CN117358033A - 一种污泥焚烧烟气脱硝装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污泥焚烧烟气脱硝装置,包括:烟气换热器,设冷侧烟气入口、冷侧烟气出口、热侧烟气入口和热侧烟气出口,冷侧烟气入口连接待脱硝烟气烟道,热侧烟气出口连接烟气排出烟道;两路烟道,入口均连接烟气换热器冷侧出口,第一路烟道上设有烟道阀门,第二路烟道上设依次连接的烟道风机、燃烧器、烟道文丘里、第一温度检测表和尿素喷枪;混合烟道,入口与两路烟道的出口连接,混合烟道上设依次连接的烟道混合器、第二温度检测表和SCR反应器,混合烟道的出口与热侧烟气入口连接。本发明还公开了一种污泥焚烧烟气脱硝方法。本发明无需设尿素热解塔,节省占地面积,将部分烟气加热实现了尿素高温热解,提升了热量利用率,节省了燃料。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域,具体而言,涉及一种污泥焚烧烟气脱硝装置及方法。
背景技术
污泥在焚烧过程中会产生NOx等气体污染物,需要进行烟气脱硝净化。污泥焚烧烟气的脱硝处理通常采用选择性非催化还原法(SNCR),但由于不同地区的污泥组分差异较大,以及随着环保标准的日益严格,往往需要用到脱硝效率更高、性能更稳定的选择性催化还原法(SCR)。
SCR法脱硝装置通常设置在烟气处理的末端,由于烟气温度较低,尿素无法热解生成脱硝所需的NH3,需要设置单独的尿素热解炉,尿素在热解炉中分解后产生NH3再与焚烧烟气混合,继而发生催化还原反应。
目前,市面上的SCR装置在污泥焚烧领域应用主要存在以下不足:
(1)常规SCR需要配置尿素热解塔,投资造价高;
(2)尿素热解塔及配套设备导致工艺繁复,布置上占用较大空间;
(3)尿素热解需要消耗大量燃料,导致运行成本偏高。
发明内容
为解决上述问题,本发明的目的在于提供一种污泥焚烧烟气脱硝装置及方法。
本发明提供了一种污泥焚烧烟气脱硝装置及方法,该装置包括:
烟气换热器,其设有冷侧烟气入口、冷侧烟气出口、热侧烟气入口和热侧烟气出口,所述冷侧烟气入口连接待脱硝烟气烟道,所述热侧烟气出口连接烟气排出烟道;
两路烟道,其入口均连接所述冷侧烟气出口,其中,第一路烟道上设有烟道阀门,第二路烟道上设有依次连接的烟道风机、燃烧器、烟道文丘里、第一温度检测表和尿素喷枪;
混合烟道,其入口与所述两路烟道的出口连接,所述混合烟道上设有依次连接的烟道混合器、第二温度检测表和SCR反应器,所述混合烟道的出口与所述热侧烟气入口连接。
作为本发明进一步的改进,所述烟道风机的运行频率可调节,所述烟道阀门开度可调节,所述烟道风机的运行频率和所述烟道阀门的开度与所述第一温度检测表信号连锁;
所述燃烧器的热负荷可调节,所述燃烧器的热负荷与所述第二温度检测表信号连锁。
作为本发明进一步的改进,所述烟气排出烟道上设有依次连接的NH3浓度检测表、NOx浓度检测表和引风机;
所述烟道风机的运行频率、所述烟道阀门的开度和所述燃烧器的热负荷信号与所述NH3浓度检测表和所述NOx浓度检测表信号连锁,具备催化剂再生功能。
作为本发明进一步的改进,所述尿素喷枪采用双流体雾化喷枪,所述尿素喷枪设有第一接口和第二接口,分别连接压缩空气管道和尿素溶液管道,所述尿素溶液管道上设有依次连接的计量泵和流量计;
所述计量泵的运行频率可调节,所述计量泵的运行频率与所述NOx浓度检测表信号连锁。
作为本发明进一步的改进,所述SCR反应器内部设置至少两层催化剂,其中一层作为催化剂备用层,每层催化剂设有差压检测表。
本发明还提供了一种污泥焚烧烟气脱硝方法,所述方法包括:
