CN106731798A - 颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统和脱硝方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统和脱硝方法，其中脱硝系统包括：排烟管道、蓄热体、脱硝蓄热体、旋风分离装置、脱硫装置和烟囱，其中，排烟管道与颗粒物料工业锅炉的烟气出口相连，排烟管道上设置有还原剂喷嘴；蓄热体设置在排烟管道内且位于还原剂喷嘴的下游，蓄热体适于预先回收烟气余热；脱硝蓄热体设置在排烟管道内且位于蓄热体的下游，脱硝蓄热体适于回收烟气余热和对烟气进行脱硝处理；旋风分离装置与排烟管道的出气口相连，旋风分离装置适于对烟气进行除尘处理；脱硫装置与旋风分离装置相连，脱硫装置适于除去烟气中的硫氧化物；以及烟囱与脱硫装置相连。利用该脱硝系统烟气无需除尘即可进行脱硝反应，操作简单，脱硝效率高。

Description

颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统和脱硝方法
技术领域
本发明属于烟气脱硝领域，具体而言，本发明涉及颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统和脱硝方法。
背景技术
随着我国经济的飞速发展，天然气、石油和煤等化石燃料等能源得到更加广泛的应用，使得环境问题日益严峻，因此引起了一系列环境问题，如酸雨、臭氧层破坏、温室效应等，使得我们的生存环境愈加严峻。我国以煤炭为主的能源结构决定了我国的氮氧化物和硫氧化物排放量一直处于居高不下的状况，大量污染性气体的排放，使得环境问题日益严峻，不仅严重影响我国人民的生产生活，而且不利于我国经济的可持续发展。因此，环境问题得到了国家越来越多的关注。
人类活动排放的NOX90％以上来自燃料燃烧过程。各种工业炉窑、民用炉灶、机动车及其他内燃机中的燃料高温燃烧时，燃料中的含氮物质氧化生成NOX，参与燃烧的空气或富氧空气中的N2和O2也会生成NOX。从能源结构来看，我国的一次能源和发电能源构成中，煤占据了绝对的主导地位。并且我国80％以上的煤是直接燃烧的，特别是用于电站、工业锅炉及民用锅炉中。因此，相当长的时期内，烟气中的NOX排放是导致我国大气NOX污染的一个主要因素，如何减少固定源排放的NOX是大气环境治理的一个重要课题。
烟气脱硝属于燃烧后处理技术，许多发达国家的排烟系统都需安装烟气脱硝装置。烟气脱硝方法较多，但目前得到大量工业应用的只有选择性催化还原法和选择性非催化还原法，其他方法目前均处于实验研究阶段或中试阶段。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出了颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统和脱硝方法，利用该脱硝系统和脱硝方法采用兼具蓄热和脱硝功能的脱硝蓄热体，表面光滑、耐磨，工艺简便可行，烟气无需除尘即可进行脱硝反应，操作简单，脱硝效率高。
根据本发明的一个方面，本发明提出了颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统，包括：
排烟管道，所述排烟管道与颗粒物料工业锅炉的烟气出口相连，所述排烟管道上设置有还原剂喷嘴；
蓄热体，所述蓄热体设置在所述排烟管道内且位于所述还原剂喷嘴的下游，所述蓄热体适于预先回收烟气余热；
脱硝蓄热体，所述脱硝蓄热体设置在所述排烟管道内且位于所述蓄热体的下游，所述脱硝蓄热体适于回收烟气余热和对烟气进行脱硝处理；
旋风分离装置，所述旋风分离装置与所述排烟管道的出气口相连，所述旋风分离装置适于对烟气进行除尘处理；
脱硫装置，所述脱硫装置与所述旋风分离装置相连，所述脱硫装置适于除去烟气中的硫氧化物；以及
