CN218688037U - Sncr和scr联合脱硝系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种SNCR和SCR联合脱硝系统，包括：依次串联的尿素溶解罐、第一转料泵、尿素溶液储罐、第二转料泵和喷枪；喷枪的枪头穿过炉膛的侧壁，伸入炉膛内，炉膛的顶部与烟道连通；喷枪设置在炉膛的850～1050℃温度段的侧面；喷枪还连接有压缩空气储罐；烟道内部沿烟气排出的方向依次设置有第一省煤器、SCR催化剂床层和第二省煤器，烟道的出口与排风机连接，排风机与烟囱连接；尿素溶解罐和尿素溶液储罐内均设置有加热盘管，尿素溶解罐内还设置有搅拌桨。本申请的系统发挥SNCR脱硝和SCR脱硝的优点，降低了企业生产成本，并且这两种脱硝方式的联用，还能进一步提升脱硝效率，减少单独使用SNCR脱硝时氨气的逃逸。

Description

SNCR和SCR联合脱硝系统

技术领域

本申请涉及废气治理技术领域，尤其涉及一种SNCR和SCR联合脱硝系统。

背景技术

氮氧化物是大气中最主要污染物之一，其中占比例最大的为一氧化氮和二氧化氮。二氧化氮会破坏人的呼吸系统，当空气中的二氧化氮浓度达到100mg/L时人停留1小时就会死亡，而浓度达到400mg/L时仅需人在其中停留5min就会死亡。氮氧化物不仅是导致光化学烟雾污染、破坏大气臭氧层的主要物质之一；还会在大气中与水分相结合生成酸雨，污染河流、腐蚀机械设备和建筑物、导致农作物大量减产，给生态环境和工农业生产带来非常大的损失。

当前国内外控制NOx排放的主要技术可分为燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硝。燃烧前脱硝难度大、成本高、处理程序较复杂，应用较少，尚需开展更多研究。燃烧中脱硝是指抑制NOx在燃烧过程中的生成量，主要包括空气分级燃烧、燃料分级燃烧、低过量空气燃烧和低NOx燃烧器。根据的生成机理减少NOx生成量的方法主要有三种，即降低反应区内氧的浓度、缩短燃料在高温区内的停留时间、控制燃烧区温度。燃烧后脱硝是指把燃烧生成的NOx通过一定方法还原成为氮气，分干法和湿法两种，干法有选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)、非选择性催化还原(NSCR)、活性炭吸附法、分子筛、联合脱硫脱硝方法及等离子体法等；湿法分别有采用水、酸、碱液吸收法、吸收还原法和氧化吸收法等。燃烧后脱硝由于技术成熟性、投资成本、脱硝效率及运行操作等原因，在火电厂应用较多的是SCR、SNCR技术。

SCR脱硝效率可达80～90％，SNCR脱硝效率一般≤60％。SCR脱硝工艺虽然效率较高，但投资成本非常昂贵，运行成本也非常高；虽然SNCR脱硝工艺的投资成本和运行成本都比较低，但脱硝效率有限仅有60％左右的脱硝效果。因而需结合SNCR法投资成本低和SCR法脱硝效率高的优势，提高脱硝效率，降低烟气脱硝的生产成本。

实用新型内容

本申请提供一种SNCR和SCR联合脱硝系统，结合SNCR法投资成本低和SCR法脱硝效率高的优势，提高脱硝效率，降低烟气脱硝的生产成本。

本申请提供一种SNCR和SCR联合脱硝系统，包括：依次串联的尿素溶解罐、第一转料泵、尿素溶液储罐、第二转料泵和喷枪；

喷枪的枪头穿过炉膛的侧壁，伸入炉膛内，炉膛的顶部与烟道连通；

喷枪设置在炉膛的850～1050℃温度段的侧面；

喷枪还连接有压缩空气储罐；

烟道内部沿烟气排出的方向依次设置有第一省煤器、SCR催化剂床层和第二省煤器，烟道的出口与排风机连接，排风机与烟囱连接；

尿素溶解罐和尿素溶液储罐内均设置有加热盘管，尿素溶解罐内还设置有搅拌桨。

可选地，喷枪与压缩空气储罐之间还设置有空气干燥器。

可选地，第一省煤器和SCR催化剂床层之间且靠近SCR催化剂床层的位置设置有空气吹扫器，空气吹扫器与空气干燥器连接。

可选地，烟道的出口与排风机之间还设置有除尘器。

可选地，第二转料泵和喷枪之间依次串联有Y型过滤器和流量计。

可选地，喷枪设置有多个，多个喷枪在炉膛的四个侧面的每个侧面分布一层，每层的喷枪与炉膛之间的形成的锐角呈30°～45°夹角，且同向设置。

可选地，SCR催化剂床层中催化剂为五氧化二钒或三氧化钨，且催化剂结构形式为蜂窝式。

可选地，喷枪为双流体喷枪。

可选地，除尘器为静电除尘器、旋风水膜除尘器或布袋除尘器。

本申请的系统通过将SNCR脱硝和SCR脱硝的方式串联使用，发挥SNCR脱硝和SCR脱硝的优点，降低了企业生产成本，并且这两种脱硝方式的联用，还能进一步提升脱硝效率，减少单独使用SNCR脱硝时氨气的逃逸。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的SNCR和SCR联合脱硝系统的示意图；