污泥焚烧后的待脱硝烟气通过冷侧烟气入口进入烟气换热器换热升温,换热后的烟气经冷侧烟气出口排出,排出的烟气分为两部分,一部分流经烟道阀门,另一部分流经烟道风机进入燃烧器进行加热;
加热后的烟气通过烟道文丘里形成烟气流,并通过尿素喷枪喷出的尿素雾化液体与烟气流混合换热,并升温至尿素发生热解反应,尿素热解产生含有氨气的烟气,同时通过第一温度检测表实时检测烟气流的第一温度,并根据所述第一温度调节烟道风机的运行频率和烟道阀门的开度,以使调节后的所述第一温度满足第一预设条件;
所述含有氨气的烟气与所述烟道阀门流出的烟气混合进入烟道混合器和SCR反应器,烟气中的氨气在所述SCR反应器中发生催化还原反应完成烟气脱硝净化,同时通过第二温度检测表实时检测进入所述SCR反应器的烟气的第二温度,并根据所述第二温度调节燃烧器的热负荷,以使调节后的所述第二温度满足第二预设条件;
脱硝净化后的烟气通过热侧烟气入口进入烟气换热器,并通过热侧烟气出口排出。
作为本发明进一步的改进,所述第一预设条件包括:所述第一温度大于或等于尿素热解温度,且小于或等于尿素氧化温度,根据所述第一温度调节烟道风机的运行频率和烟道阀门的开度,以使调节后的所述第一温度满足第一预设条件,包括:
当所述第一温度大于所述尿素氧化温度,则增大所述烟道风机的运行频率并减小所述烟道阀门的开度;
当所述第一温度小于所述尿素热解温度,则降低所述烟道风机的运行频率并增大所述烟道阀门的开度。
作为本发明进一步的改进,所述第二预设条件包括:所述第二温度大于或等于所述催化还原反应的温度下限,且小于或等于所述催化还原反应的温度上限,根据所述第二温度调节燃烧器的热负荷,以使调节后的所述第二温度满足第二预设条件,包括:
当所述第二温度大于所述催化还原反应的温度上限,则降低所述燃烧器的热负荷;
当所述第二温度小于所述催化还原反应的温度下限,则增大所述燃烧器的热负荷。
作为本发明进一步的改进,所述方法还包括,通过流量计实时检测进入所述尿素喷枪的尿素溶液的流量,以及通过NOx浓度检测仪表实时检测脱硝净化后的烟气的NOx浓度,并根据检测到所述NOx浓度调节所述流量计和计量泵的运行频率,包括:
当检测到的NOx浓度大于预设阈值时,则增大所述计量泵的运行频率;
当检测到的NOx浓度小于预设阈值时,则降低所述计量泵的运行频率。
作为本发明进一步的改进,所述方法还包括:通过NH3浓度检测表实时检测脱硝净化后的烟气的NH3浓度,以根据检测到的所述NH3浓度和所述NOx浓度对所述SCR反应器内的催化剂进行再生,包括:
当所述NH3浓度和所述NOx浓度同时大于预设阈值时,则关闭所述烟道阀门,并增大所述烟道风机的运行频率和所述燃烧器的热负荷,以使所述第一温度和所述第二温度同时大于所述催化剂再生温度,进行催化剂再生过程。
本发明的有益效果为:
装置无需单独设置尿素热解塔,烟气流方向呈“几”字形布置,减小了设备占地面积且降低了运行成本以及投资造价;通过设置烟气换热器,利用SCR反应器排出的高温净化烟气与低温的待脱硝烟气进行换热,回收了高温烟气的余热并使其降温至一定温度,同时对待脱硝烟气进行了加热,从而降低了燃烧器的热负荷,节省了能源;通过设置烟道风机和燃烧器,将烟气换热器冷侧烟气出口排出的部分烟气加热升温并与尿素换热至尿素热解温度,升温后的烟气与其余待脱硝低温烟气混合后共同进入SCR反应器,最大限度的利用了热能,节省了尿素热解所需燃料,降低了运行成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述的一种污泥焚烧烟气脱硝装置的结构示意图;
图2为本发明实施例所述的一种污泥焚烧烟气脱硝装置的烟气脱硝流程示意图。
图中,