烟囱，所述烟囱与所述脱硫装置相连。
由此，采用本发明实施例的颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统，将烟气在排烟管道内预先与还原剂进行混合，再利用蓄热体进行降温后在脱硝蓄热体内发生还原反应，对烟气进行脱硝处理。脱硝蓄热体是负载催化剂的蓄热体，兼具蓄热和脱硝的功能，通过脱硝蓄热体的蓄热作用，可以使脱硝蓄热体内的催化剂催化烟气和还原剂稳定在最适宜温度范围内进行脱硝反应，脱硝效率高。
另外，根据本发明上述实施例的颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述还原剂喷嘴为雾化喷嘴。
在本发明的一些实施例中，所述雾化喷嘴为氨水雾化喷嘴或者尿素雾化喷嘴。
在本发明的一些实施例中，所述蓄热体具有燃料气入口和热燃料气出口，所述热燃料气出口与所述颗粒物料工业锅炉的燃料入口相连。
在本发明的一些实施例中，所述脱硝蓄热体为球状、条状或蜂窝体状。
在本发明的一些实施例中，所述脱硝蓄热体为横截面为扇形的蜂窝状，所述扇形的角度为60°，半径为200mm，所述脱硝蓄热体上通孔截面为正方形，尺寸为20mm×20mm。
根据本发明的第二方面，本发明还提出了利用前面实施例所述的颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统处理颗粒物料工业锅炉烟气的方法，包括：
将颗粒物料工业锅炉烟气排入排烟管道，同时从所述排烟管道上的还原剂喷嘴喷入还原剂，使所述烟气与所述还原剂混合，得到混合烟气；
使所述混合烟气通过烟道内的蓄热体，以便对所述混合烟气进行降温并回收余热；
使经过所述降温的混合烟气通过脱硝蓄热体，以便催化所述混合烟气发生还原反应脱除氮氧化物；
使脱除氮氧化物的烟气进入旋风分离器，以便进行除尘处理；
使经过除尘处理后的烟气进入脱硫装置进行脱硫处理，以便得到净化后烟气；
将所述净化后烟气由烟囱排出。
由此，采用本发明实施例的颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统，将烟气在排烟管道内预先与还原剂进行混合，再利用蓄热体进行降温后在脱硝蓄热体内发生还原反应，对烟气进行脱硝处理。脱硝蓄热体是负载催化剂的蓄热体，兼具蓄热和脱硝的功能，通过脱硝蓄热体的蓄热作用，可以使脱硝蓄热体内的催化剂催化烟气和还原剂稳定在最适宜温度范围内进行脱硝反应，脱硝效率高。
另外，根据本发明上述实施例的颗粒物料工业锅炉烟气脱硝方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，上述实施例的脱硝方法进一步包括，将空气或者富氧空气通过蓄热后的所述蓄热体进行预热，并作为燃料用于颗粒物料工业锅炉，经过所述预热的空气或者富氧空气的温度为700-900摄氏度。
在本发明的一些实施例中，所述混合烟气发生还原反应的温度为350-650摄氏度。
在本发明的一些实施例中，所述脱硝蓄热体包括无机粉料、脱硝催化剂和添加剂，其中，所述无机粉料的负载量为50-100质量％，所述脱硝催化剂的负载量为5-40质量％，所述添加剂的负载量为1-10质量％，所述添加剂中含有搪瓷。
在本发明的一些实施例中，所述脱硝蓄热体通过下列步骤制备得到：
(1)将无机粉料、陶瓷粉末、搪瓷、粘结剂、增塑保湿剂、润滑剂和水进行混合、捏合和焙烧，以便得到蜂窝蓄热体；
(2)通过共沉淀法制备得到TiO2-Al2O3复合氧化物，并将所述TiO2-Al2O3复合氧化物与活性炭进行混合，得到脱硝催化剂载体溶液；
(3)利用偏钨酸铵、偏钒酸铵、氯化铁、氯化镧配制得到含有钨、钒、铁、镧的脱硝催化剂活性组分溶液；
(4)将蜂窝蓄热体在脱硝催化剂载体溶液内进行第一浸渍处理、干燥和焙烧；
