[发明专利]一种烟气脱硝方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气脱硝方法。

背景技术

烟气是热电厂的主要排放物之一，通过可燃物在燃烧器(即锅炉)中燃烧产生。由于烟气中通常含有大量的氮氧化物NO_x如NO，这些氮氧化物如果直接排放到大气中，会导致腐蚀性很强的酸雨，因此烟气在排放之前必须经过脱氮(即脱硝)处理。

目前，运用比较成熟的烟气脱硝技术主要有两种：选择性催化还原(SCR)工艺和选择性非催化还原脱硝(SNCR)工艺。SNCR工艺一般在800-1300℃锅炉的炉膛内喷入脱硝剂，将脱硝剂(尿素或者氨)与烟气接触，使脱硝剂与烟气中的NO_x进行选择性还原反应生成氮气(N₂)和水蒸气(H₂O)，并排出与脱硝剂接触后的烟气。SNCR工艺存在的问题是脱硝的效率低，一般SNCR脱硝技术的脱硝效率在40％以下。

SCR工艺则是在烟道内设置催化剂床层，在280-420℃温度下，在催化剂存在的条件下进行催化选择性还原反应。SCR工艺的脱硝效率较SNCR相对较高，一般可达到50-60％。

而且，尽管SCR脱硝效果较SNCR工艺的好，但如上所述，SCR的脱硝率也仅为60％以下，有待进一步提高。虽然通过进一步提高催化剂床层的厚度能够稍微提高SCR的脱硝率，但由于催化剂比较昂贵，会导致成本大幅提高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中SNCR工艺和SCR工艺存在的脱硝率较低的缺点，提供一种脱硝率较高的烟气脱硝方法。

为了有效提高脱硝率，本发明的发明人试图通过在烟气的非催化还原脱硝区增大脱硝剂的供给量，并在位于非催化还原脱硝区之后的烟道尾部增加一个催化剂床层，使非催化脱硝后的烟气直接进行选择性催化还原脱硝，然而却意外地发现，随着烟道内非催化脱硝区脱硝剂供给量的明显增加，烟气中的氮氧化物NO_x的量不但没有降低，反而较脱硝剂在上述范围内时有所上升，这可能是因为氨被氧化成了NO_x。另外，本发明的发明人还发现，由于尾部烟道的容积较大，同时受锅炉本身结构和位置的限制，脱硝剂的送入位置非常受限，因而进入尾部烟道的脱硝剂在尾部烟道的分布通常都不均匀。而脱硝剂的均匀性对于SCR系统的脱硝效率影响很大。如果进入SCR催化剂的氨分布不均匀，对于氨浓度大的部位将加速催化剂的失效，对于氨浓度小的部位又达不到设计的脱硝效率，并且氨分布不均将必然造成局部氨逃逸量超标。因此，使氨在尾部烟道的均匀分布也是提高SCR系统脱硝效率的关键之一所在。

为了解决上述问题，本发明的发明人进行了大量的研究，结果发现，通过在烟气的选择性非催化还原反应过程与烟气的选择性催化还原反应过程区间对脱硝剂进行补给并对脱硝剂和烟气进行扰动，可以有效解决烟气中NO_x含量较高的问题，实现真正意义上的充分烟气脱硝。

本发明提供了一种烟气脱硝方法，其中，该方法包括在烟气选择性非催化还原条件下，将烟气与脱硝剂接触，得到第一混合物，向第一混合物中分别补入脱硝剂和注入扰动介质，得到第二混合物，在烟气选择性催化还原条件下，将第二混合物与催化剂接触。

按照本发明的烟气脱硝方法，在烟气选择性非催化还原条件下，将烟气与脱硝剂接触属于SNCR过程，在烟气选择性催化还原条件下，将第二混合物与催化剂接触属于SCR过程，通过在烟气的SNCR过程和SCR过程区间补入脱硝剂和注入扰动介质，真正实现了烟气的SNCR和SCR联合脱硝，从而在保证脱硝效率的情况下，减少了催化剂的用量，降低了成本。本发明的发明人经过分析，认为能够实现如此显著的效果的机理可能是：在烟气的SNCR过程和SCR过程区间补入脱硝剂，补入的脱硝剂能够起到抑制SNCR过程中NO_x还原反应的逆向反应，有效降低进入SCR过程区域的烟气中NO_x含量，从而能够减少SCR过程中催化剂的用量，另一方面补入的脱硝剂能够与烟气一起进入SCR反应区，在催化剂的作用下进行脱硝反应，进一步提高SCR过程脱硝效率；通过注入扰动介质，使得脱硝剂在进行SCR反应时均匀分布，从而既避免了局部氨浓度过大导致的催化剂快速失效的问题，也避免了局部氨浓度过小不能实现充分脱硝的问题，而且还避免了由于脱硝剂分布不均造成氨逃逸量超标的问题。

附图说明

图1为本发明提供的烟气脱硝方法的一种实施方式所用烟气脱硝设备的结构示意图；

图2为显示本发明提供的烟气脱硝方法的一种实施方式所用烟气脱硝设备中扰动装置位置的局部结构示意图；