1、烟气换热器;2、烟道风机;3、燃烧器;4、烟道文丘里;5、第一温度检测表;6、计量泵;7、流量计;8、尿素喷枪;9、烟道阀门;10、烟道混合器;11、第二温度检测表;12、SCR反应器;13、差压检测表;14、催化剂;15、NH3浓度检测表;16、NOx浓度检测表;17、引风机。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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作出创造性劳动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。
需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明的描述中,所用术语仅用于说明目的,并非旨在限制本发明的范围。术语“包括”和/或“包含”用于指定所述元件、步骤、操作和/或组件的存在,但并不排除存在或添加一个或多个其他元件、步骤、操作和/或组件的情况。术语“第一”、“第二”等可能用于描述各种元件,不代表顺序,且不对这些元件起限定作用。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个及两个以上。这些术语仅用于区分一个元素和另一个元素。结合以下附图,这些和/或其他方面变得显而易见,并且,本领域普通技术人员更容易理解关于本发明所述实施例的说明。附图仅出于说明的目的用来描绘本发明所述实施例。本领域技术人员将很容易地从以下说明中认识到,在不背离本发明所述原理的情况下,可以采用本发明所示结构和方法的替代实施例。
如图1所示,本发明实施例所述的一种污泥焚烧烟气脱硝装置,该装置包括:
烟气换热器1,其设有冷侧烟气入口、冷侧烟气出口、热侧烟气入口和热侧烟气出口,所述冷侧烟气入口连接待脱硝烟气烟道,所述热侧烟气出口连接烟气排出烟道;
两路烟道,其入口均连接所述烟气换热器1冷侧烟气出口,其中,第一路烟道上设有烟道阀门9,第二路烟道上设有依次连接的烟道风机2、燃烧器3、烟道文丘里4、第一温度检测表5和尿素喷枪8;
混合烟道,其入口与所述两路烟道的出口连接,所述混合烟道上设有依次连接的烟道混合器10、第二温度检测表11和SCR反应器12,所述混合烟道的出口与所述热侧烟气入口连接。
本申请中待脱硝烟气由所述烟气换热器1的冷侧烟气入口进入,经烟气换热器1换热后由冷侧烟气出口排出,排出烟气分为两路。部分烟气由第一路烟道进入所述烟道阀门9,部分烟气由第二路烟道进入所述烟道风机2,通过调节风机频率将烟气吹入所述燃烧器3,在所述燃烧器3中通过燃烧天然气获得热量加热烟气,节省了尿素热解所需的燃料。加热后的烟气会在所述烟道文丘里4的作用下形成旋转向上的烟气流,且通过烟道文丘里4,烟气流与尿素喷枪8喷出的尿素雾化液体会取得更好接触效果,延长了二者在第二路烟道中的停留时间。第一温度检测表5对烟气流温度进行实时检测,以确保烟气流的温度能满足尿素热解的温度条件以及尿素不氧化的温度条件,经过检测后所述尿素喷枪8喷出的尿素雾化液体与烟气流进行换热升温,直至尿素发生热解反应产生含有氨气的烟气。含有氨气的高温烟气与流经第一路烟道的待脱硝低温烟气共同进入所述混合烟道,在SCR反应器12入口前设置烟道混合器10,将进入混合烟道的烟气在烟道混合器10的作用下充分混合,确保了进入所述SCR反应器12的烟气温度均一稳定。所述第二温度检测表11设于烟道混合器10与SCR反应器12之间,用于对烟气温度实时检测,以确保混合烟气的温度满足催化还原反应的温度条件。所述热侧烟气入口与SCR反应器12出口连接,在所述烟气换热器1中对烟气进行换热处理。所述SCR反应器12排出的高温净化烟气通过热侧烟气入口进入所述烟气换热器1,利用高温净化烟气对待脱硝烟气进行升温加热,实现了高温净化烟气的余热回收利用,同时,降低了所述燃烧器3的热负荷,避免了烟气温度过高造成所述燃烧器3的热能浪费。
