CN106139871A - 一种改进的co焚烧炉sncr脱硝装置及其脱硝方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进的CO焚烧炉SNCR脱硝装置及其脱硝方法，包括串联连接的液氨储罐、蒸发器、缓冲罐、混合器和喷射机构，喷射机构与CO焚烧炉相连，混合器上连接有旁路进气管和进风管，所述喷射机构包括位于CO焚烧炉顶部的第一喷射枪和位于CO焚烧炉底部的第二喷射枪，在CO焚烧炉中部设置有若干个第三喷射枪，第三喷射枪在CO焚烧炉的两侧交错设置，相邻两个喷射枪之间设置有隔板，CO焚烧炉顶部的排烟口连接有过滤水槽，过滤水槽通过旁路回流管连接至CO焚烧炉，旁路回流管与旁路回流管的连接点位于最高位置的第二喷射枪与第一喷射枪之间。本发明还提供了一种SNCR脱硝方法。本发明能够改进现有技术的不足，实现SNCR脱硝装置的低温高效运行。

Description

一种改进的CO焚烧炉SNCR脱硝装置及其脱硝方法

技术领域

本发明涉及烟气处理技术领域，尤其是一种改进的CO焚烧炉SNCR脱硝装置及其脱硝方法。

背景技术

炼厂FCC再生器出口的烟气中CO含量较高，是不被允许直接排放的，需要上一个CO焚烧炉。CO焚烧炉的高温可以给SNCR脱硝装置提供一个高温环境。但是，CO焚烧炉700℃～800℃的燃烧温度与SNCR脱硝最佳反应温度900-1000℃还有一定的距离。所以现有技术中就通过对SNCR脱硝装置进行二次加热，使之达到最佳反应温度。这种方式能源消耗大，运行成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改进的CO焚烧炉SNCR脱硝装置及其脱硝方法，能够解决现有技术的不足，实现SNCR脱硝装置的低温高效运行。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种改进的CO焚烧炉SNCR脱硝装置，包括串联连接的液氨储罐、蒸发器、缓冲罐、混合器和喷射机构，喷射机构与CO焚烧炉相连，混合器上连接有旁路进气管和进风管，所述喷射机构包括位于CO焚烧炉顶部的第一喷射枪和位于CO焚烧炉底部的第二喷射枪，在CO焚烧炉中部设置有若干个第三喷射枪，第三喷射枪在CO焚烧炉的两侧交错设置，相邻两个喷射枪之间设置有隔板，CO焚烧炉顶部的排烟口连接有过滤水槽，过滤水槽通过旁路回流管连接至CO焚烧炉，旁路回流管与旁路回流管的连接点位于最高位置的第二喷射枪与第一喷射枪之间。

作为优选，所述第一喷射枪内设置有第一喷射管路，第一喷射管路内设置有若干层折流层，折流层包括若干个平行设置的折流板，折流板为弯折形状，折流板两侧的弯折部位等长，折流板弯折的角度为25°～35°，折流板弯折的方向朝向第一喷射管路的出口处，第一喷射管路的出口处设置有第一金属丝网层，第一喷射管路的外侧包裹有第一加热层。

作为优选，所述同层的相邻两个折流板的间隙与折流板的宽度之比为1∶2，不同层的折流板之间交错设置。

作为优选，所述第二喷射枪内设置有第二喷射管路，第二喷射管路内设置有孔板，孔板上的通孔的直径为0.1mm～0.3mm，第二喷射管路的外侧设置有旁路管，旁路管的两端分别位于孔板的两侧，旁路管的出射方向与第二喷射管路的出射方向相反，其夹角为130°～150°，旁路管出射口的下方设置有挡板，第二喷射管路的出口处设置有雾化机构。

