CN104874270A - 采用异氰酸气体脱硝的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种采用异氰酸气体脱硝的方法及系统，所述的方法及系统是利用气化装置制备出能与烟气中NO气体反应的异氰酸气体，并导入到高温烟气通道内，以发生化学反应生成N2、CO2、H2O气体排出。本发明采用异氰酸气体与烟气中的NO化物反应而达到脱硝目的，烟气经脱硝后NOX排放浓度小于50mg/Nm3，脱硝率在90％以上，达到NOX超低排放浓度小于50mg/m3的要求。在异氰酸气体脱硝技术系统设计上，采用自动调节方式，通过监测数据，自动调整三聚氰酸的给料量和异氰酸气体的喷入量，达到完全反应所需的处理效果。

Description

采用异氰酸气体脱硝的方法及系统
技术领域
本发明涉及一种采用异氰酸气体脱硝的方法及系统。
背景技术
随着国家经济的不断发展，环境保护已经成为持续发展的重要议题。当前大面积发生的大气雾霾已严重影响着人类的正常生活，雾霾形成的根本原因是二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘等污染物超标排放，其中氮氧化物的年排放量已超过2000多万吨，根据国家排放限制要求，氮氧化物排放浓度必须控制在50mg/Nm3以内。
当前SCR(选择性催化还原技术)和SNCR(选择性非催化还原技术)是应用最广泛的两种技术，但是此两项技术不能满足新的国家环保要求。另外，SCR的核心部件-催化剂特别容易中毒，严重影响着脱硝系统的正常使用且增加了运行成本；SNCR对烟气温度有着较高的要求，温度的波动会直接影响系统的脱硝效果；SCR+SNCR联合使用的技术具有两项技术缺陷的同时，还大大增加了工程投资。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种采用异氰酸气体脱硝的方法及系统。
为达到上述目的，本发明所述一种采用异氰酸气体脱硝的方法，所述的方法是利用气化装置制备出能与烟气中NO气体反应的异氰酸气体，并导入到高温烟气通道内，以发生化学反应生成N2、CO2、H2O气体排出。
优选地，所述的方法具体步骤为：
将三聚氰酸原料注入到气化装置内；
利用气化装置将三聚氰酸在300-400℃温度下分解生产异氰酸气体；
将异氰酸气体利用喷枪装置喷入到高温烟气通道内，并与烟气中的NO气体反应以生成N2、CO2、H2O气体排出。
优选地，所述的将三聚氰酸原料注入到气化装置内的具体步骤为：
将三聚氰酸原料存入到存储装置内；
通过计量装置对高温烟气中的NO气体含量实时监测；
存储装置上的给料装置根据NO气体含量的检测数据、以及NO气体含量与三聚氰酸重量的预设比例向气化装置注入三聚氰酸原料。
优选地，所述的将异氰酸气体利用喷枪装置喷入到高温烟气通道内的具体步骤为：利用喷枪装置上的气体喷入调整装置根据NO气体含量的检测数据、以及NO气体含量与异氰酸气体喷入量的预设比例向高温烟气通道喷入异氰酸气体。
优选地，所述的方法的步骤还包括有：利用喷雾装置向高温烟气通道内喷入NaCO3溶液。
为达到上述目的，本发明所述一种采用异氰酸气体脱硝的系统，至少包括存储装置、给料装置、计量装置、气化装置、喷枪装置，其中；
存储装置，用于存储三聚氰酸原料；
计量装置，用于对高温烟气中的NO气体含量实时监测，并将监测数据发送到给料装置；
给料装置，设置在存储装置上，用于根据NO气体含量的检测数据、以及NO气体含量与三聚氰酸重量的预设比例向气化装置注入三聚氰酸原料；
气化装置，用于将三聚氰酸在300-400℃温度下分解生产异氰酸气体；
喷枪装置，用于将异氰酸气体喷入到高温烟气通道内。
优选地，所述系统还包括有气体喷入调整装置，其设置在所述喷枪装置上， 用于根据NO气体含量的检测数据、以及NO气体含量与异氰酸气体喷入量的预设比例向高温烟气通道喷入异氰酸气体。
优选地，所述系统还包括有喷雾装置，用于向高温烟气通道内喷入NaCO3溶液。
本发明的有益效果为：
(1)、本发明采用异氰酸气体与烟气中的NO化物反应而达到脱硝目的，烟气经脱硝后NOX排放浓度小于50mg/Nm3，脱硝率在90％以上，达到NOX超低排放浓度小于50mg/m3的要求。
(2)、本发明具有施工方便，储存输送和气化装置是定型产品，气化装置可直接安装于350℃温度段，反应区设置在高温烟气区部位，不需要进行很大的施工量；设备投资少，与SCR相比较，工程造价可节约60％，且不需要更换昂贵的催化剂，与SNCR相比较，工程造价可节约5％；运行成本低，总的运行费用是SCR的30％，是SNCR的95％；同时具有适用范围广的特点，是一项具有广泛应用前景的脱硝技术，对于解决我国目前的脱硝难题具有重要的现实意义。
