專利名稱：一種高效氨法脫硝工藝及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣脫硝領(lǐng)域，特別是一種非觸煤氨法脫硝(SNCR)的工藝以及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的SNCR系統(tǒng)的脫硝有效溫度在850-1050°C之間，系統(tǒng)采用非觸煤氨法脫硝， 含水份80 %的氨液體或尿素溶液在常溫通過高壓蒸氣或壓縮空氣直接噴入溫度反應(yīng)區(qū)內(nèi) 霧化與煙氣接觸脫硝。在該工藝中，常溫的霧化氨液體或尿素溶液在高溫反應(yīng)區(qū)直接與高 溫?zé)煔鉄峤粨Q，會(huì)造成高溫反應(yīng)區(qū)內(nèi)驟然冷卻，而且時(shí)高溫反應(yīng)區(qū)內(nèi)各區(qū)域的溫度不均勻， 從而導(dǎo)致導(dǎo)致脫硝效率低下，目前一般的脫硝效率僅為30-50%，而且系統(tǒng)在800°C時(shí)的脫 硝效果幾近零。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種高效氨法脫硝工藝，其脫硝效率提高， 而范圍溫度范圍更寬。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種高效氨法脫硝裝置。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種高效氨法脫硝工藝，包括以下順序步驟首先 常溫預(yù)先霧化氨水溶液或尿素溶液；然后高溫氣化；最后增壓后噴入煙氣產(chǎn)生源的脫硝反 應(yīng)區(qū)內(nèi)，使與煙氣充分混合并接觸反應(yīng)。所述的脫硝反應(yīng)溫度為800-1100°C。所述的高溫氣化采用單段或分段逐步增溫的方式進(jìn)行氣化。所述的高溫氣化中，循環(huán)利用煙氣產(chǎn)生源排出煙氣的熱量對(duì)被霧化的氨水溶液或 尿素溶液進(jìn)行高溫氣化。一種高效氨法脫硝裝置，包括煙氣產(chǎn)生源，其特征在于還包括一氨氣增溫增壓混 合器，包括順序設(shè)置的霧化段、加溫段和增壓段，該氨氣增溫增壓混合器通過輸送管路與煙 氣產(chǎn)生源連接，輸送氨氣進(jìn)入煙氣產(chǎn)生源的脫硝反應(yīng)區(qū)內(nèi)。本發(fā)明將氨水溶液或尿素溶液的霧化、氣化前置，使高溫氨氣混合均勻穩(wěn)定后才 通入煙氣產(chǎn)生源反應(yīng)區(qū)，可提升脫硝效果至70%左右，最高可達(dá)85%，并擴(kuò)大了原SNCR的 有效反應(yīng)溫度至800-1100°C，因此可稱為高效高溫氨法脫硝(HE-SNCR)系統(tǒng)。而且，由于采 用氨法非催化的選擇性還原反應(yīng)，在高粉塵的條件仍達(dá)上述的脫硝效果，優(yōu)于SCR或其它 后處理段(低粉塵，低水氣成份)的脫硝效果，如CSCR及采用活性焦碳或氧化鋁為催化劑 (觸煤)的脫硝工藝。


圖1是本發(fā)明的工藝流程框圖；圖2是本發(fā)明的裝置示意圖；圖3是本發(fā)明的氨氣增溫增壓混合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種高效氨法脫硝工藝，包括以下順序步驟首先常溫預(yù)先霧化氨水溶 液或尿素溶液；然后高溫氣化；最后增壓后噴入煙氣產(chǎn)生源的脫硝反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使與煙氣充 分混合并接觸反應(yīng)。其中，脫硝反應(yīng)溫度為800-1100°C。高溫氣化采用單段或分段增溫的 方式均可，采用分段逐步增溫的方式進(jìn)行氣化時(shí)溫度更為均勻穩(wěn)定。并且，可循環(huán)利用煙 氣產(chǎn)生源排出煙氣的熱量對(duì)被霧化的氨水溶液或尿素溶液進(jìn)行高溫氣化，實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能高 效。被霧化的氨水溶液或尿素溶液先與排放的中溫?zé)煔膺M(jìn)行熱交換，然后再與排放的高溫 煙氣進(jìn)行熱交換，可以令到被增溫的氨氣的溫度更加均勻。