CN204973521U - 一种sncr+scr联合脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种SNCR+SCR联合脱硝装置，包括还原剂制备与存储系统、混合输送系统、加压计量分配系统、喷射雾化系统、SNCR脱销反应设备、SCR反应器、除尘脱硫塔、工业炉窑和废气排放系统。SNCR脱销反应设备安装在工业炉窑的炉膛中，还原剂制备与存储系统、混合输送系统、加压计量分配系统和喷射雾化系统依次连接到SNCR脱销反应设备，工业炉窑的烟气出口依次通过SCR反应器和除尘脱硫塔连接到废气排放系统。本实用新型将还原剂喷入炉膛先进行SNCR脱硝，逃逸的氨在SCR反应器催化剂的作用下进一步脱除Nox，充分发挥SNCR法投资省和SCR脱硝效率高的优势，提高了脱硝效率，降低了烟气脱硝和生产成本。

Description

一种SNCR+SCR联合脱硝装置

技术领域

实用新型属于废气治理技术领域，涉及一种烟气脱销设备，具体涉及一种SNCR+SCR联合脱硝装置。

背景技术

锅炉烟气中通常含有大量的氮氧化物NO_x如NO，氮氧化物直接排放到大气中会污染空气，形成光化学烟雾和酸雨，危害人体健康，因此烟气在排放之前必须经过脱氮(即脱硝)处理。目前烟气脱硝技术主要有两种：选择性催化还原(SCR)法和选择性非催化还原脱硝(SNCR)法。

选择性催化还原法指在一定的温度和催化剂的作用下，以液氨、氨水或尿素等作为还原剂，有选择性地与烟气中的氮氧化物反应并生成无毒无污染的氮气和水。SCR法反应温度较低（300～420℃），脱硝效率达到85%以上。SCR技术具有脱硝效率高、氨逃逸低，但是投资巨大、运行费用高昂。

选择性非催化还原法是将含有氨基的还原剂（如氨水或者尿素等）喷入炉膛温度为800℃-1100℃的区域，还原剂通过喷枪雾化喷入，与烟气中的氮氧化物发生化学反应生成无污染的氮气和水，脱硝效率在30%-50%之间。SNCR技术投资成本低，建设周期短，但是脱硝效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种SNCR+SCR联合脱硝装置，充分发挥SNCR法投资省和SCR法脱硝效率高的优势，提高脱硝效率，降低烟气脱硝和生产成本。

本实用新型的技术方案是：SNCR+SCR联合脱硝装置，包括工业炉窑、除尘脱硫塔和废气排放系统。联合脱硝单元设有还原剂制备与存储系统、混合输送系统、加压计量分配系统、喷射雾化系统、SNCR脱销反应设备和SCR反应器。SNCR脱销反应设备安装在工业炉窑的炉膛中，还原剂制备与存储系统、混合输送系统、加压计量分配系统和喷射雾化系统依次连接到SNCR脱销反应设备，工业炉窑的烟气出口依次通过SCR反应器和除尘脱硫塔连接到废气排放系统。

还原剂制备与存储系统为尿素溶解与存储系统或氨水存储系统。尿素溶解与存储系统包括尿素溶解单元和尿素存储单元，尿素溶解单元包括尿素溶解罐、搅拌器、盘管加热器、输送泵以及配套的管路、阀门。尿素存储单元包括尿素溶液储罐、加热器和清水罐，尿素溶液储罐设有液位计和温度计。喷射雾化系统包括脱硝喷枪及配套设备，脱硝喷枪包括枪体、进液口、雾化空气口、冷却风入口和喷嘴。枪体为套管结构，包括液管、气管和冷却风管，液管插入气管中，气管插入冷却风管中，气管和冷却风管之间通过密封法兰固定连接。进液口与液管连接，雾化空气口与风管连接，冷却风入口与冷却风管连接。

加压计量分配系统包括混合泵站、混合罐、加压泵站、冲洗模块、分配模块、测量仪表和配套的管路、阀门。联合脱硝装置设有控制系统，控制系统由控制柜和现场测量仪器组成。控制系统分别与还原剂制备与存储系统、混合输送系统、加压计量分配系统、喷射雾化系统、SNCR脱销反应设备、SCR反应器和除尘脱硫塔通信连接。SCR反应器为固定床反应器，固定床反应器的床层装填脱销催化剂。废气排放系统包括引风机和烟囱。