(5)将经过步骤(4)处理后的蜂窝蓄热体在所述脱硝催化剂活性组分溶液进行第二浸渍、干燥和焙烧，以便获得所述脱硝蓄热体。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统的结构示意图。
图2是根据本发明一个实施例的颗粒物料工业锅炉烟气脱硝方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明的一个方面，本发明提出了颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统，下面参考图1描述本发明实施例的颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统，包括：排烟管道100、蓄热体200、脱硝蓄热体300、旋风分离装置400、脱硫装置500和烟囱600。
其中，排烟管道100与颗粒物料工业锅炉的烟气出口相连，排烟管道100上设置有还原剂喷嘴110；蓄热体200设置在排烟管道100内且位于还原剂喷嘴110的下游，蓄热体200适于预先回收烟气余热；脱硝蓄热体300设置在排烟管道100内且位于蓄热体200的下游，脱硝蓄热体300适于回收烟气余热和对烟气进行脱硝处理；旋风分离装置400与排烟管道100的出气口相连，旋风分离装置400适于对烟气进行除尘处理；脱硫装置500与旋风分离装置400相连，脱硫装置500适于除去烟气中的硫氧化物；以及烟囱600与脱硫装置500相连。
由此，采用本发明实施例的颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统，将烟气在排烟管道内预先与还原剂进行混合，再利用蓄热体进行降温后在脱硝蓄热体内发生还原反应，对烟气进行脱硝处理。脱硝蓄热体是负载催化剂的蓄热体，兼具蓄热和脱硝的功能，通过脱硝蓄热体的蓄热作用，可以使脱硝蓄热体内的催化剂催化烟气和还原剂稳定在最适宜温度范围内进行脱硝反应，脱硝效率高。
下面详细描述本发明具体实施例的颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统。
排烟管道100具有还原剂喷嘴110
根据本发明的实施例，排烟管道100与颗粒物料工业锅炉的烟气出口相连，排烟管道100上设置有还原剂喷嘴110。由此首先向从颗粒物料工业锅炉内排出的烟气中喷入还原剂。具体地，将颗粒物料工业锅炉烟气排入排烟管道100，同时从排烟管道100上的还原剂喷嘴110喷入还原剂，使烟气与还原剂混合，得到混合烟气。
根据本发明的具体实施例，还原剂喷嘴为雾化喷嘴。由此采用气泡雾化技术，使用高压压缩空气或富氧空气作为雾化介质，使还原剂喷出的瞬间雾化为小雾滴，雾滴颗粒可达到40μm以下，能够很好的与烟气混合均匀。
根据本发明的具体实施例，雾化喷嘴可以为氨水雾化喷嘴或者尿素雾化喷嘴。由此向烟气中喷入氨水或尿素作为还原剂。可以有效地还原烟气中的氧化物或者金属碱性化合物。
蓄热体200
根据本发明的实施例，蓄热体200设置在排烟管道100内且位于还原剂喷嘴110的下游，蓄热体200适于预先回收烟气余热。由此使混合烟气通过烟道内的蓄热体，以便对混合烟气进行降温并回收余热，以满足后续脱硝处理的温度要求。
根据本发明的具体实施例，蓄热体200具有燃料气入口210和热燃料气出口220，热燃料气出口220与颗粒物料工业锅炉的燃料入口相连。由此利用颗粒物料工业锅炉内产生的高温烟气对颗粒物料工业锅炉自身所用的燃料气进行预热，进而提高热能综合利用率，降低能耗。
根据本发明的具体实施例，颗粒物料工业锅炉内的实际运行温度为1000℃-1300℃，其刚刚排出的烟气温度能达到1000摄氏度以上。由此颗粒物料工业锅炉所用的助燃空气或富氧空气等燃料通过利用蓄热体200预热至700-900℃左右。进而充分利用了颗粒物料工业锅炉内燃烧产生的高温烟气的余热，可以有效维持颗粒物料工业锅炉内的温度，高效节能，能源利用率高。
脱硝蓄热体300
