專利名稱：一種提高選擇性非催化還原脫硝效率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高選擇性非催化還原脫硝效率的方法，屬于氮氧化物控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氮氧化物(NOx)是主要的大氣污染物之一，火電廠是氮氧化物污染的最主要來源之一，火電廠排放的NOx中絕大部分是N0，其毒性不大，但是NO在大氣中可以氧化生成NO2, 其毒性是NO的4飛倍，當(dāng)NO2含量達到150 X 10 —6時，對人體器官產(chǎn)生強烈的刺激作用。此外，NOx還導(dǎo)致光化學(xué)煙霧和酸雨的形成。在特定的地理位置，當(dāng)遇逆溫或不利擴散的氣象條件時，光化學(xué)煙霧便會集聚不散，使區(qū)域空氣質(zhì)量退化，大氣能見度降低，太陽輻射減少， 對生態(tài)系統(tǒng)造成損害，并會產(chǎn)生頭痛、呼吸道疾病惡化，嚴重的會造成死亡。由于大氣的氧化性，NOx在大氣中可形成硝酸(HNO3)和硝酸鹽細顆粒物，同硫酸^2SO4)和硫酸鹽顆粒物一起，從而加速了區(qū)域性酸雨的惡化。國外對氮氧化物進行嚴格控制已經(jīng)有近20年的歷史。我國長期以來對火電廠產(chǎn)生的大氣污染物的控制主要集中在煙塵和二氧化硫上，對氮氧化物排放的治理尚處于起步階段，對氮氧化物的總量控制也剛列入工作日程。隨著氮氧化物排放污染的日趨嚴重，國家將于“十二五”期間加大對氮氧化物排放的控制力度，環(huán)境保護部頒布實施的《火電廠氮氧化物防治技術(shù)政策》，引起了相關(guān)企業(yè)的高度關(guān)注。選擇性非催化還原法(SNCR)由于其投資少、建設(shè)周期短，適合于舊廠改造以及對于脫硝率要求不高的新廠。為了提高脫硝效率，減少催化劑用量以及降低催化劑中毒現(xiàn)象的發(fā)生，有時還將SNCR與選擇性催化還原法(SCR)聯(lián)合使用。SNCR的缺點在于脫硝效率不高，一般維持在15飛6%之間，且還原劑使用量大，一般為SCR系統(tǒng)的3、倍。目前有關(guān)提高SNCR效率的專利有，中國專禾Ij ZL200810102373. 4 “一種促進選擇性非催化還原氮氧化物的方法”，CN201010123551. 9 “一種高效氨法脫硝工藝及其裝置”等?？梢詸z索到的專利技術(shù)主要集中在SNCR系統(tǒng)裝置的開發(fā)以及優(yōu)化上面，對于提高還原劑利用率以及NO轉(zhuǎn)化率的專利很少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決SNCR系統(tǒng)脫硝效率低、NOx容易氧化以及還原劑利用率低的問題。—種提高選擇性非催化還原脫硝效率的方法，其特征在于，該方法是在爐膛或者緊靠爐膛出口的煙道中噴入液氨、尿素、碳酸氫銨或者碳酸銨的同時噴入一定量的鈉沸石粉；其中，鈉沸石粉的加入量為液氨、尿素、碳酸氫銨或碳酸銨質(zhì)量百分比的0. 0Γ0. 5% ；噴入鈉沸石粉的反應(yīng)區(qū)溫度為80(T110(TC。在SNCR系統(tǒng)中噴入還原劑液氨、尿素、碳酸氫銨或碳酸銨的同時噴入一定量的鈉沸石粉，可以有效提高還原劑的利用效率，減少NOx氧化產(chǎn)物生成從而提高系統(tǒng)脫硝效率。鈉沸石粉的加入還可以拓寬SNCR系統(tǒng)還原劑噴入的最佳溫度范圍，使溫度范圍的下限降低了 100°C。本發(fā)明是利用鈉沸石粉中的微量元素鎳、鈦、釩、鉬、硒等對SNCR系統(tǒng)反應(yīng)的催化效果來提高還原劑的利用率，進而提高系統(tǒng)脫硝效率。在溫度區(qū)間80(Tii0(rc的區(qū)域噴入還原劑時，由于還原劑與煙氣接觸時間短且接觸不是很均勻，導(dǎo)致一部分還原劑無法參加反應(yīng)。