(3)、本发明克服了现有SCR技术的催化剂投资大、烟气成分影响大、运行成本高等诸多缺点，克服了SNCR技术的反应温度高、还原剂与烟气混合程度差、脱硝效率低、氨气逸出量大等缺点。
(4)、本发明不用催化剂，解决了目前我国脱硝催化剂质量不高、生产成本高、烟气成分影响大、运行费用高等一系列重要问题。
(5)、本发明在使用过程中对生产设备的影响很小。
(6)、在异氰酸气体脱硝技术系统设计上，采用自动调节方式，通过监测数据，自动调整三聚氰酸的给料量和异氰酸气体的的喷入量，达到完全反应所需的处理效果。
(7)、本发明系统采用气气混合反应过程，其适应性、稳定性、脱硝效率比液气混合更好，对系统工况影响小。
(8)、本发明系统采用气化反应方法，利用节热气体就能完成，对生产本体不会造成影响。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的描述。
本发明所述一种采用异氰酸气体脱硝的方法，所述的方法是利用气化装置制备出能与烟气中NO气体反应的异氰酸气体，并导入到高温烟气通道内。异氰酸气体(HNCO)与高温烟气混合后迅速与烟气中的NO反应，生成N2、CO2、H2O并排出，达到脱硝的目的。反应式如下：
C3H3N3O3→3HNCO
6HNCO+9NO→7.5N2+6CO2+3H2O
下面以具体实施例对上述脱硝方法进行解释说明：
实施例1：
本实施例所述方法具体包括以下步骤：
将三聚氰酸原料存入到存储装置内；
通过计量装置对高温烟气中的NO气体含量实时监测；
存储装置上的给料装置根据NO气体含量的检测数据、以及NO气体含量与三聚氰酸重量的预设比例向气化装置注入三聚氰酸原料；
利用气化装置将三聚氰酸在300-400℃温度下分解生产异氰酸气体；
将异氰酸气体利用喷枪装置喷入到高温烟气通道(850-1000℃)内，并与烟气中的NO气体反应以生成N2、CO2、H2O气体排出。
实施例2：
本实施例所述方法具体包括以下步骤：
将三聚氰酸原料存入到存储装置内；
通过计量装置对高温烟气中的NO气体含量实时监测；
存储装置上的给料装置根据NO气体含量的检测数据、以及NO气体含量与三聚氰酸重量的预设比例向气化装置注入三聚氰酸原料；
利用气化装置将三聚氰酸在300-400℃温度下分解生产异氰酸气体；
利用喷枪装置上的气体喷入调整装置根据NO气体含量的检测数据、以及NO气体含量与异氰酸气体喷入量的预设比例向高温烟气通道(850-1000℃)喷入异氰酸气体，并与烟气中的NO气体反应以生成N2、CO2、H2O气体排出。
实施例3：
本实施例所述方法具体包括以下步骤：
将三聚氰酸原料存入到存储装置内；
通过计量装置对高温烟气中的NO气体含量实时监测；
存储装置上的给料装置根据NO气体含量的检测数据、以及NO气体含量与三聚氰酸重量的预设比例向气化装置注入三聚氰酸原料；
利用气化装置将三聚氰酸在300-400℃温度下分解生产异氰酸气体；
利用喷枪装置上的气体喷入调整装置根据NO气体含量的检测数据、以及NO气体含量与异氰酸气体喷入量的预设比例向高温烟气通道(850-1000℃)喷入异氰酸气体，并与烟气中的NO气体反应以生成N2、CO2、H2O气体排出。
为使烟气中的NO化物反应的彻底，在高温烟气通道反应区还设立了喷雾装置，可根据烟气中的NO浓度，喷入适当浓度的NaCO3溶液，气化后的液体可以增强异氰酸的反应强度和速度，处理达标后的烟气排入到排空烟囱。
另外，需要说明的是：异氰酸气体脱硝技术的NO化物脱除效率与温度和反应时间有着密切的关系，其中温度的控制尤为重要，最佳反应温度为800℃， 温度过低会造成反应不完全，温度过高会影响NO化物的脱除效率，温度控制适宜脱硝效率可达80-95％。
实施例4：
本实施例所述一种采用异氰酸气体脱硝的系统，至少包括存储装置、给料装置、计量装置、气化装置、喷枪装置，其中；
存储装置，用于存储三聚氰酸原料；
计量装置，用于对高温烟气中的NO气体含量实时监测，并将监测数据发送到给料装置；
给料装置，设置在存储装置上，用于根据NO气体含量的检测数据、以及NO气体含量与三聚氰酸重量的预设比例向气化装置注入三聚氰酸原料；
气化装置，用于将三聚氰酸在300-400℃温度下分解生产异氰酸气体；
喷枪装置，用于将异氰酸气体喷入到高温烟气通道内。
实施例5：
本实施例与实施例4不同的地方在于：所述系统还包括有气体喷入调整装置，其设置在所述喷枪装置上，用于根据NO气体含量的检测数据、以及NO气体含量与异氰酸气体喷入量的预设比例向高温烟气通道喷入异氰酸气体。