根据本发明的实施例，脱硝蓄热体300设置在排烟管道100内且位于蓄热体200的下游，脱硝蓄热体300适于回收烟气余热和对烟气进行脱硝处理。由此，使经过降温的混合烟气通过脱硝蓄热体300，以便催化混合烟气发生还原反应脱除氮氧化物。
根据本发明的实施例，脱硝蓄热体为球状、条状或蜂窝体状。
根据本发明的实施例，所述脱硝蓄热体为横截面为扇形的蜂窝状，所述扇形的角度为60°，半径为200mm，所述脱硝蓄热体上通孔截面为正方形，尺寸为20mm×20mm。
根据本发明的实施例，所述脱硝蓄热体上通孔截面也可以为圆形，半径为20mm。
根据本发明的具体实施例，所述脱硝蓄热体包括无机粉料、脱硝催化剂和添加剂，其中，所述无机粉料的负载量为50-100质量％，所述脱硝催化剂的负载量为5-40质量％，所述添加剂的负载量为1-10质量％，所述添加剂中含有搪瓷。
根据本发明的具体实施例，脱硝蓄热体包括无机粉料、脱硝催化剂和添加剂(包括搪瓷)，以蓄热体整体质量为基准，无机粉料的质量负载量为50％～100％，脱硝催化剂的质量负载量为5～40％，添加剂(包括搪瓷)的质量负载量为1～10％。脱硝蓄热体将催化剂负载于蓄热体上，使之兼具蓄热和脱硝的功能，通过脱硝蓄热体的蓄热作用，根据需要进行布置，可以使脱硝蓄热体内的催化剂稳定在最适宜温度范围内进行脱硝反应，脱硝效率高。
根据本发明的具体实施例，颗粒物料工业锅炉所用原料可以为无烟煤、长焰煤、烟煤等一种或多种，粒度控制在6mm以下。因此，在颗粒物料燃烧产生高温烟气的同时会伴随有粉尘产生，并随着烟气排出。通过采用上述兼具蓄热和脱硝功能的脱硝蓄热体，表面光滑、耐磨，工艺简便可行，烟气无需除尘即可进行脱硝反应，操作简单，脱硝效率高。
根据本发明的具体实施例，颗粒物料工业锅炉内燃烧产生的烟气加热对流管束中的软化水后，温度降低至700～1100℃后经蓄热系统回收烟气余热温度降低至400～700℃后进入蓄热脱硝体，蓄热的同时发生还原反应，将氮氧化物还原脱除。根据本发明的具体实施例，混合烟气在蓄热脱硝体内发生还原反应的温度为350-650摄氏度。由此可以进一步提高催化脱硝反应，提高氮氧化物脱除率。
根据本发明的具体示例，在脱硝蓄热体的作用下，烟气经过蓄热回收热量的同时发生还原反应，脱除氮氧化物，脱除效率可达98％以上。蓄热脱硝后的烟气温度降低至65～75℃，然后经后续旋风分离装置除尘后进入烟气脱硫装置，脱除烟气中的硫化物后，对外排放。由此不仅降低了排烟温度，减少了排烟损失，降低了氮氧化物排放量，高效节能、环保。
旋风分离装置400、脱硫装置500和烟囱600
根据本发明的实施例，旋风分离装置400与排烟管道100的出气口相连，旋风分离装置400适于对烟气进行除尘处理。由此，使脱除氮氧化物的烟气进入旋风分离器，以便进行除尘处理。
根据本发明的实施例，脱硫装置500与旋风分离装置400相连，脱硫装置500适于除去烟气中的硫氧化物。由此，使经过除尘处理后的烟气进入脱硫装置进行脱硫处理，以便得到净化后烟气。
根据本发明的实施例，与脱硫装置500相连。由此将净化后烟气由烟囱排出。
根据本发明的第二方面，本发明提出了颗粒物料工业锅炉烟气脱硝方法，该方法利用前面实施例的颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统进行。
根据本发明具体实施例的颗粒物料工业锅炉烟气脱硝方法包括：将颗粒物料工业锅炉烟气排入排烟管道，同时从排烟管道上的还原剂喷嘴喷入还原剂，使烟气与还原剂混合，得到混合烟气；使混合烟气通过烟道内的蓄热体，以便对混合烟气进行降温并回收余热；使经过降温的混合烟气通过脱硝蓄热体，以便催化混合烟气发生还原反应脱除氮氧化物；使脱除氮氧化物的烟气进入旋风分离器，以便进行除尘处理；使经过除尘处理后的烟气进入脱硫装置进行脱硫处理，以便得到净化后烟气；将净化后烟气由烟囱排出。
