CN110711465A - 一种高温脱硝剂及采用其进行烟气脱硝处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高温脱硝剂及采用其进行烟气脱硝处理的方法，该高温脱硝剂包括醋酸钙镁盐和甲醇，其中，醋酸钙镁盐为浓度20％～25％的醋酸钙镁盐水溶液，甲醇的浓度为98％；配制时，在常温下将醋酸钙镁盐水溶液和甲醇均匀混合，且醋酸钙镁盐水溶液和甲醇的质量比为90～80∶10～20。本发明的高温脱硝剂适用于不同燃料锅炉和燃烧器，在燃烧高温条件下，进行烟气脱硝处理。其使用方法简单、易行，省工、省钱，省水、省电。

Description

一种高温脱硝剂及采用其进行烟气脱硝处理的方法
技术领域
本发明涉及烟气脱硝技术领域，尤其涉及一种高温脱硝剂及采用其进行烟气脱硝处理的方法。
背景技术
对于燃料燃烧中产生的氮氧化物NOx的脱除问题，目前尚无简单、高效、易行、省钱、省工的好办法。尤其是一些规模较小的燃烧器以至民用型煤及生物质燃烧的脱硝，更是难以解决。
当前，大型发电厂烟气脱硝多采用SCR法(选择性催化还原法)，其建设费用高达4400万(300MW级)至8500万元(1000MW级)。脱硝率可达85％。而烧煤量较少的中型发电厂(包括循环流化床锅炉)及水泥生产等，多采用低氮燃烧(也称LBN法)+SNCR(选择性非催化还原法)或单用SNCR法；其中，仅SNCR法建设费用就高达1600万至2000万元/台炉，脱硝率可达30～60％。而规模再小的燃烧器或工业锅炉及窑炉就无法使用上述两法了。因此，在小型燃烧器方面，存在没有实用脱硝技术的空白区。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种高温脱硝剂及采用其进行烟气脱硝处理的方法；本发明的高温脱硝剂主要针对中、小型锅炉，各种窑炉以及民用型煤及生物质燃料的难以解决的脱硝问题，可以适用于不同燃料锅炉和燃烧器，在燃烧高温条件下，进行烟气脱硝处理。其使用方法简单、易行，省工、省钱，省水、省电。
该高温脱硝剂包括醋酸钙镁盐和甲醇，其中，所述醋酸钙镁盐为浓度20％～25％的醋酸钙镁盐水溶液，所述甲醇的浓度为98％；
所述醋酸钙镁盐水溶液和所述甲醇均匀混合，且所述醋酸钙镁盐水溶液和所述甲醇的质量比为90～80∶10～20。
采用上述的高温脱硝剂进行烟气脱硝处理的方法包括：
将高温脱硝剂通过槽罐车加入到贮罐中；
通过与所述贮罐连接的液泵将高温脱硝剂从所述贮罐输送到喷洒头；
利用所述喷洒头将高温脱硝剂喷洒到输煤皮带系统的煤层上，高温脱硝剂和燃煤一起入炉，入炉后高温脱硝剂在高温下裂解生成还原性气体，通过生成的还原性气体对烟气进行脱硝处理。
进一步地，所述槽罐车中所运输的高温脱硝剂的浓度为25％。
进一步地，该高温脱硝剂可用于以固体燃料为燃料的煤粉锅炉、循环流化床锅炉、水泥及冶金、陶瓷、玻璃窑炉和煤粉喷燃器的烟气脱硝。
进一步地，该高温脱硝剂可用于以液体燃料为燃料的喷燃器以及天然气锅炉的烟气脱硝。
本发明相对于现有的SNCR法具有如下优点：
1、本发明的高温脱硝剂在使用时，只需将该高温脱硝剂通过槽罐车加入贮罐，然后通过液泵计量均匀喷洒到输煤皮带系统的煤层上和燃煤一起入炉即可；在煤的输送和磨粉过程中，即可达到药剂与煤的均匀混合，再随煤入炉燃烧、分解，即可起到脱硝作用。不存在SNCR法刻意追求氨水或尿素水溶液的喷雾与炉气混匀的问题，因此本发明的高温脱硝剂加用流程更简单；
2、本发明的高温脱硝剂中不含氨类化合物，因此不存在氨逃逸及氨氧化等负面问题；更不存在腐蚀或燃爆等安全问题。且使用过程中，也不存在溶解或稀释过程，因此，不需软化水；
3、本发明在使用中不像SNCR法那样有严格的温度窗口(800～1150℃)要求；只需燃煤达到燃点就会有脱硝作用，且在高温低氧环境下，本发明的脱硝效果会更好；
4、本发明使用范围广泛，无论何种型号锅炉、窑炉或燃烧器，也无论其规模大小，均可使用。还可用作民用型煤及生物质燃料的脱硝配料；
5、本发明脱硝率与SNCR法相当，操作得当，效果会更好。
附图说明
图1为采用本发明的高温脱硝剂进行烟气脱硝处理的工序示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供一种高温脱硝剂，该高温脱硝剂由20％～25％的醋酸钙镁盐水溶液和98％的甲醇在常温下均匀混合而成；其中，所用的醋酸钙镁盐水溶液和甲醇的质量比为90～80∶10～20。本发明主要是利用醋酸钙镁盐和甲醇在高温缺氧条件下裂解为还原性气体，进而利用产生的还原性气体将氮氧化物(NOx)还原成氮气(N2)。
其中，醋酸钙镁盐CaMg2(CH3CO2)6，简称CMA，其在高温下煅烧会发生分解反应，产生以丙酮为主的还原性气体，其化学反应式如式(1)所示：
CaMg2(CH3CO2)6＝CaCO3+2MgCO3+3C3H6O (1)