作为优选，所述雾化机构包括缩口，缩口出口处设置有空腔，空腔内填充有弹簧片，缩口的外侧包裹有第二加热层。

作为优选，所述第三喷射枪包括第三喷射管路，第三喷射管路外侧套接有第四喷射管路，第四喷射管路内设置有超声波雾化器和第三加热层。

作为优选，所述第三喷射管路的内径与第三喷射管路和第四喷射管路之间的间距之比为7∶1。

一种使用上述的改进的CO焚烧炉SNCR脱硝装置的脱硝方法，包括以下步骤：

A、液氨从液氨储罐流出，通过蒸发器气化，进过缓冲罐稳压后在混合器中与氢气混合，然后通入空气进行稀释；混合气体中氨气和氢气的含量分别为3.5wt％和7wt％，余量为空气；

B、将混合气体通过第一喷射枪、第二喷射枪和第三喷射枪向CO焚烧炉内喷射；第一喷射枪的喷射压力为4bar～5bar，喷射为950℃～1050℃，第二喷射枪的喷射压力为2.5bar～4bar，喷射温度为650℃～700℃，第三喷射枪的喷射压力为3.5bar～4.5bar，喷射温度为700℃～800℃；CO焚烧炉的燃烧温度与第三喷射枪的喷射温度相等；

C、CO焚烧炉内的烟气经过燃烧，进入过滤水槽，过滤水槽中50％～70％的烟气通过旁路回流管回流入CO焚烧炉内。

作为优选，步骤B中，在第一喷射枪内注入二氧化硫气体，使得二氧化硫气体占混合气体整体的1wt％～1.5wt％；步骤C中，过滤水槽内的水含有10wt％～15wt％的氢氧化钠。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：因FCC装置CO焚烧炉特殊性，温度在850℃以下，不在SNCR的最佳反应温度区间内，故本发明依托炼厂现有条件，与还原剂一起加入废氢气，增加反应的活性基团，扩大SNCR的反应窗口，向低温方向发展，适用于FCC装置CO焚烧炉工况。本发明通过对CO焚烧炉内还原气体的喷射结构的改进，使还原气体在CO焚烧炉内形成分层脱硝反应的环境，然后通过对不同位置的还原气体进行具有针对性的加热，提高各个反应层的反应效率。还原气体的成分针对CO焚烧炉分层反应的结构设计，可以有效降低SNCR脱硝反应的最佳温度区间，从而减少额外的能源消耗。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

图2是本发明一个具体实施方式中第一喷射枪的结构图。

图3是本发明一个具体实施方式中第二喷射枪的结构图。

图4是本发明一个具体实施方式中第三喷射枪的结构图。

图5是本发明一个具体实施方式中隔板上风机的结构图。

图中：1、液氨储罐；2、蒸发器；3、缓冲罐；4、混合器；5、CO焚烧炉；6、第一喷射枪；7、第二喷射枪；8、第三喷射枪；9、隔板；10、排烟口；11、过滤水槽；12、旁路回流管；13、第一喷射管路；14、折流板；15、第一金属丝网层；16、第一加热层；17、第二喷射管路；18、孔板；19、旁路管；20、挡板；21、缩口；22、空腔；23、弹簧片；24、第三喷射管路；25、第四喷射管路；26、超声波雾化器；27、第三加热层；28、第二加热层；29、旁路进气管；30、进风管；31、风机；32、外壳；33、通气孔；34、叶轮。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