實(shí)現(xiàn)上述工藝的裝置，可包括氨氣增溫增壓混合器1，煙氣產(chǎn)生源(例如鍋爐2、窯 爐等)，煙氣后處理器3，三者順序連接。該氨氣增溫增壓混合器1包括順序設(shè)置的霧化段 12、加溫段13-15和增壓段16，最后通過輸送管路與鍋爐2連接，輸送氨氣進(jìn)入鍋爐2的脫 硝反應(yīng)區(qū)21內(nèi)。加溫段中通過設(shè)置有熱交換器、熱混合器、電加熱裝置或外置增溫裝置，只 要被霧化的氨水溶液或尿素溶液流經(jīng)加溫段時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)被均勻增溫即可。較好的，加溫 段包括一個(gè)或以上。較好的，可利用鍋爐排放的煙氣作為熱源進(jìn)行熱交換實(shí)現(xiàn)增溫。位于 上游加溫段位置的熱交換器與煙氣后處理器3連通，位于下游加溫段位置的熱交換器與鍋 爐2連通。較好的，所述鍋爐2的脫硝反應(yīng)區(qū)21的氨氣注入點(diǎn)包括兩個(gè)以上。以下通過具體的例子結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明并不限于此特定 例子。實(shí)施例如圖1-3所示，本發(fā)明的工藝流程為步驟1.準(zhǔn)備氨水溶液或尿素水溶液；步驟2.將上述氨水溶液或尿素水溶液通入外置的氨氣增溫增壓混合器1，通過注 入段11，進(jìn)入霧化段12進(jìn)行霧化。步驟3.霧化后的氨水溶液或尿素水溶液依次通過第一加溫段13、第二加溫段14 和第三加溫段15，進(jìn)行分段增溫氣化，最后進(jìn)入導(dǎo)流增壓段16，形成溫度壓力均勻的氨氣。 各加溫段中通過設(shè)置熱交換器進(jìn)行熱交換增溫。在本實(shí)施例中，為了環(huán)保節(jié)能，氣化熱源采 用鍋爐2或窯爐本身的高溫?zé)煔夂椭袦責(zé)煔?，如圖2虛線箭頭所示，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，無需提 供額外的熱源。第一加溫段13、第二加溫段14的熱交換器與煙氣后處理器3排氣端連通， 經(jīng)過煙氣后處理器3的中溫?zé)煔馔ㄟ^管路分別輸送到第一加溫段13、第二加溫段14，與霧 化后的氨水溶液或尿素水溶液混合并進(jìn)行熱交換(步驟6)；第三加溫段15的熱交換器與 鍋爐2排氣端22連通，由鍋爐2排出的高溫?zé)煔馔ㄟ^管路輸送到第三加溫段15，與經(jīng)步驟 (6)增溫的氨氣混合并進(jìn)行熱交換(步驟5)。導(dǎo)流增壓段16可通過連接增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行增 壓，壓力大小通過實(shí)際壓損來設(shè)定。步驟4.高溫高壓的氨氣通過管路注入鍋爐2的脫硝反應(yīng)區(qū)，如圖2所示，本實(shí)施 例中注入點(diǎn)23設(shè)有兩個(gè)，氨氣以低于最低爆炸限值的濃度注入，完成高效脫硝。在實(shí)際的霧化、氣化、熱混合交換器的設(shè)計(jì)中，按現(xiàn)場的不同情況作項(xiàng)目細(xì)設(shè)，并 非是固定的標(biāo)準(zhǔn)裝置。本發(fā)明在工藝上須按現(xiàn)場的情況，結(jié)合工程現(xiàn)況，通過長期積累的實(shí) 踐經(jīng)驗(yàn)，以處理系統(tǒng)的質(zhì)能平衡及流體熱動(dòng)力計(jì)算為基礎(chǔ)，通過計(jì)算后，制定有效的氨氣注
4入及分布點(diǎn)，其目的是使脫硝反應(yīng)區(qū)盡可能均勻、穩(wěn)定，從而使分區(qū)、分段注入氣化氨水能 夠取得最大的脫硝效果及減除因氣化氨水所須的額外能耗，以達(dá)節(jié)能減排的功效。
本發(fā)明為”HE_SNCR”高效氨法(選擇性非催化還原)脫硝工藝，通過脫硝反應(yīng)區(qū) 外預(yù)霧化，高溫汽化及熱交換系統(tǒng).·等綜合處理技術(shù)及設(shè)備，利用注入氣化的含氨氣體與 NOx作選擇性反應(yīng)，在高粉塵的不利環(huán)境下，仍達(dá)到70 %或以上(最低> 60 %，一般在70 % 或以上，最高可在85%或以上)的脫硝效果。同時(shí)擴(kuò)大了 SNCR的反應(yīng)下限，由850°C延到 SOO0C，在下限溫度仍有15-30%的脫硝效果，而以往的SNCR系統(tǒng)在800度攝氏時(shí)，脫硝效果 幾近零。