进一步地，在燃煤高温环境下，丙酮气体会继续分解成还原性更强的小分子碳氢化合物、一氧化碳(CO)以及氢气(H2)，它们可以将炉气中的NOx还原成无害的N2，其化学反应式如式(2)～式(5)所示：
C3H6O+8NO＝4N2+3CO2+3H2O (2)
C3H6O+4NO2＝2N2+3CO2+3H2O (3)
4H2+NO2＝4H2O+N2 (4)
4CO+2NO2＝4CO2+N2 (5)
在一维沉降炉试验条件下，采用CMA进行脱硝的脱硝率可达55.04％。另有资料载，在温度为950～1250℃，CMA符合标准分子比及二氧化硫(SO2)为0.2％、NOx为0.1％的条件下，对两者的去除率可达90％以上。
而甲醇CH3OH在高温缺氧情况下，会部分裂解产生H2和CO，所产生的H2和CO均为强还原性气体，从而可以起到补充还原脱硝作用。其裂解反应和脱硝反应的化学反应式如式(4)～式(6)所示：
CH3OH＝2H2+CO (6)
4H2+NO2＝4H2O+N2 (4)
4CO+2NO2＝4CO2+N2 (5)
采用本发明的高温脱硝剂进行烟气脱硝处理的方法包括：
将浓度为25％的高温脱硝剂通过槽罐车加入到贮罐中；
通过与上述贮罐连接的液泵将高温脱硝剂从上述贮罐输送到喷洒头；
利用该喷洒头将高温脱硝剂喷洒到输煤皮带系统的煤层上，高温脱硝剂和燃煤一起入炉，入炉后高温脱硝剂在高温下裂解生成还原性气体，通过生成的还原性气体对烟气进行脱硝处理。
进一步地，上述液泵和上述贮罐之间的管路上设置有阀门。上述液泵和上述喷洒头之间的管路上设置有流量计。按照上述流程，可以在煤的输送和磨粉过程中，将高温脱硝剂与煤混合均匀，高温脱硝剂随煤一起入炉、在高温下分解产生还原性气体，即可起到脱硝作用。
本发明曾在某发电厂循环流化床锅炉短时间测试；测试时，该发电厂循环流化床锅炉的烟气排放口NOx含量为144～298mg/Nm3；按照10kg/t煤的比例加入本发明的高温脱硝剂；几分钟后，烟气排放口的NOx监测数据下降到65～81mg/Nm3。此数据一直维持到加完药剂(20分钟)。
本发明可广泛用于以煤、生物质燃料等固体燃料为燃料的各型煤粉锅炉、循环流化床锅炉、水泥及冶金、陶瓷、玻璃窑炉和煤粉喷燃器的烟气脱硝。也可以用于重油、柴油等液体燃料为燃料的喷燃器以及天然气锅炉的烟气脱硝，只是喷洒头需另行设计。其相对于现有的SNCR法具有如下优点：
1、本发明的高温脱硝剂在使用时，只需将该高温脱硝剂通过槽罐车加入贮罐，然后通过液泵计量均匀喷洒到输煤皮带系统的煤层上和燃煤一起入炉即可；在煤的输送和磨粉过程中，即可达到药剂与煤的均匀混合，再随煤入炉燃烧、分解，即可起到脱硝作用。不存在SNCR法刻意追求氨水或尿素水溶液的喷雾与炉气混匀的问题，因此本发明的高温脱硝剂加用流程更简单；
2、本发明的高温脱硝剂中不含氨类化合物，因此不存在氨逃逸及氨氧化等负面问题；更不存在腐蚀或燃爆等安全问题。且使用过程中，也不存在溶解或稀释过程，因此，不需软化水；
3、本发明在使用中不像SNCR法那样有严格的温度窗口(800～1150℃)要求；只需燃煤达到燃点就会有脱硝作用，且在高温低氧环境下，本发明的脱硝效果会更好；
4、本发明使用范围广泛，无论何种型号锅炉、窑炉或燃烧器，也无论其规模大小，均可使用。还可用作民用型煤及生物质燃料的脱硝配料；
5、本发明脱硝率与SNCR法相当，操作得当，效果会更好。
需要说明的是，本发明实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高温脱硝剂，其特征在于，所述高温脱硝剂包括醋酸钙镁盐和甲醇，其中，所述醋酸钙镁盐为浓度20％～25％的醋酸钙镁盐水溶液，所述甲醇的浓度为98％；
所述醋酸钙镁盐水溶液和所述甲醇均匀混合，且所述醋酸钙镁盐水溶液和所述甲醇的质量比为90～80∶10～20。
2.一种采用如权利要求1中所述的高温脱硝剂进行烟气脱硝处理的方法，其特征在于，所述方法包括：
将高温脱硝剂通过槽罐车加入到贮罐中；
通过与所述贮罐连接的液泵将高温脱硝剂从所述贮罐输送到喷洒头；
利用所述喷洒头将高温脱硝剂喷洒到输煤皮带系统的煤层上，高温脱硝剂和燃煤一起入炉，入炉后高温脱硝剂在高温下裂解生成还原性气体，通过生成的还原性气体对烟气进行脱硝处理。
3.如权利要求2所述的进行烟气脱硝处理的方法，其特征在于，所述槽罐车中所运输的高温脱硝剂的浓度为25％。
4.如权利要求2所述的进行烟气脱硝处理的方法，其特征在于，该高温脱硝剂可用于以固体燃料为燃料的煤粉锅炉、循环流化床锅炉、水泥及冶金、陶瓷、玻璃窑炉和煤粉喷燃器的烟气脱硝。
5.如权利要求2所述的进行烟气脱硝处理的方法，其特征在于，该高温脱硝剂可用于以液体燃料为燃料的喷燃器以及天然气锅炉的烟气脱硝。
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