图2为本申请另一实施例提供的SNCR和SCR联合脱硝系统的示意图；

图3为本申请又一实施例提供的SNCR和SCR联合脱硝系统的示意图；

图4为本申请一实施例提供的喷枪设置位置的主视示意图；

图5为本申请一实施例提供的喷枪设置位置的左视示意图；

图6为本申请一实施例提供的喷枪设置位置的俯视示意图。

附图标记说明：

1、尿素溶解罐；

2、第一转料泵；

3、尿素溶液储罐；

31、第二转料泵；

32、Y型过滤器；

33、流量计；

4、喷枪；

5、炉膛；

6、烟道；

61、第一省煤器；

62、SCR催化剂床层；

63、第二省煤器；

64、空气吹扫器；

7、排风机；

8、烟囱；

9、压缩空气储罐；

91、空气干燥器；

10、除尘器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，也属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请提供一种SNCR和SCR联合脱硝系统，包括：依次串联的尿素溶解罐1、第一转料泵2、尿素溶液储罐3、第二转料泵31和喷枪4；

喷枪4的枪头穿过炉膛5的侧壁，伸入炉膛5内，炉膛5的顶部与烟道6连通；

喷枪4设置在炉膛5的850～1050℃温度段的侧面；

喷枪4还连接有压缩空气储罐9；

烟道6内部沿烟气排出的方向依次设置有第一省煤器61、SCR催化剂床层62和第二省煤器63，烟道6的出口与排风机7连接，排风机7与烟囱8连接；

尿素溶解罐1和尿素溶液储罐3内均设置有加热盘管，尿素溶解罐1内还设置有搅拌桨。

本申请中，在尿素溶解罐1内设置加热盘管，在使用时加热盘管中通入温度为80～100℃的热水将尿素溶解罐1内的水加热，再加入尿素颗粒，在尿素溶解罐1内设置加热盘管有助于加速尿素的溶解，减少搅拌时间。尿素溶液储罐3内设置有加热盘管，可防止因外界环境温度降低(特别北方冬季)导致尿素溶液储罐3尿素析出(40wt％尿素溶液的结晶温度为2℃，50wt％尿素溶液的结晶温度为18℃)，导致尿素溶液浓度降低，影响SNCR脱硝中尿素的加入量，从而对SNCR脱硝的效果造成负面影响；以及防止尿素溶液结晶堵塞管道。

在一种可能实现的方式中，输送尿素溶液的管道采用电伴热的方式，维持管道内尿素溶液的温度，防止管道中的尿素溶液因结晶而堵塞管道

本申请中，喷枪4设置在炉膛5的850～1050℃温度段，因为用尿素作还原剂，再SNCR脱硝反应中，最适温度区间为850～1050℃，高于1050℃尿素会被氧化生成NOx，低于800℃尿素分解产生的氨气与烟气中的NOx反应不完全，易造成氨逃逸，影响脱硝效果。所以，为了使得SNCR脱硝得效果最优，须在炉膛5的850～1050℃温度段喷入尿素溶液。

压缩空气储罐9是向喷枪4提供压缩空气，以使得喷入炉膛5的尿素溶液雾化。

在一种可能实现的方式中，输送压缩空气的管道采用电伴热的方式，将压缩空气加热到与尿素溶液相同的温度，比如为60℃，防止压缩空气与尿素溶液混合时，因温度降低而导致喷枪堵塞。

本申请中，SCR催化剂床层62设置在第一省煤器61和第二省煤器63之间，因为SCR脱硝的反应温度范围为250～400℃，经过第一省煤器61换热后的烟气温度为300～400℃，处于SCR脱硝的适宜反应温度范围内，因而将SCR催化剂床层62设置在第一省煤器61和第二省煤器63之间，可使得SCR脱硝的效率最大化。