權(quán)利要求
一種高效氨法脫硝工藝，包括以下順序步驟首先常溫預(yù)先霧化氨水溶液或尿素溶液；然后高溫氣化；最后增壓后噴入煙氣產(chǎn)生源的脫硝反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使與煙氣充分混合并接觸反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效氨法脫硝工藝，其特征在于所述的脫硝反應(yīng)溫度為 800-1100°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效氨法脫硝工藝，其特征在于所述的高溫氣化采用單段 或分段逐步增溫的方式進(jìn)行氣化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效氨法脫硝工藝，其特征在于所述的高溫氣化中，循環(huán)利 用煙氣產(chǎn)生源排出煙氣的熱量對(duì)被霧化的氨水溶液或尿素溶液進(jìn)行高溫氣化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效氨法脫硝工藝，其特征在于所述的高溫氣化中，被霧化 的氨水溶液或尿素溶液先與排放的中溫?zé)煔膺M(jìn)行熱交換，然后再與排放的高溫?zé)煔膺M(jìn)行熱 交換。
6.一種高效氨法脫硝裝置，包括煙氣產(chǎn)生源，其特征在于還包括一氨氣增溫增壓混 合器，包括順序設(shè)置的霧化段、加溫段和增壓段，該氨氣增溫增壓混合器通過輸送管路與煙 氣產(chǎn)生源連接，輸送氨氣進(jìn)入煙氣產(chǎn)生源的脫硝反應(yīng)區(qū)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高效氨法脫硝裝置，其特征在于所述的加溫段包括一個(gè)或 以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高效氨法脫硝裝置，其特征在于所述的加溫段中通過設(shè)置 熱交換器、熱混合器或電加熱裝置進(jìn)行熱交換增溫。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高效氨法脫硝裝置，其特征在于所述的煙氣產(chǎn)生源排氣端 連接有煙氣后處理器，所述的加溫段中，位于上游位置的熱交換器/熱混合器與煙氣后處 理器排氣端連通，位于下游位置的熱交換器/熱混合器與煙氣產(chǎn)生源排氣端連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高效氨法脫硝裝置，其特征在于所述煙氣產(chǎn)生源的脫硝反 應(yīng)區(qū)的氨氣注入點(diǎn)包括兩個(gè)以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效氨法脫硝工藝及其裝置，通過一氨氣增溫增壓混合器首先常溫預(yù)先霧化氨水溶液或尿素溶液，然后高溫氣化并增壓后噴入煙氣產(chǎn)生源的脫硝反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使與煙氣充分混合并接觸反應(yīng)。本發(fā)明將氨水溶液或尿素溶液的霧化、氣化前置，使高溫氨氣混合均勻穩(wěn)定后才通入煙氣產(chǎn)生源反應(yīng)區(qū)，可提升脫硝效果至70％左右，最高可達(dá)85％，并擴(kuò)大了原SNCR的有效反應(yīng)溫度至800-1100℃，因此可稱為高效高溫氨法脫硝(HE-SNCR)系統(tǒng)。而且，由于采用氨法非催化的選擇性還原反應(yīng)，在高粉塵的條件仍達(dá)上述的脫硝效果，優(yōu)于SCR或其它后處理段(低粉塵，低水氣成份)的脫硝效果。
文檔編號(hào)B01D53/76GK101890279SQ20101012355
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者張作保 申請(qǐng)人:張作保;李康敏