参照图1-5，本发明一个具体实施方式包括串联连接的液氨储罐1、蒸发器2、缓冲罐3、混合器4和喷射机构，喷射机构与CO焚烧炉5相连，混合器4上连接有旁路进气管29和进风管30，所述喷射机构包括位于CO焚烧炉5顶部的第一喷射枪6和位于CO焚烧炉5底部的第二喷射枪7，在CO焚烧炉5中部设置有四个第三喷射枪8，第三喷射枪8在CO焚烧炉5的两侧交错设置，相邻两个喷射枪之间设置有隔板9，CO焚烧炉5顶部的排烟口10连接有过滤水槽11，过滤水槽11通过旁路回流管12连接至CO焚烧炉5，旁路回流管12与旁路回流管12的连接点位于最高位置的第二喷射枪7与第一喷射枪6之间。第一喷射枪6内设置有第一喷射管路13，第一喷射管路13内设置有若干层折流层，折流层包括若干个平行设置的折流板14，折流板14为弯折形状，折流板14两侧的弯折部位等长，折流板14弯折的角度为31°，折流板14弯折的方向朝向第一喷射管路13的出口处，第一喷射管路13的出口处设置有第一金属丝网层15，第一喷射管路13的外侧包裹有第一加热层16。同层的相邻两个折流板14的间隙与折流板14的宽度之比为1∶2，不同层的折流板14之间交错设置。同层的相邻两个折流板14的间隙与折流板14的宽度之比为1∶2，不同层的折流板14之间交错设置。第二喷射枪7内设置有第二喷射管路17，第二喷射管路17内设置有孔板18，孔板18上的通孔的直径为0.2mm，第二喷射管路17的外侧设置有旁路管19，旁路管19的两端分别位于孔板18的两侧，旁路管19的出射方向与第二喷射管路17的出射方向相反，其夹角为140°，旁路管19出射口的下方设置有挡板20，第二喷射管路17的出口处设置有雾化机构。雾化机构包括缩口21，缩口21出口处设置有空腔22，空腔22内填充有弹簧片23，缩口21的外侧包裹有第二加热层28。第三喷射枪8包括第三喷射管路24，第三喷射管路24外侧套接有第四喷射管路25，第四喷射管路25内设置有超声波雾化器26和第三加热层27。第三喷射管路24的内径与第三喷射管路24和第四喷射管路25之间的间距之比为7∶1。在每个隔板9的顶部设置有风机31，风机31水平设置，风机31包括外壳32，外壳32上竖直设置有若干个通气孔33，外壳32内水平方向设置有叶轮34。

使用上述改进的CO焚烧炉SNCR脱硝装置的脱硝方法，包括以下步骤：

A、液氨从液氨储罐1流出，通过蒸发器2气化，进过缓冲罐3稳压后在混合器4中与氢气混合，然后通入空气进行稀释；混合气体中氨气和氢气的含量分别为3.5wt％和7wt％，余量为空气；

B、将混合气体通过第一喷射枪6、第二喷射枪7和第三喷射枪8向CO焚烧炉5内喷射；第一喷射枪6的喷射压力为4.8bar，喷射为990℃，第二喷射枪7的喷射压力为3.1bar，喷射温度为660℃，第三喷射枪8的喷射压力为4.2bar，喷射温度为740℃；CO焚烧炉5的燃烧温度与第三喷射枪8的喷射温度相等；

C、CO焚烧炉5内的烟气经过燃烧，进入过滤水槽11，过滤水槽11中55％的烟气通过旁路回流管12回流入CO焚烧炉5内。

其中，步骤B中，在第一喷射枪6内注入二氧化硫气体，使得二氧化硫气体占混合气体整体的1.2wt％；步骤C中，过滤水槽11内的水含有12wt％的氢氧化钠。

此外，发明人发现，在混合气体中混入1wt％～2wt％的甲烷，可以明显提升SNCR脱硝的反应效率。本实施例中根据混合气体的组合，甲烷含量优选为1.1wt％。

本发明可以在低温环境下大幅度提高SNCR脱硝反应的效率，经过长时间运行测试，本发明的SNCR脱硝效率可以在现有技术中30％-50％的基础上提高至65％-75％，已经接近了SCR脱硝的水平。而且能耗可以在现有技术的基础上降低20％以上。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种改进的CO焚烧炉SNCR脱硝装置及其脱硝方法，包括串联连接的液氨储罐(1)、蒸发器(2)、缓冲罐(3)、混合器(4)和喷射机构，喷射机构与CO焚烧炉(5)相连，混合器(4)上连接有旁路进气管(29)和进风管(30)，其特征在于：所述喷射机构包括位于CO焚烧炉(5)顶部的第一喷射枪(6)和位于CO焚烧炉(5)底部的第二喷射枪(7)，在CO焚烧炉(5)中部设置有若干个第三喷射枪(8)，第三喷射枪(8)在CO焚烧炉(5)的两侧交错设置，相邻两个喷射枪之间设置有隔板(9)，CO焚烧炉(5)顶部的排烟口(10)连接有过滤水槽(11)，过滤水槽(11)通过旁路回流管(12)连接至CO焚烧炉(5)，旁路回流管(12)与旁路回流管(12)的连接点位于最高位置的第二喷射枪(7)与第一喷射枪(6)之间。