由此，采用本发明实施例的颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统，将烟气在排烟管道内预先与还原剂进行混合，再利用蓄热体进行降温后在脱硝蓄热体内发生还原反应，对烟气进行脱硝处理。脱硝蓄热体是负载催化剂的蓄热体，兼具蓄热和脱硝的功能，通过脱硝蓄热体的蓄热作用，可以使脱硝蓄热体内的催化剂催化烟气和还原剂稳定在最适宜温度范围内进行脱硝反应，脱硝效率高。
下面参考图2详细描述本发明具体实施例的颗粒物料工业锅炉烟气脱硝方法。
S100：将烟气与还原剂混合
根据本发明的实施例，将颗粒物料工业锅炉烟气排入排烟管道，同时从排烟管道上的还原剂喷嘴喷入还原剂，使烟气与还原剂混合，得到混合烟气。
根据本发明的具体实施例，还原剂喷嘴为雾化喷嘴。由此采用气泡雾化技术，使用高压压缩空气或富氧空气作为雾化介质，使还原剂喷出的瞬间雾化为小雾滴，雾滴颗粒可达到40μm以下，能够很好的与烟气混合均匀。
根据本发明的具体实施例，还原剂可以为氨水或者尿素，由此通过氨水雾化喷嘴或者尿素雾化喷嘴向烟气中喷入氨水或尿素。可以有效地还原烟气中的氧化物或者金属碱性化合物。
S200：降温并回收余热
根据本发明的实施例，使混合烟气通过烟道内的蓄热体，以便对混合烟气进行降温并回收余热，以满足后续脱硝处理的温度要求。
根据本发明的实施例，上述方法还可以进一步包括，将空气或者富氧空气通过蓄热后的蓄热体进行预热，并作为燃料用于颗粒物料工业锅炉，经过预热的空气或者富氧空气的温度为700-900摄氏度。由此利用颗粒物料工业锅炉内产生的高温烟气对颗粒物料工业锅炉自身所用的燃料气进行预热，进而提高热能综合利用率，降低能耗。
根据本发明的具体实施例，颗粒物料工业锅炉内的实际运行温度为1000℃-1300℃，其刚刚排出的烟气温度能达到1000摄氏度以上。由此颗粒物料工业锅炉所用的助燃空气或富氧空气等燃料通过利用蓄热体200预热至700-900℃左右。进而充分利用了颗粒物料工业锅炉内燃烧产生的高温烟气的余热，可以有效维持颗粒物料工业锅炉内的温度，高效节能，能源利用率高。
S300：还原反应脱除氮氧化物
根据本发明的实施例，使经过降温的混合烟气通过脱硝蓄热体，以便催化混合烟气发生还原反应脱除氮氧化物。
根据本发明的具体实施例，颗粒物料工业锅炉所用原料可以为无烟煤、长焰煤、烟煤等一种或多种，粒度控制在6mm以下。因此，在颗粒物料燃烧产生高温烟气的同时会伴随有粉尘产生，并随着烟气排出。通过采用上述兼具蓄热和脱硝功能的脱硝蓄热体，表面光滑、耐磨，工艺简便可行，烟气无需除尘即可进行脱硝反应，操作简单，脱硝效率高。
根据本发明的具体实施例，颗粒物料工业锅炉内燃烧产生的烟气加热对流管束中的软化水后，温度降低至700～1100℃后经蓄热系统回收烟气余热温度降低至400～700℃后进入蓄热脱硝体，蓄热的同时发生还原反应，将氮氧化物还原脱除。根据本发明的具体实施例，混合烟气在蓄热脱硝体内发生还原反应的温度为350-650摄氏度。由此可以进一步提高催化脱硝反应，提高氮氧化物脱除率。
根据本发明的具体示例，在脱硝蓄热体的作用下，烟气经过蓄热回收热量的同时发生还原反应，脱除氮氧化物，脱除效率可达98％以上。蓄热脱硝后的烟气温度降低至65～75℃，然后经后续旋风分离装置除尘后进入烟气脱硫装置，脱除烟气中的硫化物后，对外排放。由此不仅降低了排烟温度，减少了排烟损失，降低了氮氧化物排放量，高效节能、环保。
根据本发明的具体示例，脱硝蓄热体由蓄热体和负载在蓄热体上的脱硝催化剂组成，脱硝催化剂的负载量为5-40质量％。
根据本发明的实施例，脱硝蓄热体为球状、条状或蜂窝体状。
根据本发明的实施例，所述脱硝蓄热体为横截面为扇形的蜂窝状，所述扇形的角度为60°，半径为200mm，所述脱硝蓄热体上通孔截面为正方形，尺寸为20mm×20mm。
根据本发明的实施例，所述脱硝蓄热体上通孔截面也可以为圆形，半径为20mm。
