[发明专利]一种烟气选择性催化还原脱硝方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气选择性催化还原脱硝方法。

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)脱硝工艺和选择性非催化还原(SNCR)脱硝工艺。SCR和SNCR脱硝工艺的化学反应原理都是一样的，都是将脱硝剂(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)。SNCR工艺一般在锅炉的炉膛内即燃烧区(800-1250℃)进行选择性还原反应。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。

SNCR和SCR各自有优缺点，SNCR的优点是不需要价格昂贵的催化剂床，缺点是脱硝效果较差，脱硝率一般不超过40％。SCR的缺点则是需要使用价格昂贵的催化剂床，而且需要有足够的空间设置催化剂床，优点则是脱硝效果较SNCR好，脱硝率一般为50-60％。

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。为此，现有技术一般采用增大脱硝剂的供给量的方法或增加价格昂贵的催化剂用量，试图以此来降低SCR处理后的烟气中的氮氧化物NO_x含量。然而，事实上，采用上述增大脱硝剂供给量的方式，不但不能降低SCR处理后的烟气中的氮氧化物NO_x含量，反而还使得处理后的烟气中氨气的量增大了，而且催化剂床层的寿命也降低了。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术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选择性催化还原脱硝方法。

本发明的发明人发现，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是提高SCR系统脱硝效率的关键所在。

本发明提供了一种烟气选择性催化还原脱硝方法，该方法包括在烟气催化还原脱硝的条件下，将脱硝剂和烟气的混合物与催化剂接触，其特征在于，将脱硝剂和烟气的混合物与催化剂接触之前，向脱硝剂和烟气的混合物中注入扰动介质，对脱硝剂和烟气的混合物进行扰动。

本发明提供的烟气选择性催化还原脱硝方法，通过在将脱硝剂和烟气的混合物与催化剂接触之前，向脱硝剂和烟气的混合物中注入扰动介质，对脱硝剂和烟气的混合物进行扰动，使得脱硝剂在烟道内均匀分布，从而无需增大脱硝剂的用量，既避免了局部氨浓度过大导致的催化剂快速失效的问题，同时也避免了局部氨浓度过小导致的达不到设计的脱硝效率的问题，而且也避免了由于氨分布不均造成局部氨逃逸量超标的问题。

采用本发明提供的烟气选择性催化还原脱硝方法，烟气的脱硝率可以达到70-82.5％，甚至更高，而在其他条件相同的情况下，采用现有的催化还原脱硝方法，即不向脱硝剂和烟气的混合物中注入扰动介质，烟气的脱硝率仅为55.6％。

附图说明

图1为本发明提供的烟气选择性催化还原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；

图3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为管状物时，管状物位于烟道中的端口的朝向Y与烟气流动方向X之间的夹角α的示意图。

具体实施方式

根据本发明提供的方法，其中，所述扰动的程度以使烟气和脱硝剂混合均匀为准。

所述扰动介质可以是各种能够通过输送管喷出的介质，只要不对烟气与脱硝剂之间的脱硝反应产生不利影响即可。