2.根据权利要求1所述的改进的CO焚烧炉SNCR脱硝装置，其特征在于：所述第一喷射枪(6)内设置有第一喷射管路(13)，第一喷射管路(13)内设置有若干层折流层，折流层包括若干个平行设置的折流板(14)，折流板(14)为弯折形状，折流板(14)两侧的弯折部位等长，折流板(14)弯折的角度为25°～35°，折流板(14)弯折的方向朝向第一喷射管路(13)的出口处，第一喷射管路(13)的出口处设置有第一金属丝网层(15)，第一喷射管路(13)的外侧包裹有第一加热层(16)。

3.根据权利要求2所述的改进的CO焚烧炉SNCR脱硝装置，其特征在于：所述同层的相邻两个折流板(14)的间隙与折流板(14)的宽度之比为1∶2，不同层的折流板(14)之间交错设置。

4.根据权利要求1所述的改进的CO焚烧炉SNCR脱硝装置，其特征在于：所述第二喷射枪(7)内设置有第二喷射管路(17)，第二喷射管路(17)内设置有孔板(18)，孔板(18)上的通孔的直径为0.1mm～0.3mm，第二喷射管路(17)的外侧设置有旁路管(19)，旁路管(19)的两端分别位于孔板(18)的两侧，旁路管(19)的出射方向与第二喷射管路(17)的出射方向相反，其夹角为130°～150°，旁路管(19)出射口的下方 设置有挡板(20)，第二喷射管路(17)的出口处设置有雾化机构。

5.根据权利要求4所述的改进的CO焚烧炉SNCR脱硝装置，其特征在于：所述雾化机构包括缩口(21)，缩口(21)出口处设置有空腔(22)，空腔(22)内填充有弹簧片(23)，缩口(21)的外侧包裹有第二加热层(28)。

6.根据权利要求1所述的改进的CO焚烧炉SNCR脱硝装置，其特征在于：所述第三喷射枪(8)包括第三喷射管路(24)，第三喷射管路(24)外侧套接有第四喷射管路(25)，第四喷射管路(25)内设置有超声波雾化器(26)和第三加热层(27)。

7.根据权利要求6所述的改进的CO焚烧炉SNCR脱硝装置，其特征在于：所述第三喷射管路(24)的内径与第三喷射管路(24)和第四喷射管路(25)之间的间距之比为7∶1。

8.一种使用上述权利要求1所述的改进的CO焚烧炉SNCR脱硝装置的脱硝方法，其特征在于包括以下步骤：

A、液氨从液氨储罐(1)流出，通过蒸发器(2)气化，进过缓冲罐(3)稳压后在混合器(4)中与氢气混合，然后通入空气进行稀释；混合气体中氨气、氢气的含量分别为3.5wt％和7wt％，余量为空气；

B、将混合气体通过第一喷射枪(6)、第二喷射枪(7)和第三喷射枪(8)向CO焚烧炉(5)内喷射；第一喷射枪(6)的喷射压力为4bar～5bar，喷射为950℃～1050℃，第二喷射枪(7)的喷射压力为2.5bar～4bar，喷射温度为650℃～700℃，第三喷射枪(8)的喷射压力为3.5bar～4.5bar，喷射温度为700℃～800℃；CO焚烧炉(5)的燃烧温度与第三喷射枪(8)的喷射温度相等；

C、CO焚烧炉(5)内的烟气经过燃烧，进入过滤水槽(11)，过滤水槽(11)中50％～70％的烟气通过旁路回流管(12)回流入CO焚烧炉(5)内。

9.根据权利要求8所述的改进的CO焚烧炉SNCR脱硝装置的脱硝方法，其特征在于：步骤B中，在第一喷射枪(6)内注入二氧化硫气体， 使得二氧化硫气体占混合气体整体的1wt％～1.5wt％；步骤C中，过滤水槽(11)内的水含有10wt％～15wt％的氢氧化钠。