根据本发明的具体实施例，所述脱硝蓄热体包括无机粉料、脱硝催化剂和添加剂，其中，所述无机粉料的负载量为50-100质量％，所述脱硝催化剂的负载量为5-40质量％，所述添加剂的负载量为1-10质量％，所述添加剂中含有搪瓷。
根据本发明的具体实施例，脱硝蓄热体包括无机粉料、脱硝催化剂和添加剂(包括搪瓷)，以蓄热体整体质量为基准，无机粉料的质量负载量为50％～100％，脱硝催化剂的质量负载量为5～40％，添加剂(包括搪瓷)的质量负载量为1～10％。脱硝蓄热体将催化剂负载于蓄热体上，使之兼具蓄热和脱硝的功能，通过脱硝蓄热体的蓄热作用，根据需要进行布置，可以使脱硝蓄热体内的催化剂稳定在最适宜温度范围内进行脱硝反应，脱硝效率高。
根据本发明的具体实施例，脱硝蓄热体通过下列步骤制备得到：
(1)将无机粉料、陶瓷粉末、搪瓷、粘结剂、增塑保湿剂、润滑剂和水进行混合、捏合和焙烧，以便得到蜂窝蓄热体；
(2)通过共沉淀法制备得到TiO2-Al2O3复合氧化物，并将TiO2-Al2O3复合氧化物与活性炭进行混合，得到脱硝催化剂载体溶液；
(3)利用偏钨酸铵、偏钒酸铵、氯化铁、氯化镧配制得到含有钨、钒、铁、镧的脱硝催化剂活性组分溶液；
(4)将蜂窝蓄热体在脱硝催化剂载体溶液内进行第一浸渍处理、干燥和焙烧；
(5)将经过步骤(4)处理后的蜂窝蓄热体在脱硝催化剂活性组分溶液进行第二浸渍、干燥和焙烧，以便获得脱硝蓄热体。
根据本发明的具体实施例，脱硝蓄热体的制备方法具体包括：
(1)蓄热体胚体的炼制
将适量的无机粉料、陶瓷粉末、粘结剂、增塑保湿剂、润滑剂混合，并加入适量的去离子水进行捏合炼制，得到泥料备用。
将泥块进行陈腐，陈腐环境温度为15～25℃，陈腐时间为24h～48h，经真空精炼、真空挤制成所需规格的蜂窝体坯料。
再将蜂窝体坯料再送入干燥机内定型、干燥，在1200℃～1400℃条件下烧制得成品。
(2)TiO2-Al2O3复合氧化物的制备
取一定量的硫酸氧钛和氯化铝，分别溶解于适量的去离子水中，搅拌均匀，分别制得钛源和铝源溶液，两者浓度之比为1：(0.01～2)。将钛源溶液、铝源溶液、氨水通过并流的方式，按一定流速滴入装有少量去离子水的反应釜中，该反应釜中设有搅拌装置，保证溶液混合均匀、反应充分。钛源溶液与铝源溶液滴入速度相同，控制氨水的滴入速度，将反应液的PH值控制在9～11之间，共沉淀得到氢氧化钛与氢氧化铝的沉淀混合物。
将活性炭与上述得到的沉淀混合物混合，并加入去离子水调节混合物的PH值，将PH值控制在9左右。
(3)混合液的配置
将一定量的偏钨酸铵、偏钒酸铵试剂溶解于适量的草酸中，调整草酸的加入量，控制溶液PH值在5～7之间，溶液中钒钨的摩尔比为1：(0.1～5)。
将一定量的氯化铁(FeCl3)、氯化镧(LaCl3)溶解于适量的去离子水中，得到氯化铁和氯化镧的混合溶液。将该溶液与上述得到的溶液混合，得到含钨、钒、铁、镧的混合溶液。
(4)主活性组分负载
将步骤(1)中得到的蜂窝体成品用去离子水清洗后进行酸洗活化处理，清洗沥干后浸渍于步骤(2)中得到的沉淀混合物，浸渍温度35～60℃，浸渍时间8～15h后，将蜂窝体取出并将其孔内的残余吹净，然后在85～115℃条件下干燥8～15h后，在350～750℃条件下焙烧5～8h后称重。反复数次，直至重量不再增加。
(5)辅助活性组分及助剂负载
将步骤(4)得到的固体浸入与之等体积的步骤(3)得到的混合溶液中，浸渍温度15～30℃，浸渍时间8～15h后，在85～115℃条件下干燥8～15h后，在350～600℃条件下焙烧5～8h后得到最终产物。