现有的污泥焚烧烟气脱硝装置需要单独设置尿素热解塔。尿素热解塔的设计和制造都比较复杂,需要考虑到尿素的热解条件以及尿素的物理性质,因此需要专业的设计和制造技术,增加了设备的制造成本,另外,尿素热解塔在运行过程中需要消耗大量的能源以及燃料,增加了运行成本,且尿素热解塔的设置面积较大,增加了占地空间。此外,尿素热解塔的维护和修理也需要一定的费用。本申请所述装置无需单独设置尿素热解塔,所述装置沿烟气流动方向呈“几”字形布置,即待脱硝烟气由下至上依次经过所述烟气换热器1分为两路,一路烟气经过所述烟道阀门9,另一路烟气依次经过所述烟道风机2、所述燃烧器3、所述烟道文丘里4、所述第一温度检测表5到达装置最高处;两路烟气混合后再由上至下依次经过所述烟道混合器10、所述第二温度检测表11、所述SCR反应器12、所述烟气换热器1。装置整体运行简单,提升了能源利用率,无需设置尿素热解塔,减小了设备的占地面积,节省了建设投资。
本申请所述装置通过设置烟气换热器1,利用SCR反应器12排出的高温净化烟气来与低温的待脱硝烟气进行换热,回收了高温烟气的余热使其降温至一定温度(例如110℃),同时加热了待脱硝烟气,从而降低了燃烧器3的热负荷,节省了能源;且通过设置烟道风机2和燃烧器3,将烟气换热器1的冷侧烟气出口排出的部分待脱硝烟气进行加热升温至尿素热解温度,升温后烟气与其余待脱硝烟气混合后共同进入SCR反应器12,最大限度利用热能,减少了燃料的消耗,降低了运行成本。
一种实施方式中,所述烟道风机2的运行频率可调节,所述烟道阀门9开度可调节,所述烟道风机2的运行频率和所述烟道阀门9的开度与所述第一温度检测表5信号连锁;所述燃烧器3的热负荷可调节,所述燃烧器3的热负荷与所述第二温度检测表11信号连锁。
本申请设置了第一温度检测表5,其信号与所述烟道风机2和所述烟道阀门9的信号连锁,通过第一温度检测表5反馈的温度数据(即第一温度),调节所述烟道风机2的运行频率和所述烟道阀门9的开度,使得烟气换热器1的冷侧烟气出口排出的两路烟气能实现最佳的烟气量匹配,其中,第一温度检测表5检测到的温度需要维持在一定范围内(例如维持在400℃~600℃之间),这个温度范围内由尿素喷枪8喷出的尿素能发生热解反应,同时可以避免尿素发生氧化反应。一旦第一温度检测表5检测到的温度数据大于该范围内的最大值(即尿素氧化温度)或者小于该范围内的最小值(即尿素热解温度),需要对所述烟道风机2的运行频率和所述烟道阀门9的开度同时进行调整,使得调整后再次检测到的温度数据能位于该温度范围内。当第一温度检测表5检测到的温度数据大于所述尿素氧化温度,则增大所述烟道风机的运行频率并减小所述烟道阀门的开度;当第一温度检测表5检测到的温度数据小于所述尿素热解温度,则降低所述烟道风机的运行频率并增大所述烟道阀门的开度。
例如,设定所述烟道风机2初始的运行频率为40Hz,设定所述烟道阀门9初始的开度为50%。通过第一温度检测表5实时检测烟气温度,使其维持在400℃~600℃之间,当检测到的温度高于600℃时,则增大烟道风机的运行频率,同时减小烟道阀门的开度,使进入所述燃烧器3的烟气量得到补充。调节所述烟道风机2的运行频率和所述烟道阀门9的开度,使所述烟气换热器1的冷侧烟气出口排出的烟气实现最佳的烟气量匹配,上述调节可以是手动调节,也可以是自动调节。
