CN107497272A - 一种烟气脱硝系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气脱硝系统，包括氨水供应装置、稀释液供应装置、混合装置、喷洒装置和控制器；所述氨水供应装置和稀释液供应装置分别与混合装置连通；所述氨水供应装置上设有氨水流量控制部件；所述氨水流量控制部件与控制器电性连接；所述稀释液供应装置上设有稀释液流量控制部件；所述稀释液流量控制部件与控制器电性连接；所述混合装置中设有计量设备；所述混合装置与喷洒装置连通；所述喷洒装置中设有喷洒控制阀；所述计量设备的输出端与控制器的第一输入端电性连接；所述控制器的第一输出端与喷洒控制阀电性连接；该烟气脱硝系统通过控制器控制氨水稀释的浓度和喷洒量，提高脱硝效率和节约氨水的使用量。

Description

一种烟气脱硝系统
技术领域
本发明涉及一种烟气脱硝系统，属于烟气处理技术领域。
背景技术
SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction)选择性非催化还原脱硝处理工艺，为一种成熟的NOx控制处理技术。此方法是在850-1050℃下，将氮还原剂(一般是氨水或尿素)喷入锅炉炉膛内的烟气中，将NOx还原生成氮气和水，NOx去除率可达60％左右。
反应达到的效率主要依赖于反应温度。在另一方面，最佳反应温度取决于所处理烟气的成分。高氧气含量烟气的最佳反应温度将大大低于低氧气含量的烟气。一氧化碳、氢气和水蒸气同样能影响氮氧化合物的分解率。反应温度对反应速率具有强烈影响。例如：1000℃以上时，达到反应平衡的时间小于0.2s，而850℃时，则需要至少0.5s的停留时间。
稀释后的还原剂在适合的反应温度窗前均匀地分配在烟气中，根据不同喷洒形式和喷洒系统的任务，还原剂液滴将被均匀地分布在反应区域的截面上。喷洒系统的设计是基于还原反应在合适的温度范围内进行反应而设计的，未参加反应的还原剂导致氨逃逸。
垃圾焚烧余热锅炉额定蒸发量48.34t/h，实际操作中锅炉蒸发量45～48t/h,瞬时值最高不超过50吨，平均值45～48t/h。现脱硝装置采用氨水SNCR脱硝，脱硝效率不高，氨水消耗量大，大约9.8kg/吨垃圾，达不到企业制定的排放标准200mg/Nm3。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种烟气脱硝系统，该烟气脱硝系统通过控制器控制氨水稀释的浓度和喷洒量，提高脱硝效率和节约氨水的使用量。
实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：一种烟气脱硝系统，包括氨水供应装置、稀释液供应装置、混合装置、喷洒装置和控制器；
所述氨水供应装置和稀释液供应装置分别与混合装置连通；所述氨水供应装置上设有氨水流量控制部件；所述氨水流量控制部件与控制器电性连接；所述稀释液供应装置上设有稀释液流量控制部件；所述稀释液流量控制部件与控制器电性连接；所述混合装置中设有计量设备；所述混合装置与喷洒装置连通；所述喷洒装置中设有喷洒控制阀；所述计量设备的输出端与控制器的第一输入端电性连接；所述控制器的第一输出端与喷洒控制阀电性连接。
进一步地，所述氨水供应装置包括氨水储存罐和氨水输送泵；所述氨水输送泵与混合装置连通；所述氨水流量控制部件设置在氨水输送泵上。
进一步地，所述氨水流量控制部件包括电磁流量计和气动阀；所述电磁流量计的输出端与控制器的第二输入端电性连接；所述气动阀的输入端与控制器的第二输出端电性连接。
进一步地，所述氨水供应装置中的氨水中氨的质量浓度百分比为20-30％。
进一步地，所述稀释液供应装置包括稀释液储存罐和稀释液输送泵；所述稀释液输送泵与混合装置连通；所述稀释液流量控制部件设置在稀释液输送泵上。
进一步地，所述稀释液流量控制部件包括转子流量计和稀释液控制阀；所述转子流量计的输出端与控制器的第三输入端电性连接；所述稀释液控制阀的输入端与控制器的第三输出端电性连接。
进一步地，所述计量设备为液体浓度计量设备。
进一步地，所述喷洒装置为雾化喷枪；所述雾化喷枪的喷洒高度为25-28m。