本發(fā)明在噴入還原劑的同時噴入鈉沸石粉，鈉沸石粉的加入不僅可以使煙氣與還原劑的接觸更加均勻，使反應(yīng)進行的更加徹底，而且鈉沸石粉中還含有大量的微量元素鎳、 鈦、釩、鉬、硒等，這些微量元素可以提高還原劑與煙氣中氮氧化物的反應(yīng)速度以及氮氧化物的轉(zhuǎn)化率。在SNCR系統(tǒng)中添加鈉沸石粉還會使系統(tǒng)溫度降低，但是鈉沸石粉的加入完全可以補償由于溫度降低而引起的反應(yīng)效率下降的問題。加入鈉沸石粉后SNCR系統(tǒng)的最佳反應(yīng)溫度由傳統(tǒng)的90(Tl IOO0C，擴展為80(Tl IOO0C。再者，鈉沸石粉中的鈉元素可以減少OH和H活性根，促進還原劑還原NOx的反應(yīng)， Na能隨燃燒環(huán)境中活性根濃度的高低而發(fā)揮抑制和促進作用，通過調(diào)節(jié)活性根濃度來抑制還原劑及氮氧化物的氧化生成反應(yīng)，或啟動還原劑還原NOx的反應(yīng)。本發(fā)明方法，其優(yōu)點在于將少量鈉沸石粉加入到SNCR系統(tǒng)中，有效利用鈉沸石粉中的鈉元素以及其他微量元素，提高SNCR系統(tǒng)還原劑的利用率，抑制還原劑氮氧化物的氧化反應(yīng)，增加脫硝效率，減少系統(tǒng)還原劑泄露，縮減了 SNCR系統(tǒng)還原劑的消耗，降低了 SNCR 系統(tǒng)應(yīng)用局限，為SNCR系統(tǒng)能在更多工況條件下應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，其目的在于更好的理解本發(fā)明的內(nèi)容， 但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1
在1000°c的燃煤爐膛出口管道中直接噴入碳酸氫銨溶液，其中碳酸氫銨的濃度為 150，000mg/L，碳酸氫銨溶液噴速為23，333L/h，SNCR系統(tǒng)煙氣平均流量為1，500, OOOmVh 入口處氮氧化物濃度為600mg/m3，出口處氮氧化物濃度為300mg/m3，碳酸氫銨與NO的摩爾比為1. 4:1，脫硝率為50%。試驗連續(xù)進行了 M小時，期間SNCR系統(tǒng)運行穩(wěn)定，脫硝率一直維持在50%左右。 實施例2
在1000°C的燃煤爐膛出口管道中噴入碳酸氫銨及鈉沸石粉的混合溶液，其中碳酸氫銨的濃度為150，000mg/L，鈉沸石粉用量為350g/h，混合溶液噴速為23，333L/h，SNCR入口處氮氧化物濃度為600mg/m3，出口處氮氧化物濃度為150mg/m3，碳酸氫銨與NO的摩爾比為 1. 4:1，脫硝率為75%。試驗連續(xù)進行了 M小時，期間SNCR系統(tǒng)運行穩(wěn)定，脫硝率一直維持在75%左右。 實施例3
在1000°C的燃煤爐膛出口管道中噴入碳酸氫銨及鈉沸石粉的混合溶液，其中碳酸氫銨的濃度為105，000 mg/L，鈉沸石粉用量為244g/h，混合溶液噴速為23，333L/h，SNCR入口處氮氧化物濃度為600mg/m3，出口處氮氧化物濃度為148. ang/m3，碳酸氫銨與NO的摩爾比為 1:1，脫硝率為75. 3%?？梢娫黾逾c沸石粉的投加量，系統(tǒng)脫硝效率有小幅的上升，試驗連續(xù)進行了 M小時，期間SNCR系統(tǒng)運行穩(wěn)定，脫硝率一直維持在75%左右。
實施例4
在1000°C的燃煤爐膛出口管道中噴入碳酸氫銨及鈉沸石粉的混合溶液，其中碳酸氫銨的濃度為105,000 mg/L，鈉沸石粉用量為1220g/h，混合溶液噴速為23，333L/h，SNCR入口處氮氧化物濃度為600mg/m3，出口處氮氧化物濃度為112. ang/m3，碳酸氫銨與NO的摩爾比為1 1，脫硝率為81. 3%?？梢娫黾逾c沸石粉的投加量，系統(tǒng)脫硝效率有小幅的上升，試驗連續(xù)進行了 M小時，期間SNCR系統(tǒng)運行穩(wěn)定，脫硝率一直維持在80%左右。 實施例5