本申请还设置了第二温度检测表11,其信号与所述燃烧器3的信号连锁,通过第二温度检测表11反馈的温度数据(即第二温度),调节所述燃烧器3的热负荷,使得燃烧器能在最佳符合状态下获得热量加热烟气,其中,所述第二温度检测表11检测到的温度需要维持在一定范围内(例如维持在230℃~260℃之间),这个温度范围内可以确保SCR反应器12内部催化剂的活性,保证了NH3和NOx发生氧化还原反应的同时避免了烟气温度过高而造成燃烧器3的热能浪费。一旦第二温度检测表11检测到的温度数据大于该范围内的最大值(即催化还原反应的温度上限)或者小于该范围内的最小值(即催化还原反应的温度下限),需要对所述燃烧器3的热负荷进行调整,使得调整后再次检测到的温度数据位于该温度范围内。当第二温度检测表11检测到的温度数据大于催化还原反应的温度上限,则降低所述燃烧器3的热负荷;当第二温度检测表11检测到的温度数据小于所述催化还原反应的温度下限,则增大燃烧器3的热负荷。
例如,当检测到的温度高于260℃时,则降低燃烧器3的热负荷;当检测到的温度低于230℃时,则增大燃烧器3的热负荷。进一步的,还可以通过调节烟道风机2的运行频率来辅助燃烧器3调节烟气温度,使烟气温度稳定在230℃~260℃之间。
一种实施方式中,在所述烟气排出烟道上设有依次连接NH3浓度检测表15、NOx浓度检测表16和所述引风机17;所述烟道风机2的运行频率、所述烟道阀门9的开度和所述燃烧器3的热负荷信号与所述NH3浓度检测表15和所述NOx浓度检测表16信号连锁,具备催化剂14再生功能。
含有氨气的烟气在所述SCR反应器12内部以催化剂14为媒介与NOx发生氧化还原反应,完成了烟气的脱硝净化,设置净化后烟气排放的目标NOx浓度和NH3浓度,并通过NH3浓度检测表15和NOx浓度检测表16实时检测烟气中的NH3和NOx浓度含量,确保排出的烟气中的NH3和NOx浓度达标,并通过所述引风机17将达标的烟气外排。
另外,为保持SCR反应器12内的催化剂14的反应活性,本申请所述烟道风机2的运行频率、所述烟道阀门9的开度和所述燃烧器3的热负荷信号与所述NH3浓度检测表和所述NOx浓度检测表信号连锁,通过NH3浓度检测表实时检测脱硝净化后的烟气的NH3浓度,可以根据检测到的NH3浓度和NOx浓度对SCR反应器12内的催化剂进行再生。当检测到的NH3浓度和NOx浓度同时大于预设阈值时,说明催化剂14的活性降低,需要再生,此时关闭烟道阀门9,并增大烟道风机2的运行频率和燃烧器3的热负荷,以使第一温度检测表5检测到的第一温度和第二温度检测表11检测到的第二温度同时大于催化剂14的再生温度,进行催化剂再生过程,运行一段时间至NH3浓度和NOx浓度检测数据同时下降后,则完成了催化剂的再生过程。
例如,在催化剂14的在线再生过程中,完全关闭烟道阀门9,同时增大烟道风机2的运行频率,并不断提高燃烧器3的天然气供给量,增大热负荷的热负荷直至第一温度检测表5检测到的温度达到约350℃时,此时满足再生工况。维持此工况下运行大约2小时,并持续观察NH3浓度检测表15和NOx浓度检测表16检测到的浓度变化情况,待两者数据恢复正常后停止催化剂14的再生。每次催化再生的时长不超过6小时,若再生后催化剂14仍然无法恢复反应活性,则催化剂14老化,需要对催化剂14进行更换。
通过对所述催化剂14的在线再生,恢复了所述催化剂14的活性,延长了所述催化剂14的使用寿命,并避免了所述催化剂14的频繁更换,节约了原材料和能源的消耗,降低了生产成本。
一种实施方式中,所述尿素喷枪8采用双流体雾化喷枪,所述尿素喷枪8设有第一接口和第二接口,分别连接压缩空气管道和尿素溶液管道,所述尿素溶液管道上设有依次连接的计量泵6和流量计7,所述计量泵6采用变频泵,其运行频率可调节,所述计量泵6的运行频率与所述NOx浓度检测表16信号连锁。
