供额外的热源。第一加温段13、第二加温段14的热交换器与烟气后处理器3排气端连通，经过烟气后处理器3的中温烟气通过管路分别输送到第一加温段13、第二加温段14，与雾化后的氨水溶液或尿素水溶液混合并进行热交换(步骤6)；第三加温段15的热交换器与锅炉2排气端22连通，由锅炉2排出的高温烟气通过管路输送到第三加温段15，与经步骤(6)增温的氨气混合并进行热交换(步骤5)。导流增压段16可通过连接增压风机进行增压，压力大小通过实际压损来设定。
步骤4.高温高压的氨气通过管路注入锅炉2的脱硝反应区，如图2所示，本实施例中注入点23设有两个，氨气以低于最低爆炸限值的浓度注入，完成高效脱硝。
在实际的雾化、气化、热混合交换器的设计中，按现场的不同情况作项目细设，并非是固定的标准装置。本发明在工艺上须按现场的情况，结合工程现况，通过长期积累的实践经验，以处理系统的质能平衡及流体热动力计算为基础，通过计算后，制定有效的氨气注入及分布点，其目的是使脱硝反应区尽可能均匀、稳定，从而使分区、分段注入气化氨水能够取得最大的脱硝效果及减除因气化氨水所须的额外能耗，以达节能减排的功效。
本发明为”HE_SNCR”高效氨法(选择性非催化还原)脱硝工艺，通过脱硝反应区外预雾化，高温汽化及热交换系统..等综合处理技术及设备，利用注入气化的含氨气体与NOx作选择性反应，在高粉尘的不利环境下，仍达到70％或以上(最低＞60％，一般在70％或以上，最高可在85％或以上)的脱硝效果。同时扩大了SNCR的反应下限，由850℃延到800℃，在下限温度仍有15-30％的脱硝效果，而以往的SNCR系统在800度摄氏时，脱硝效果几近零。

Claims (10)

1.一种高效氨法脱硝工艺，包括以下顺序步骤：首先常温预先雾化氨水溶液或尿素溶液；然后高温气化；最后增压后喷入烟气产生源的脱硝反应区内，使与烟气充分混合并接触反应。
2.根据权利要求1所述的高效氨法脱硝工艺，其特征在于：所述的脱硝反应温度为800-1100℃。
3.根据权利要求1所述的高效氨法脱硝工艺，其特征在于：所述的高温气化采用单段或分段逐步增温的方式进行气化。
4.根据权利要求1所述的高效氨法脱硝工艺，其特征在于：所述的高温气化中，循环利用烟气产生源排出烟气的热量对被雾化的氨水溶液或尿素溶液进行高温气化。
5.根据权利要求4所述的高效氨法脱硝工艺，其特征在于：所述的高温气化中，被雾化的氨水溶液或尿素溶液先与排放的中温烟气进行热交换，然后再与排放的高温烟气进行热交换。
6.一种高效氨法脱硝装置，包括烟气产生源，其特征在于：还包括一氨气增温增压混合器，包括顺序设置的雾化段、加温段和增压段，该氨气增温增压混合器通过输送管路与烟气产生源连接，输送氨气进入烟气产生源的脱硝反应区内。
7.根据权利要求6所述的高效氨法脱硝装置，其特征在于：所述的加温段包括一个或以上。
8.根据权利要求6所述的高效氨法脱硝装置，其特征在于：所述的加温段中通过设置热交换器、热混合器或电加热装置进行热交换增温。
9.根据权利要求7所述的高效氨法脱硝装置，其特征在于：所述的烟气产生源排气端连接有烟气后处理器，所述的加温段中，位于上游位置的热交换器/热混合器与烟气后处理器排气端连通，位于下游位置的热交换器/热混合器与烟气产生源排气端连通。
10.根据权利要求6所述的高效氨法脱硝装置，其特征在于：所述烟气产生源的脱硝反应区的氨气注入点包括两个以上。
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