进一步地，所述烟气脱硝系统还包括氮氧化物传感器、氨气浓度传感器和温度传感器；所述氮氧化物传感器、氨气浓度传感器和温度传感器分别与控制器的第四输入端、第五输入端和第六输入端电性连接。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明烟气脱硝系统通过控制器控制氨水和稀释液的流出，并通过计量设备监控混合装置中液体的氨浓度，根据烟气的实际情况调节混合装置中喷洒液的浓度和喷洒装置的喷洒量，提高脱硝效率和节约氨水的使用量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明电路连接示意图；
图3为实施例1尿素SNCR系统的反应原理示意图；
图4为实施例1氨水SNCR系统的反应原理示意图；
图5为实施例2脱硝反应效率曲线图。
图中，1、氨水供应装置；11、氨水储存罐；12、氨水输送泵；2、稀释液供应装置；21、稀释液储存罐；22、稀释液输送泵；3、混合装置；31、计量设备；4、喷洒装置；41、喷洒控制阀；5、控制器；6、氨水流量控制部件；61、电磁流量计；62、气动阀；7、稀释液流量控制部件；71、转子流量计；72、稀释液控制阀；81、氮氧化物传感器；82、氨气浓度传感器；83、温度传感器。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
一种烟气脱硝系统，包括氨水供应装置1、稀释液供应装置2、混合装置3、喷洒装置4和控制器5；
所述氨水供应装置1和稀释液供应装置2分别与混合装置3连通；所述氨水供应装置1上设有氨水流量控制部件6；所述氨水流量控制部件6与控制器5电性连接；所述稀释液供应装置2上设有稀释液流量控制部件7；所述稀释液流量控制部件7与控制器5电性连接；所述混合装置3中设有计量设备31；所述混合装置3与喷洒装置4连通；所述喷洒装置4中设有喷洒控制阀41；所述计量设备31的输出端与控制器5的第一输入端电性连接；所述控制器5的第一输出端与喷洒控制阀41电性连接。
作为优选的实施方式，所述氨水供应装置1包括氨水储存罐11和氨水输送泵12；所述氨水输送泵12与混合装置3连通；所述氨水流量控制部件6设置在氨水输送泵12上。
作为优选的实施方式，所述氨水流量控制部件6包括电磁流量计61和气动阀62；所述电磁流量计61的输出端与控制器5的第二输入端电性连接；所述气动阀62的输入端与控制器5的第二输出端电性连接。
作为优选的实施方式，所述氨水供应装置1中的氨水中氨的质量浓度百分比为20-30％。
作为优选的实施方式，所述稀释液供应装置2包括稀释液储存罐21和稀释液输送泵22；所述稀释液输送泵22与混合装置3连通；所述稀释液流量控制部件7设置在稀释液输送泵22上。
作为优选的实施方式，所述稀释液流量控制部件7包括转子流量计71和稀释液控制阀72；所述转子流量计71的输出端与控制器5的第三输入端电性连接；所述稀释液控制阀72的输入端与控制器5的第三输出端电性连接。
作为优选的实施方式，所述计量设备31为液体浓度计量设备31。
作为优选的实施方式，所述喷洒装置4为雾化喷枪；所述雾化喷枪的喷洒高度为25-28m。
作为优选的实施方式，所述烟气脱硝系统还包括氮氧化物传感器81、氨气浓度传感器82和温度传感器83；所述氮氧化物传感器81、氨气浓度传感器82和温度传感器83分别与控制器5的第四输入端、第五输入端和第六输入端电性连接。
使用时，将氨水加入氨水储存罐11，在稀释液储存罐21中充入稀释液；氨水输送泵12将氨水输入混合装置3，稀释液输送泵22将稀释液输入混合装置3。在混合装置3中，氨水经再次稀释为氨浓度更低的喷洒液。喷洒装置4将喷洒液向烟气喷洒，喷洒液与烟气中的氮氧化物反应，完成脱硝。
氮氧化物传感器81、氨气浓度传感器82和温度传感器83用于监测烟气的情况，液体浓度计量设备31监测混合装置3中喷洒液的氨浓度，并将数据传回控制器5，控制器5根据预设的数据所对应需要的喷洒液浓度，若喷洒液不符合要求，则控制器5控制气动阀62和监控电磁流量计61传回的流量数据，以调节氨水流入混合装置3的量；控制器5亦控制稀释液控制阀72和监控转子流量计71传回的流量数据，以调节稀释液流入混合装置3的量；至喷洒液的氨浓度符合设定的标准，从雾化喷枪喷出。并且，控制器5控制喷洒控制阀41，调节喷出的量。
实施例1
有关还原剂的选择：