本申请所述尿素喷枪8采用双流体雾化喷枪,使得压缩空气和尿素溶液两种流体能够形成均匀的雾化液体并从喷枪的喷嘴排出,雾化后的尿素液体与烟道文丘里4流出的烟气流中的NOx发生化学反应,通过高效的雾化和混合,使尿素能够更充分地与氮氧化物接触,提高了催化还原反应的效率。所述尿素喷枪8可以实现对尿素喷射剂量的精确控制,形成的尿素喷雾截面形状与第二路烟道截面形状相似,且其喷雾形状的下沿高度高于所述烟道文丘里4的高度,加热烟气与喷雾在所述烟道文丘里4中螺旋上升,延长了烟气在烟道中的停留时间,有利于高温烟气与尿素喷雾更好的混合,提升了烟气的接触效果。
所述流量计7实时检测进入所述尿素喷枪的尿素溶液的流量,计量泵6调节尿素溶液的流量。本申请还设置了将计量泵6的运行频率与所述NOx浓度检测表16的信号连锁,当NOx浓度检测表16检测到的NOx浓度高于排放浓度目标设定值(即预设阈值)时,增大所述计量泵6的运行频率实现对尿素溶液的补充,而当检测到的NOx浓度低于预设阈值,降低计量泵6的运行频率。
本申请上述连锁控制过程根据电控程序自动执行,在特殊情况下,也可以由操作人员手动调试完成,待情况恢复后,再切换至自动控制。
一种实施方式中,所述SCR反应器12内部设置至少两层催化剂14,其中一层作为催化剂14备用层,每层催化剂14设有差压检测表13。
本申请中的催化剂14是一种具有中低温反应活性的脱硝催化剂,所述催化剂14能确保烟气在一定温度范围(230℃~260℃)内NH3与NOx的氧化还原反应活性,且可以提高NH3和NOx的脱硝反应效率。催化剂14至少设置两层,一层用于催化还原反应,一层作为备用,当其中一层催化剂14完全丧失活性时,备用催化剂14也能进行作用。可以理解的是,催化剂14还可以设置三层、四层等,并可以根据使用需求适应性调整,本申请对催化剂14的层数不做具体限制。通过设置差压检测表13,来实时检测催化剂14的压差,当差压检测表13检测的数据偏高时,说明对应催化剂14的空隙堵塞,此时需要开启清灰操作,可以解决对应层所述催化剂14空隙堵塞的问题。
本发明实施例还提供了一种污泥焚烧烟气脱硝方法,该方法包括:
污泥焚烧后的待脱硝烟气通过冷侧烟气入口进入烟气换热器1换热升温,换热后的烟气经冷侧烟气出口排出,排出的烟气分为两部分,一部分流经烟道阀门9,另一部分流经烟道风机2进入燃烧器3进行加热;
加热后的烟气通过烟道文丘4里形成烟气流,并通过尿素喷枪8喷出的尿素雾化液体与烟气流混合换热,并升温至尿素发生热解反应,尿素热解产生含有氨气的烟气,同时通过第一温度检测表5实时检测烟气流的第一温度,并根据所述第一温度调节所述烟道风机3的运行频率和所述烟道阀门9的开度,以使调节后的所述第一温度满足第一预设条件;
所述含有氨气的烟气与所述烟道阀门9流出的烟气混合进入烟道混合器10和SCR反应器12,烟气中的氨气在所述SCR反应器12中发生催化还原反应完成烟气脱硝净化,同时通过第二温度检测表11实时检测进入所述SCR反应器12的烟气的第二温度,并根据所述第二温度调节所述燃烧器3的热负荷,以使调节后的所述第二温度满足第二预设条件;
脱硝净化后的烟气通过热侧烟气入口进入所述烟气换热器1,并通过热侧烟气出口排出。
一种实施方式中,所述第一预设条件包括:所述第一温度大于或等于尿素热解温度,且小于或等于尿素氧化温度,根据所述第一温度调节所述烟道风机2的运行频率和所述烟道阀门9的开度,以使调节后的所述第一温度满足第一预设条件,包括:
当所述第一温度大于所述尿素氧化温度,则增大所述烟道风机2的运行频率并减小所述烟道阀门9的开度;
当所述第一温度小于所述尿素热解温度,则降低所述烟道风机2的运行频率并增大所述烟道阀门9的开度。
一种实施方式中,所述第二预设条件包括:所述第二温度大于或等于所述催化还原反应的温度下限,且小于或等于所述催化还原反应的温度上限,根据所述第二温度调节所述燃烧器3的热负荷,以使调节后的所述第二温度满足第二预设条件,包括:
当所述第二温度大于所述催化还原反应的温度上限,则降低所述燃烧器3的热负荷;
当所述第二温度小于所述催化还原反应的温度下限,则增大所述燃烧器3的热负荷。
一种实施方式中,所述方法还包括,通过流量计7实时检测进入所述尿素喷枪8的尿素溶液的流量,以及通过NOx浓度检测表16实时检测脱硝净化后的烟气的NOx浓度,并根据检测到所述NOx浓度调节所述流量计7和计量泵6的运行频率,包括:
当检测到的NOx浓度大于预设阈值时,则增大所述计量泵6的运行频率;
当检测到的NOx浓度小于预设阈值时,则降低所述计量泵6的运行频率。
一种实施方式中,所述方法还包括:通过NH3浓度检测表15实时检测脱硝净化后的烟气的NH3浓度,以根据检测到的所述NH3浓度和所述NOx浓度对所述SCR反应器12内的催化剂14进行再生,包括:
当所述NH3浓度和所述NOx浓度同时大于预设阈值时,则关闭所述烟道阀门9,并增大所述烟道风机2的运行频率和所述燃烧器3的热负荷,以使所述第一温度和所述第二温度同时大于所述催化剂14再生温度,进行催化剂14再生过程。
在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
此外,本领域普通技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本领域技术人员应理解,尽管已经参考示例性实施例描述了本发明,但是在不脱离本发明的范围的情况下,可进行各种改变并可用等同物替换其元件。另外,在不脱离本发明的实质范围的情况下,可进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此,本发明不限于所公开的特定实施例,而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。
Claims (10)
1.一种污泥焚烧烟气脱硝装置,其特征在于,所述装置包括:
烟气换热器,其设有冷侧烟气入口、冷侧烟气出口、热侧烟气入口和热侧烟气出口,所述冷侧烟气入口连接待脱硝烟气烟道,所述热侧烟气出口连接烟气排出烟道;
两路烟道,其入口均连接所述冷侧烟气出口,其中,第一路烟道上设有烟道阀门,第二路烟道上设有依次连接的烟道风机、燃烧器、烟道文丘里、第一温度检测表和尿素喷枪;
混合烟道,其入口与所述两路烟道的出口连接,所述混合烟道上设有依次连接的烟道混合器、第二温度检测表和SCR反应器,所述混合烟道的出口与所述热侧烟气入口连接。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述烟道风机的运行频率可调节,所述烟道阀门开度可调节,所述烟道风机的运行频率和所述烟道阀门的开度与所述第一温度检测表信号连锁;
所述燃烧器的热负荷可调节,所述燃烧器的热负荷与所述第二温度检测表信号连锁。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述烟气排出烟道上设有依次连接的NH3浓度检测表、NOx浓度检测表和引风机;
所述烟道风机的运行频率、所述烟道阀门的开度和所述燃烧器的热负荷信号与所述NH3浓度检测表和所述NOx浓度检测表信号连锁,具备催化剂再生功能。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述尿素喷枪采用双流体雾化喷枪,所述尿素喷枪设有第一接口和第二接口,分别连接压缩空气管道和尿素溶液管道,所述尿素溶液管道上设有依次连接的计量泵和流量计;