SNCR+SCR联合脱硝具有2个反应区，还原剂选用尿素时，尿素被溶解制备成浓度为50%的尿素溶液，经输送泵送至计量分配模块，与稀释水模块送过来的稀释水混合，尿素溶液被稀释至合适浓度，通过加压计量分配装置精确分配到每支脱硝喷枪，然后经过喷枪喷入第1个反应区—炉膛，高温下还原剂与烟气中NO_x在没有催化剂参与的情况下发生还原反应，实现初步脱氮。逃逸的氨随烟气进入第2个反应区—炉后脱硝反应器，在催化剂的作用下，氨与氮氧化物发生化学反应，实现进一步的脱硝，同时也将氨逃逸率降到可接受的范围。SNCR+SCR联合脱硝省去了SCR法设置在烟道里的复杂的氨喷射格栅，大幅度减少了催化剂的用量，同时省去了尿素热解设备。

SNCR+SCR联合烟气脱硝系统将还原剂喷入炉膛先进行SNCR脱硝，逃逸的氨在后段采用SCR法在催化剂作用下进行还原反应进一步脱除NOx。联合脱硝装置氨水或是尿素作为还原剂，前段利用SNCR脱硝，后段采用SCR脱硝，充分发挥SNCR工艺投资省，SCR法脱硝效率高的优势。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：①提高了脱硝效率，SNCR+SCR法可获得80%以上脱硝率。②催化剂用量小，节省催化剂50%～70%。③SCR反应塔体积小,节省了投资和占地面积。④因催化剂用量少，系统压降小，减少了引风机运行费用。⑤简化了还原剂喷射系统。

附图说明

图1为本实用新型SNCR+SCR联合脱硝装置的流程示意图；

图2为SNCR+SCR联合脱硝装置的现场示意图；

其中：

1—喷射雾化系统、2—加压计量分配系统、3—混合输送系统、4—还原剂制备与存储系统、5—锅炉、6—SCR反应器、7—除尘脱硫塔、8—烟囱、9—引风机、10—脱硝喷枪、11—空气压缩机、12—尿素溶液储罐、13—尿素溶解罐、14—空气预热器、15—省煤器。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明。本实用新型保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本实用新型保护的范围。

本实用新型SNCR+SCR联合脱硝装置如图1所示，包括还原剂制备与存储系统4、混合输送系统3、加压计量分配系统2、喷射雾化系统1、SNCR脱销反应设备、SCR反应器6、除尘脱硫塔7、控制系统、锅炉5和废气排放系统。SNCR脱销反应设备安装在锅炉5的炉膛中，SCR反应器6为固定床反应器，固定床反应器的床层装填脱销催化剂。还原剂制备与存储系统、混合输送系单元、加压计量分配系统和喷射雾化系统依次连接到SNCR脱销反应设备。锅炉的烟气出口依次通过SCR反应器和除尘脱硫塔连接到废气排放系统。废气排放系统包括引风机9和烟囱8。还原剂制备与存储系统为尿素溶解与存储系统，选择尿素作还原剂。控制系统由控制柜和现场测量仪器仪表组成，控制系统分别与还原剂制备与存储系统、混合输送系统、加压计量分配系统、喷射雾化系统、SNCR脱销反应设备、SCR反应器和除尘脱硫塔通信连接。

如图2所示，尿素溶解与存储系统包括尿素溶解单元和尿素存储单元，尿素溶解单元包括尿素溶解罐13、搅拌器、盘管加热器、输送泵以及配套的管路阀门。尿素存储单元包括尿素溶液储罐12、加热器和清水罐，尿素溶液储罐设有液位计和温度计。喷射雾化系统1包括脱硝喷枪10及配套设备，脱硝喷枪包括枪体、进液口、雾化空气口、冷却风入口和喷嘴。枪体为套管结构，包括液管、气管和冷却风管，液管插入气管中，气管插入冷却风管中，气管和冷却风管之间通过密封法兰固定连接。进液口与液管连接，雾化空气口与风管连接，冷却风入口与冷却风管连接。根据锅炉结构和烟气温度确定喷枪在锅炉上的安装位置，此外还要确保该位置处氮氧化物已经完全形成。锅炉5的烟气出口与除尘脱硫塔的连接管路设有省煤器15和空气预热器14，省煤器位于SCR反应器前部，空气预热器位于SCR反应器的后部。

安装喷枪时，首先在烟道壁上合适的位置开孔，然后将喷枪护管伸入孔内并固定，再用法兰或快捷装置将喷枪和护管连接一起，共同固定在烟道壁上，喷枪用高压胶管与还原剂溶液和压缩空气管路连接，在烟道外壁合理布置，全方位对NOx进行捕捉。加压计量分配系统2包括混合泵站、混合罐、加压泵站、冲洗模块、分配模块、测量仪表和配套的管路、阀门。装置设有液位报警、流量报警、变频故障报警和压力报警，保证系统长期、安全、稳定地运行。