SNCR脱硝系统使用的还原剂主要有氨水和尿素溶液，尿素、氨水SNCR系统的运行特性在于还原剂喷射如炉膛之后的反应过程不同，这会对脱硝的效率、氨逃逸产生一系列的影响，尿素SNCR系统的反应原理示意图如图3所示，氨水SNCR系统的反应原理示意图如图4所示。图3表示了尿素溶液喷洒到炉膛中之后的过程，由于尿素溶液具有一个固体的核，外层是被水分子包裹，在高温下，水分子先蒸发，然后尿素颗粒再分解成氨基，氨基再和烟气中的氮氧化合物进行反应，生成氮气和水。同时这个固体核的作用能够保证同样液滴大小的情况下，尿素溶液的穿透力会大于氨水溶液的穿透力。图4表示了氨水喷入炉膛之后的过程，由于氨水溶液则是水与氨充分混合，氨水溶液喷入炉膛的一瞬间还原反应就会开始。因此尿素溶液通常对炉膛内反应温度要求会比氨水反应温度高。本发明采用氨水溶液作为喷洒液。
实施例2
有关喷洒高度的选择：
图5是脱硝效率在不同的温度窗内停留时间，不同的反应温度下的反应效率曲线。
根据图中所示，停留时间越长、反应温度在最优温度窗内(850℃—1050℃)，反应效率越高。本发明将雾化喷枪的喷洒高度由常规的23.5米调至25-28米，更优选地，调整为26.5米，开孔位置的上移，也将脱硝反应调至更适宜的温度场950-1050℃之间，使还原反应更充分，脱硝效率会更高。
实施例3
本实施例公开了一种烟气脱硝系统，其中：
氨水供应装置中的氨水中氨的质量浓度百分比为20％；
雾化喷枪的喷洒高度为26.5m。
其余结构和参数与具体实施方式相同。
实施例3的脱硝效率如表格1所示：
表格1实施例3的脱硝效率
对比例1为常规的烟气脱硝系统，对比例1和实施例3检测3天的脱硝情况，结果如表格2所示：
表格2对比例1和实施例3的检测数据
统计5个月中，每个月每处理1吨垃圾的氨水消耗量(kg)：
表格3每1吨垃圾处理所需的氨水消耗量
对比例1 实施例1
1 8.95 4.79
2 8.56 4.71
3 9.24 4.76
4 9.39 4.87
5 8.79 4.43
实施例3中NOx排放的量明显低于对比例1的排放量，并且远远低于200mg/m3的环保排放要求。实施例3的氨逃逸浓度为相当于对比例1的一半，大大减少了氨水的用量。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种烟气脱硝系统，包括氨水供应装置、稀释液供应装置、混合装置、喷洒装置和控制器；其特征在于，
所述氨水供应装置和稀释液供应装置分别与混合装置连通；所述氨水供应装置上设有氨水流量控制部件；所述氨水流量控制部件与控制器电性连接；所述稀释液供应装置上设有稀释液流量控制部件；所述稀释液流量控制部件与控制器电性连接；所述混合装置中设有计量设备；所述混合装置与喷洒装置连通；所述喷洒装置中设有喷洒控制阀；所述计量设备的输出端与控制器的第一输入端电性连接；所述控制器的第一输出端与喷洒控制阀电性连接。
2.如权利要求1所述的烟气脱硝系统，其特征在于，所述氨水供应装置包括氨水储存罐和氨水输送泵；所述氨水输送泵与混合装置连通；所述氨水流量控制部件设置在氨水输送泵上。
3.如权利要求2所述的烟气脱硝系统，其特征在于，所述氨水流量控制部件包括电磁流量计和气动阀；所述电磁流量计的输出端与控制器的第二输入端电性连接；所述气动阀的输入端与控制器的第二输出端电性连接。
4.如权利要求1所述的烟气脱硝系统，其特征在于，所述氨水供应装置中的氨水中氨的质量浓度百分比为20-30％。
5.如权利要求1所述的烟气脱硝系统，其特征在于，所述稀释液供应装置包括稀释液储存罐和稀释液输送泵；所述稀释液输送泵与混合装置连通；所述稀释液流量控制部件设置在稀释液输送泵上。
6.如权利要求5所述的烟气脱硝系统，其特征在于，所述稀释液流量控制部件包括转子流量计和稀释液控制阀；所述转子流量计的输出端与控制器的第三输入端电性连接；所述稀释液控制阀的输入端与控制器的第三输出端电性连接。
7.如权利要求1所述的烟气脱硝系统，其特征在于，所述计量设备为液体浓度计量设备。
8.如权利要求1所述的烟气脱硝系统，其特征在于，所述喷洒装置为雾化喷枪；所述雾化喷枪的喷洒高度为25-28m。
9.如权利要求1所述的烟气脱硝系统，其特征在于，所述烟气脱硝系统还包括氮氧化物传感器、氨气浓度传感器和温度传感器；所述氮氧化物传感器、氨气浓度传感器和温度传感器分别与控制器的第四输入端、第五输入端和第六输入端电性连接。
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