根据本发明的具体实施例，脱硝蓄热体可以为球状、条状或蜂窝体状等。若催化剂为球状，催化剂直径可以为3～6mm；若催化剂为条状，催化剂为圆柱体形状，直径可以为3～6mm，长度可以为10～60mm；若催化剂为蜂窝状，可以为长方体、正方体，也可以为圆形、扇形、椭圆形等，尺寸一般可以为150mm×150mm×150mm、250mm×200mm×150mm等，脱硝蓄热体上通孔的截面可以为方形，尺寸为10mm×10mm、15mm×15mm，或者截面也可以为圆形，孔径为10mm或15mm。外形、尺寸、孔径可根据具体工况、使用环境等综合因素考虑后确定。蜂窝体状是优选的，这是因为蜂窝状催化剂的比表面积相较其他形状的催化剂大，催化剂与反应介质的接触面更大，催化反应效率更高。当催化剂为蜂窝体状时，催化剂的比表面积在320m2/m3以上，机械强度＞8MPa，还原氮氧化物的催化活性可高达98％以上。
本发明的蓄热脱硝区设置于烟道中，宜采用扇形蜂窝状脱硝催化剂。蜂窝状脱硝催化剂横截面为扇形，扇形角度60°，半径200mm，脱硝蓄热体上通孔的截面可以为方形，尺寸为20mm×20mm。由于从颗粒物料工业锅炉出来的高温烟气中含有粉尘，虽然经过喷氨区以及空预器后会沉积部分粉尘，但烟气中还含有一定量的粉尘，因此，此处选用的脱硝蓄热蜂窝体使用的孔径不能太小。但本发明采用的是添加有搪瓷的蓄热脱硝蜂窝体，其表面光滑、耐磨，具有良好的抗堵性能，选用上述尺寸的蓄热脱硝蜂窝体就能达到良好的脱硝效果。通过采用扇形蜂窝状脱硝催化剂，可以充分利用烟道内空间，充满了整个烟道截面，保证通过脱硝区的烟气均能与脱硝催化剂充分接触，烟气中的氮氧化物、还原剂在脱硝催化剂的表面发生还原反应，氮氧化物被还原生成氮气，达到烟气脱硝的目的。
S400：除尘和脱硫处理
根据本发明的实施例，使脱除氮氧化物的烟气进入旋风分离器，以便进行除尘处理；使经过除尘处理后的烟气进入脱硫装置进行脱硫处理，以便得到净化后烟气；将净化后烟气由烟囱排出。
根据本发明的实施例，本发明上述实施例的颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统和脱硝方法至少具有下列优点之一：
(1)采用兼具蓄热和脱硝功能的脱硝蓄热体，表面光滑、耐磨，工艺简便可行，烟气无需除尘即可进行脱硝反应，操作简单，脱硝效率高。
(2)燃烧产生的烟气加热对流管束中的软化水后，温度降低至700～1100℃后经蓄热系统回收烟气余热温度降低至至400～700℃后进入蓄热脱硝系统，蓄热的同时发生还原反应，将氮氧化物还原脱除，然后经除尘、脱硫后通过烟囱对外排放，降低了排烟温度，减少了排烟损失，降低了氮氧化物排放量，高效节能、环保。
(3)空气/富氧空气通过蓄热系统被加热至700～900℃后参与燃烧，充分利用燃烧产生的高温烟气余热，高效节能，能源利用率高。
实施例
将破碎至6mm以下的无烟煤通过喷嘴喷入锅炉炉膛内，与通过鼓风机送入炉膛内的空气混合后进行燃烧，炉膛内温度可达1250℃。燃烧产生的高温烟气经过设置在炉膛烟气出口处的对流管束，加热软化水。降低至950℃的烟气进入与蓄热脱硝系统相连的烟道中，设置于其中的雾化还原剂喷嘴喷出氨水雾滴，烟气与其迅速均匀混合后进入蓄热系统，回收烟气余热后，温度降低至450℃，进入蓄热脱硝系统。在脱硝蓄热体的作用下，回收烟气余热的同时烟气中的氮氧化物与氨水发生还原反应，氮氧化物被还原为N2，氮氧化物脱除率达99％。脱除氮氧化物后的烟气经旋风除尘装置脱除烟气中包含的粉尘后进入脱硫系统，脱除烟气中的硫化物后经烟囱对外排放。
上述通过鼓风机送入炉膛的空气经过脱硝蓄热体被预热至850℃后送入炉膛与原料煤混合后进行燃烧，可以有效提高燃烧效率，节省原料用量，降低运营成本。
该脱硝蓄热体的具体配比如下：以蓄热体整体质量为基准，无机粉料的质量负载量为60％，脱硝催化剂的质量负载量为25％，添加剂(包括搪瓷)的质量负载量为15％。其中，脱硝催化剂的活性组分活性炭占催化剂重量的20％，V2O5-WO3占催化剂重量的18％，添加剂搪瓷占添加剂重量的55％。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统，其特征在于，包括：