本申请的系统在工作过程中，向尿素溶解罐1中加入水，同时向尿素溶解罐1的加热盘管中通入换热介质，比如温度为80～100℃的热水，将尿素溶解罐1中的水加热至60℃，再向加热的水中加入尿素颗粒，开启搅拌，在尿素溶解罐1中配置成浓度为40～50wt％的尿素溶液，配置好的尿素溶液经第一转料泵2转入尿素溶液储罐3中备用，尿素溶液储罐3中的加热盘管内通入换热介质，维持尿素溶液的温度为60℃；第二转料泵31将尿素溶液储罐3中的尿素溶液加压至0.4～0.6Mpa输送给给喷枪4，同时，压缩空气储罐9将压缩空气输送给喷枪4，在喷枪4内压缩空气与尿素溶液混合，混合比为液：气＝1：5，气液混合物通过喷枪4喷出雾化，雾化的尿素溶液喷入燃气锅炉炉膛内部。尿素溶液液滴在锅炉炉膛横截面上与烟气混合均匀，尿素在高温条件下(850-1050℃)分解、蒸发产生的NH₃捕捉烟气中的NOx并迅速与之反应，达到初步脱除NOx的目的(SNCR脱硝)。

烟气再进入烟道6内，经过第一省煤器61换热，换热后的烟气(温度为300～400℃)进入SCR催化剂床层62，进行进一步脱硝反应，烟气中剩余的NH₃在中温催化剂作用下与NOx发生脱硝反应产生氮气和水(SCR脱硝)，同时，经过空气干燥器91干燥后的压缩空气进入空气吹扫器64，对SCR催化剂床层62进行吹扫，经过SCR脱硝后的烟气，再经过第二省煤器63换热后，通过排风机7排入烟囱8中排放。

本申请的系统通过将SNCR脱硝和SCR脱硝的方式串联使用，发挥SNCR脱硝和SCR脱硝的优点，降低了企业生产成本，并且这两种脱硝方式的联用，还能进一步提升脱硝效率，减少单独使用SNCR脱硝时氨气的逃逸。

如图2所示，可选地，喷枪4与压缩空气储罐9之间还设置有空气干燥器91。

本申请中，干燥器91可将压缩空气储罐9输出的压缩空气干燥，避免压缩空气带有的水分对输送管道的侵蚀。

如图2所示，可选地，第一省煤器61和SCR催化剂床层62之间且靠近SCR催化剂床层62的位置设置有空气吹扫器64，空气吹扫器64与空气干燥器91连接。

本申请中，因为烟气中含有粉尘，且SCR催化剂床层在工作时，反应后也会产生固体颗粒比如NH₄HSO₄、(NH4)₂SO₄等硫酸盐，这些粉尘或固体小颗粒会沉积于催化剂表面及孔道中，导致催化剂堵塞或腐蚀，降低催化剂脱硝效率及使用寿命，增加催化剂再生难度，设置空气吹扫器64，可将催化剂表面及部分孔道中的粉尘吹扫除去，降低粉尘在催化剂表面及孔道内的沉积，延长催化剂的使用寿命。

如图3所示，可选地，烟道6的出口与排风机7之间还设置有除尘器10。

可选地，除尘器10为静电除尘器、旋风水膜除尘器或布袋除尘器。

本申请中，烟道6的出口与排风机7之间设置有除尘器10，能将烟道6排出的烟气中的粉尘除掉，减少粉尘对环境的污染，也能降低烟囱8的处理压力。

如图3所示，可选地，第二转料泵31和喷枪4之间依次串联有Y型过滤器32和流量计33。

本申请中，设置Y型过滤器32可滤过尿素溶液中的固体颗粒，避免喷枪4被堵塞的情况发生，流量计33可监控以及分配尿素溶液进入喷枪4的流量。

如图4～图6所示，可选地，喷枪4设置有多个，多个喷枪4在炉膛5的四个侧面的每个侧面分布一层，每层的喷枪4与炉膛5之间的形成的锐角呈30°～45°夹角，且同向设置。

本申请中，设置多个以及多层喷枪4可提高SNCR的脱硝效果；喷枪4与炉膛5之间的形成的锐角呈30°～45°夹角，这种喷雾方式，能使得多层喷枪喷入炉膛5内的尿素气雾形成切圆，炉膛中二次风的进风的气流也是切圆，因而这种喷雾方式，配合二次风吹入的气流流向，能使得尿素溶液气雾在炉膛反应段存留足够长的时间，从而使得喷枪4喷出的雾状尿素溶液更好地与烟气中的NOx接触反应，提高脱硝效率。