在尿素溶解罐13配置尿素溶液，配置好的尿素溶液经输送泵送入尿素溶液存储罐存储。混合泵站的尿素溶液输送泵、清水输送泵负责向混合罐供给尿素溶液和清水，以配置成适合喷射浓度的尿素溶液。混合罐内的尿素溶液进行过滤后经加压泵站加压并输送至喷射雾化系统。还原剂溶液通过喷枪前端的雾化喷嘴进行雾化，形成30-70μm左右的小颗粒，喷入脱硝反应区，与NOx发生还原反应。冲洗模块在停工检修时对管路进行冲洗，利用电动阀门的开启和关闭来控制介质的流动方向和流向的管路，延长设备使用寿命。

SNCR+SCR联合脱硝的核心为SNCR反应设备，SCR脱硝反应器为辅助设备。在SNCR反应器内脱除50%左右的NOx，由于较高的氨逃逸，到达SCR反应器的还原剂还有相当的含量，在SCR反应器内无需再喷射还原剂，不用安装复杂的喷氨格栅，利用SNCR工艺中逃逸的氨在催化剂的作用下脱除烟气中的NOx，将烟气中最终氨逃逸控制在较小的范围内。联合脱销的SCR反应器所需催化剂的数量也比常规SCR反应器减少50～70%，NOx的脱除率提高到80%左右，降低了运行费用和工程投资。SCR反应器出来的烟气进入除尘、脱硫设备继续处理，最后通过引风机和烟囱放空。脱销催化剂2~3年更换一次，换下来的催化剂经过再生处理后继续使用。

Claims (8)

1.一种SNCR+SCR联合脱硝装置，所述联合脱硝装置包括工业炉窑、除尘脱硫塔（7）和废气排放系统，其特征是：所述联合脱硝装置设有还原剂制备与存储系统（4）、混合输送系统（3）、加压计量分配系统（2）、喷射雾化系统（1）、SNCR脱销反应设备和SCR反应器（6）；所述SNCR脱销反应设备安装在工业炉窑（5）的炉膛中，所述还原剂制备与存储系统、混合输送系单元、加压计量分配系统和喷射雾化系统依次连接到SNCR脱销反应设备，所述工业炉窑的烟气出口依次通过SCR反应器和除尘脱硫塔连接到废气排放系统。

2.根据权利要求1所述的SNCR+SCR联合脱硝装置，其特征是：所述还原剂制备与存储系统（4）为尿素溶解与存储系统或氨水稀释与存储系统。

3.根据权利要求2所述的SNCR+SCR联合脱硝装置，其特征是：所述尿素溶解与存储系统包括尿素溶解单元和尿素存储单元，所述尿素溶解单元包括尿素溶解罐（13）、搅拌器、盘管加热器、输送泵以及配套的管路、阀门；所述尿素存储单元包括尿素溶液储罐（12）、加热器和清水罐，所述尿素溶液储罐设有液位计和温度计。

4.根据权利要求1所述的SNCR+SCR联合脱硝装置，其特征是：所述喷射雾化系统（1）包括脱硝喷枪（10）及配套设备，所述脱硝喷枪包括枪体、进液口、雾化空气口、冷却风入口和喷嘴；所述枪体为套管结构，包括液管、气管和冷却风管，液管插入气管中，气管插入冷却风管中，气管和冷却风管之间通过密封法兰固定连接；所述进液口与液管连接，雾化空气口与风管连接，冷却风入口与冷却风管连接。

5.根据权利要求1所述的SNCR+SCR联合脱硝装置，其特征是：所述加压计量分配系统（2）包括混合泵站、混合罐、加压泵站、冲洗模块、分配模块、测量仪表和配套的管路、阀门。

6.根据权利要求1所述的SNCR+SCR联合脱硝装置，其特征是：所述联合脱硝装置设有控制系统，所述控制系统由控制柜和现场测量仪器组成；所述控制系统分别与还原剂制备与存储系统（4）、混合输送系统（3）、加压计量分配系统（2）、喷射雾化系统（1）、SNCR脱销反应设备、SCR反应器（6）和除尘脱硫塔（7）通信连接。

7.根据权利要求1所述的SNCR+SCR联合脱硝装置，其特征是：所述SCR反应器（6）为固定床反应器，所述固定床反应器的床层装填脱销催化剂。

8.根据权利要求1所述的SNCR+SCR联合脱硝装置，其特征是：所述废气排放系统包括引风机（9）和烟囱（8）。