实施例6：
本实施例与实施例5不同的地方在于：所述系统还包括有喷雾装置，用于向高温烟气通道内喷入NaCO3溶液。为使烟气中的NO化物反应的彻底，在高温烟气通道反应区还设立了喷雾装置，可根据烟气中的NO浓度，喷入适当浓度的NaCO3溶液，气化后的液体可以增强异氰酸的反应强度和速度，处理达标后的烟气排入到排空烟囱。
下面为本发明与传统脱硝方法的比较表：
本发明的有益效果为：
(1)、本发明采用异氰酸气体与烟气中的NO化物反应而达到脱硝目的，烟气经脱硝后NOX排放浓度小于50mg/Nm3，脱硝率在90％以上，达到NOX超低排放浓度小于50mg/m3的要求。
(2)、本发明具有施工方便，储存输送和气化装置是定型产品，气化装置可直接安装于350℃温度段，反应区设置在高温烟气区部位，不需要进行很大的施工量；设备投资少，与SCR相比较，工程造价可节约60％，且不需要更换昂贵的催化剂，与SNCR相比较，工程造价可节约5％；运行成本低，总的运行费用是SCR的30％，是SNCR的95％；同时具有适用范围广的特点，是一项具有广泛应用前景的脱硝技术，对于解决我国目前的脱硝难题具有重要的现实意义。
(3)、本发明克服了现有SCR技术的催化剂投资大、烟气成分影响大、运行成本高等诸多缺点，克服了SNCR技术的反应温度高、还原剂与烟气混合程度差、脱硝效率低、氨气逸出量大等缺点。
(4)、本发明不用催化剂，解决了目前我国脱硝催化剂质量不高、生产成本高、烟气成分影响大、运行费用高等一系列重要问题。
(5)、本发明在使用过程中对生产设备的影响很小。
(6)、在异氰酸气体脱硝技术系统设计上，采用自动调节方式，通过监测数据，自动调整三聚氰酸的给料量和异氰酸气体的的喷入量，达到完全反应所需的处理效果。
(7)、本发明系统采用气气混合反应过程，其适应性、稳定性、脱硝效率比液气混合更好，对系统工况影响小。
(8)、本发明系统采用气化反应方法，利用节热气体就能完成，对生产本体不会造成影响。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种采用异氰酸气体脱硝的方法，其特征在于，所述的方法是利用气化装置制备出能与烟气中NO气体反应的异氰酸气体，并导入到高温烟气通道内，以发生化学反应生成N2、CO2、H2O气体排出。
2.根据权利要求1所述的采用异氰酸气体脱硝的方法，其特征在于，所述的方法具体步骤为：
将三聚氰酸原料注入到气化装置内；
利用气化装置将三聚氰酸在300-400℃温度下分解生产异氰酸气体；
将异氰酸气体利用喷枪装置喷入到高温烟气通道内，并与烟气中的NO气体反应以生成N2、CO2、H2O气体排出。
3.根据权利要求2所述的采用异氰酸气体脱硝的方法，其特征在于，所述的将三聚氰酸原料注入到气化装置内的具体步骤为：
将三聚氰酸原料存入到存储装置内；
通过计量装置对高温烟气中的NO气体含量实时监测；
存储装置上的给料装置根据NO气体含量的检测数据、以及NO气体含量与三聚氰酸重量的预设比例向气化装置注入三聚氰酸原料。
4.根据权利要求2所述的采用异氰酸气体脱硝的方法，其特征在于，所述的将异氰酸气体利用喷枪装置喷入到高温烟气通道内的具体步骤为：利用喷枪装置上的气体喷入调整装置根据NO气体含量的检测数据、以及NO气体含量与异氰酸气体喷入量的预设比例向高温烟气通道喷入异氰酸气体。
5.根据权利要求2所述的采用异氰酸气体脱硝的方法，其特征在于，所述的方法的步骤还包括有：利用喷雾装置向高温烟气通道内喷入NaCO3溶液。
6.一种采用异氰酸气体脱硝的系统，其特征在于，至少包括存储装置、给料装置、计量装置、气化装置、喷枪装置，其中；
存储装置，用于存储三聚氰酸原料；
计量装置，用于对高温烟气中的NO气体含量实时监测，并将监测数据发送到给料装置；
给料装置，设置在存储装置上，用于根据NO气体含量的检测数据、以及NO气体含量与三聚氰酸重量的预设比例向气化装置注入三聚氰酸原料；
气化装置，用于将三聚氰酸在300-400℃温度下分解生产异氰酸气体；
喷枪装置，用于将异氰酸气体喷入到高温烟气通道内。
7.根据权利要求6所述的采用异氰酸气体脱硝的系统，其特征在于，所述系统还包括有气体喷入调整装置，其设置在所述喷枪装置上，用于根据NO气体含量的检测数据、以及NO气体含量与异氰酸气体喷入量的预设比例向高温烟气通道喷入异氰酸气体。
8.根据权利要求6所述的采用异氰酸气体脱硝的系统，其特征在于，所述系统还包括有喷雾装置，用于向高温烟气通道内喷入NaCO3溶液。
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