[发明专利]一种燃煤锅炉烟气SNCR和SCR联合脱硝方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及主要用于煤电站的燃煤锅炉烟气SNCR和SCR联合脱硝方法合脱硝方法及其装置，属于烟气净化领域。

 

背景技术

煤燃烧产生的烟气中含有大量的氮氧化物（NO_X），包括N₂O,NO,NO₂,N₂O₃,N₂O₄和N₂O₅，氮氧化物危害性极大，是造成温室效应、酸雨和臭氧层破坏的主要污染物之一，我国能源结构中，煤的比例高达到70%左右，烟气对环境的影响极大。近年来，我国环保法规对氮氧化物排放标准进行了更严格的限制，对煤电站新建机组，要求NO_X排放降低到100mg/Nm³以下。

目前较为成熟的脱硝方法有：烟气脱硝选择性催化还原法（以下简称SCR）、选择性非催化还原法（以下简称SNCR）或SNCR+SCR混合脱硝法。对于原有的大型燃煤电站燃煤锅炉，因受炉膛几何尺寸、温度窗口等综合因素的限制，采用单一的SNCR工艺，脱硝效率均在50%以下；采用单一的SCR工艺，则需要催化剂的用量和反应器尺寸较大，还需增加还原剂氨气NH₃制备和喷射系统等设备，投资和运行费用较高；采用SNCR+SCR混合烟气脱硝法具有高效、投资节省等特点。

现有的SNCR+SCR混合脱硝工艺是在燃煤锅炉的SNCR温度窗口内喷射足量的还原剂溶液，其中只有部分 NH₃参与烟气氮氧化物的还原反应，未参与反应的剩余NH₃（称逃逸氨）随烟气一同进入后续的SCR反应段，继续作为还原剂参与催化还原反应。此种方法主要缺点是通过SNCR反应段逃逸的氨量与喷射量（或浓度）不呈线性关系，氨逃逸量难以控制，也无法精准计量后段SCR反应器所需的还原剂耗量；一般采取加大还原剂喷射量或喷射浓度，造成还原剂消耗过量，若从SCR反应器进口烟道补充气态还原剂，需设置还原剂制备站和喷射系统，大大增加了设备成本。另外，逃逸氨在反应器进口烟道混合比较困难，虽然设置烟气、蒸汽或空气的喷射扰流，但是并不能满足混合烟气的大跨度扰流和强混要求，需要针对性地增加强扰流的均混装置。

发明内容

本发明目的是提供一种燃煤锅炉烟气SNCR和SCR联合脱硝方法，利用锅炉尾部合适的温度区域，精准计量进入SCR反应器区域的NH3摩尔浓度，克服现有的SNCR和SCR联合脱硝工艺对进入后段SCR反应器的还原剂量无法计量的缺陷，减少还原剂在SNCR阶段过量喷射，提高反应稳定性和脱硝效率。

一种燃煤锅炉烟气SNCR和SCR联合脱硝方法，以含氨溶液为还原剂，包括依次进行的SNCR和SCR反应；其特征在于向锅炉炉膛内800－1050℃的温度窗口加入含氨溶液，含氨溶液中部分氨与烟气中的NO_X进行SNCR反应，其余未参与SNCR反应的逃逸氨随烟气至锅炉出口烟道并进行换热降温；其间在锅炉出口烟道的500－650℃温度区补充添加一定量的含氨溶液（含氨溶液在此温度下分解出氨），最后在300－420℃下进入SCR反应器，在催化剂存在下，所述补充还原剂分解出的氨及所述的炉膛逃逸氨与烟气中的剩余NO_X进行SCR反应，催化剂活性物质为V₂O₅ 和WO₃；所述还原剂的总加入量以含氨溶液所含NH₃摩尔量为原烟气NOx摩尔量的1.45～1.6倍计，其中NH₃摩尔量为原烟气中NOx摩尔量的1.1－1.2倍计的含氨溶液加入锅炉炉膛内800－1050℃的温度窗口，其余含氨溶液补充加入锅炉出口烟道的500－650℃温度区，二者分别计量并均以雾化喷射方式加入。

所述含氨溶液为氨水或尿素水溶液。

所述尿素或氨溶液质量浓度为5～10%。

所述含氨溶液在锅炉炉膛的800－1050℃温度窗口和锅炉出口烟道的500－650℃温度区分别多层多点喷射。