排烟管道，所述排烟管道与颗粒物料工业锅炉的烟气出口相连，所述排烟管道上设置有还原剂喷嘴；
蓄热体，所述蓄热体设置在所述排烟管道内且位于所述还原剂喷嘴的下游，所述蓄热体适于预先回收烟气余热；
脱硝蓄热体，所述脱硝蓄热体设置在所述排烟管道内且位于所述蓄热体的下游，所述脱硝蓄热体适于回收烟气余热和对烟气进行脱硝处理；
旋风分离装置，所述旋风分离装置与所述排烟管道的出气口相连，所述旋风分离装置适于对烟气进行除尘处理；
脱硫装置，所述脱硫装置与所述旋风分离装置相连，所述脱硫装置适于除去烟气中的硫氧化物；以及
烟囱，所述烟囱与所述脱硫装置相连。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硝系统，其特征在于，所述还原剂喷嘴为雾化喷嘴，任选地，所述雾化喷嘴为氨水雾化喷嘴或者尿素雾化喷嘴。
3.根据权利要求1所述的烟气脱硝系统，其特征在于，所述蓄热体具有燃料气入口和热燃料气出口，所述热燃料气出口与所述颗粒物料工业锅炉的燃料入口相连。
4.根据权利要求2所述的烟气脱硝系统，其特征在于，所述脱硝蓄热体为球状、条状或蜂窝体状。
5.根据权利要求2所述的烟气脱硝系统，其特征在于，所述脱硝蓄热体为横截面为扇形的蜂窝状，所述扇形的角度为60°，半径为200mm，所述脱硝蓄热体上通孔截面为正方形，尺寸为20mm×20mm。
6.一种利用权利要求1-5任一项所述的颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统处理颗粒物料工业锅炉烟气的方法，包括：
将颗粒物料工业锅炉烟气排入排烟管道，同时从所述排烟管道上的还原剂喷嘴喷入还原剂，使所述烟气与所述还原剂混合，得到混合烟气；
使所述混合烟气通过烟道内的蓄热体，以便对所述混合烟气进行降温并回收余热；
使经过所述降温的混合烟气通过脱硝蓄热体，以便催化所述混合烟气发生还原反应脱除氮氧化物；
使脱除氮氧化物的烟气进入旋风分离器，以便进行除尘处理；
使经过除尘处理后的烟气进入脱硫装置进行脱硫处理，以便得到净化后烟气；
将所述净化后烟气由烟囱排出。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括，将空气或者富氧空气通过蓄热后的所述蓄热体进行预热，并作为燃料用于颗粒物料工业锅炉，经过所述预热的空气或者富氧空气的温度为700-900摄氏度。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述混合烟气发生还原反应的温度为350-650摄氏度。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述脱硝蓄热体包括无机粉料、脱硝催化剂和添加剂，其中，所述无机粉料的负载量为50-100质量％，所述脱硝催化剂的负载量为5-40质量％，所述添加剂的负载量为1-10质量％，所述添加剂中含有搪瓷。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述脱硝蓄热体通过下列步骤制备得到：
(1)将无机粉料、陶瓷粉末、搪瓷、粘结剂、增塑保湿剂、润滑剂和水进行混合、捏合和焙烧，以便得到蜂窝蓄热体；
(2)通过共沉淀法制备得到TiO2-Al2O3复合氧化物，并将所述TiO2-Al2O3复合氧化物与活性炭进行混合，得到脱硝催化剂载体溶液；
(3)利用偏钨酸铵、偏钒酸铵、氯化铁、氯化镧配制得到含有钨、钒、铁、镧的脱硝催化剂活性组分溶液；
(4)将蜂窝蓄热体在脱硝催化剂载体溶液内进行第一浸渍处理、干燥和焙烧；
(5)将经过步骤(4)处理后的蜂窝蓄热体在所述脱硝催化剂活性组分溶液进行第二浸渍、干燥和焙烧，以便获得所述脱硝蓄热体。
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