在1000°C的燃煤爐膛出口管道中噴入碳酸氫銨及鈉沸石粉的混合溶液，其中碳酸氫銨的濃度為105,000 mg/L，鈉沸石粉用量為M40g/h，混合溶液噴速為23，333L/h，SNCR入口處氮氧化物濃度為600mg/m3，出口處氮氧化物濃度為118. ang/m3，碳酸氫銨與NO的摩爾比為1:1，脫硝率為80. 3%。可見增加鈉沸石粉的投加量，系統(tǒng)脫硝效率有小幅的上升，試驗連續(xù)進行了 M小時，期間SNCR系統(tǒng)運行穩(wěn)定，脫硝率一直維持在80%左右。實施例6
在1000°c的燃煤爐膛出口管道中噴入碳酸氫銨及鈉沸石粉的混合溶液，其中碳酸氫銨的濃度為105，000 mg/L，鈉沸石粉用量為12200g/h，混合溶液噴速為23，333L/h，SNCR入口處氮氧化物濃度為600mg/m3，出口處氮氧化物濃度為108mg/m3，碳酸氫銨與NO的摩爾比為 1:1，脫硝率為82%?？梢娫黾逾c沸石粉的投加量，系統(tǒng)脫硝效率有小幅的上升，試驗連續(xù)進行了 M小時，期間SNCR系統(tǒng)運行穩(wěn)定，脫硝率一直維持在80%左右。實施例7
在1000°c的燃煤爐膛出口管道中噴入液氨，其中液氨的濃度為32，278. 9mg/L，溶液噴速為23，333L/h，SNCR入口處氮氧化物濃度為600mg/m3，出口處氮氧化物濃度為360mg/m3， 液氨與NO的摩爾比為1. 4:1，脫硝率為40%。試驗連續(xù)進行了 M小時，期間SNCR系統(tǒng)運行
穩(wěn)定，脫硝率一直維持在40%左右。 實施例8
在1000°C的燃煤爐膛出口管道中噴入液氨及鈉沸石粉的混合溶液，其中液氨的濃度為 32，278. 9mg/L，鈉沸石粉用量為75g/h，混合溶液噴速為23，333L/h，SNCR入口處氮氧化物濃度為600mg/m3，出口處氮氧化物濃度為270mg/m3，液氨與NO的摩爾比為1. 4:1，脫硝率為 55%?？梢娫黾逾c沸石粉的投加量，系統(tǒng)脫硝效率沒有明顯增加，試驗連續(xù)進行了 M小時， 期間SNCR系統(tǒng)運行穩(wěn)定，脫硝率一直維持在55%左右。
由實施例廣8可知，添加鈉沸石粉后SNCR系統(tǒng)脫硝率在相同還原劑用量的條件下明顯提高，并且隨著鈉沸石粉用量的增多脫硝效率經(jīng)過小幅上升后趨于穩(wěn)定。從實施例中還可以看出，噴加碳酸氫銨的效果明顯優(yōu)于液氨。
權(quán)利要求
1. 一種提高選擇性非催化還原脫硝效率的方法，其特征在于，該方法是在爐膛或者緊靠爐膛出口的煙道中噴入液氨、尿素、碳酸氫銨或者碳酸銨的同時噴入一定量的鈉沸石粉; 其中，鈉沸石粉的加入量為液氨、尿素、碳酸氫銨或碳酸銨質(zhì)量百分比的0. 0Γ0. 5% ；噴入鈉沸石粉的反應(yīng)區(qū)溫度為80(T110(TC。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高選擇性非催化還原脫硝效率的方法，屬于氮氧化物控制領(lǐng)域。本發(fā)明方法是在SNCR系統(tǒng)中噴入還原劑液氨、尿素、碳酸氫銨或碳酸銨的同時噴入鈉沸石粉，鈉沸石粉中的鈉元素以及其他微量元素如鎳、鈦、釩、鉬、硒等提高了SNCR系統(tǒng)還原劑的利用率，增加了脫硝效率，拓寬了系統(tǒng)反應(yīng)最適溫度范圍，抑制了還原劑及氮氧化物的氧化反應(yīng)，減少了系統(tǒng)還原劑泄露，縮減了SNCR系統(tǒng)還原劑的消耗，為SNCR系統(tǒng)能在更多工況條件下應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。
文檔編號B01D53/56GK102247754SQ20111021035
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者余豁然, 宋存義, 常冠欽, 張志鴻, 張秋林, 梁寶瑞, 汪莉, 童震松, 趙榮志, 邢奕, 郭坤, 金科學(xué), 錢大益 申請人:北京科技大學(xué)