所述计量泵的运行频率可调节,所述计量泵的运行频率与所述NOx浓度检测表信号连锁。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述SCR反应器内部设置至少两层催化剂,其中一层作为催化剂备用层,每层催化剂设有差压检测表。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的一种污泥焚烧烟气脱硝装置的烟气脱硝方法,其特征在于,所述方法包括:
污泥焚烧后的待脱硝烟气通过冷侧烟气入口进入烟气换热器换热升温,换热后的烟气经冷侧烟气出口排出,排出的烟气分为两部分,一部分流经烟道阀门,另一部分流经烟道风机进入燃烧器进行加热;
加热后的烟气通过烟道文丘里形成烟气流,并通过尿素喷枪喷出的尿素雾化液体与烟气流混合换热,并升温至尿素发生热解反应,尿素热解产生含有氨气的烟气,同时通过第一温度检测表实时检测烟气流的第一温度,并根据所述第一温度调节烟道风机的运行频率和烟道阀门的开度,以使调节后的所述第一温度满足第一预设条件;
所述含有氨气的烟气与所述烟道阀门流出的烟气混合进入烟道混合器和SCR反应器,烟气中的氨气在所述SCR反应器中发生催化还原反应完成烟气脱硝净化,同时通过第二温度检测表实时检测进入所述SCR反应器的烟气的第二温度,并根据所述第二温度调节燃烧器的热负荷,以使调节后的所述第二温度满足第二预设条件;
脱硝净化后的烟气通过热侧烟气入口进入烟气换热器,并通过热侧烟气出口排出。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第一预设条件包括:所述第一温度大于或等于尿素热解温度,且小于或等于尿素氧化温度,根据所述第一温度调节烟道风机的运行频率和烟道阀门的开度,以使调节后的所述第一温度满足第一预设条件,包括:
当所述第一温度大于所述尿素氧化温度,则增大所述烟道风机的运行频率并减小所述烟道阀门的开度;
当所述第一温度小于所述尿素热解温度,则降低所述烟道风机的运行频率并增大所述烟道阀门的开度。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第二预设条件包括:所述第二温度大于或等于所述催化还原反应的温度下限,且小于或等于所述催化还原反应的温度上限,根据所述第二温度调节燃烧器的热负荷,以使调节后的所述第二温度满足第二预设条件,包括:
当所述第二温度大于所述催化还原反应的温度上限,则降低所述燃烧器的热负荷;
当所述第二温度小于所述催化还原反应的温度下限,则增大所述燃烧器的热负荷。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括,通过流量计实时检测进入所述尿素喷枪的尿素溶液的流量,以及通过NOx浓度检测仪表实时检测脱硝净化后的烟气的NOx浓度,并根据检测到所述NOx浓度调节所述流量计和计量泵的运行频率,包括:
当检测到的NOx浓度大于预设阈值时,则增大所述计量泵的运行频率;
当检测到的NOx浓度小于预设阈值时,则降低所述计量泵的运行频率。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:通过NH3浓度检测表实时检测脱硝净化后的烟气的NH3浓度,以根据检测到的所述NH3浓度和所述NOx浓度对所述SCR反应器内的催化剂进行再生,包括:
当所述NH3浓度和所述NOx浓度同时大于预设阈值时,则关闭所述烟道阀门,并增大所述烟道风机的运行频率和所述燃烧器的热负荷,以使所述第一温度和所述第二温度同时大于所述催化剂再生温度,进行催化剂再生过程。
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