可选地，SCR催化剂床层62中催化剂为五氧化二钒或三氧化钨，且催化剂结构形式为蜂窝式。

本申请中，蜂窝式的催化剂结构形式，具有表面积大、活性高、体积小，对烟道6高尘环境具有优良的耐受性。

可选地，喷枪为双流体喷枪。

双流体喷枪可满足尿素溶液和压缩空气在喷枪中的混合。

一种SNCR和SCR联合脱硝系统，其工作原理如下：

在工作过程中，向尿素溶解罐1中加入水，同时向尿素溶解罐1的加热盘管中通入换热介质，比如温度为80～100℃的热水，将尿素溶解罐1中的水加热至60℃，再向加热的水中加入尿素颗粒，开启搅拌，在尿素溶解罐1中配置成浓度为40～50wt％的尿素溶液，配置好的尿素溶液经第一转料泵2转入尿素溶液储罐3中备用，尿素溶液储罐3中的加热盘管内通入换热介质，维持尿素溶液的温度为60℃；第二转料泵31将尿素溶液储罐3中的尿素溶液加压至0.4～0.6MPa，经过Y型过滤器32，再经流量计33计量后分配给喷枪4，同时，压缩空气储罐9通过空气干燥器91，将压缩空气输送给喷枪4和空气吹扫器64，在喷枪4内压缩空气与尿素溶液混合，混合比为液：气＝1∶5，气液混合物通过喷枪4喷出雾化，雾化的尿素溶液喷入燃气锅炉炉膛内部。尿素溶液液滴在锅炉炉膛横截面上与烟气混合均匀，尿素在高温条件下(850-1050℃)分解、蒸发产生的NH₃捕捉烟气中的NOx并迅速与之反应，达到初步脱除NOx的目的(SNCR脱硝)。

烟气再进入烟道6内，经过第一省煤器61换热，换热后的烟气(温度为300～400℃)进入SCR催化剂床层62，进行进一步脱硝反应，烟气中剩余的NH₃在中温催化剂作用下与NOx发生脱硝反应产生氮气和水(SCR脱硝)，同时，经过空气干燥器91干燥后的压缩空气进入空气吹扫器64，对SCR催化剂床层62进行吹扫，经过SCR脱硝后的烟气，再经过第二省煤器63换热后，排出至除尘器10内，经除尘器10除尘后的烟气，通过排风机7排入烟囱8中排放。

最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种SNCR和SCR联合脱硝系统，其特征在于，包括：依次串联的尿素溶解罐(1)、第一转料泵(2)、尿素溶液储罐(3)、第二转料泵(31)和喷枪(4)；

所述喷枪(4)的枪头穿过炉膛(5)的侧壁，伸入所述炉膛(5)内，所述炉膛(5)的顶部与烟道(6)连通；

所述喷枪(4)设置在所述炉膛(5)的850～1050℃温度段的侧面；

所述喷枪(4)还连接有压缩空气储罐(9)；

所述烟道(6)内部沿烟气排出的方向依次设置有第一省煤器(61)、SCR催化剂床层(62)和第二省煤器(63)，所述烟道(6)的出口与排风机(7)连接，所述排风机(7)与烟囱(8)连接；

所述尿素溶解罐(1)和所述尿素溶液储罐(3)内均设置有加热盘管，所述尿素溶解罐(1)内还设置有搅拌桨。

2.根据权利要求1所述的SNCR和SCR联合脱硝系统，其特征在于，所述喷枪(4)与所述压缩空气储罐(9)之间还设置有空气干燥器(91)。

3.根据权利要求2所述的SNCR和SCR联合脱硝系统，其特征在于，所述第一省煤器(61)和所述SCR催化剂床层(62)之间且靠近所述SCR催化剂床层(62)的位置设置有空气吹扫器(64)，所述空气吹扫器(64)与所述空气干燥器(91)连接。

4.根据权利要求1所述的SNCR和SCR联合脱硝系统，其特征在于，所述烟道(6)的出口与排风机(7)之间还设置有除尘器(10)。

5.根据权利要求1所述的SNCR和SCR联合脱硝系统，其特征在于，所述第二转料泵(31)和喷枪(4)之间依次串联有Y型过滤器(32)和流量计(33)。

6.根据权利要求1所述的SNCR和SCR联合脱硝系统，其特征在于，所述喷枪(4)设置有多个，多个所述喷枪(4)在所述炉膛(5)的四个侧面的每个侧面分布一层，每层的所述喷枪(4)与所述炉膛(5)之间的形成的锐角呈30°～45°夹角，且同向设置。

7.根据权利要求2所述的SNCR和SCR联合脱硝系统，其特征在于，所述SCR催化剂床层(62)中催化剂为五氧化二钒或三氧化钨，且催化剂结构形式为蜂窝式。

8.根据权利要求1所述的SNCR和SCR联合脱硝系统，其特征在于，所述喷枪为双流体喷枪。

9.根据权利要求4所述的SNCR和SCR联合脱硝系统，其特征在于，所述除尘器(10)为静电除尘器、旋风水膜除尘器或布袋除尘器。

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