[发明专利]一种具有脱硝功能的CO锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气治理装置，特别是涉及一种具有脱硝功能的CO锅炉。

背景技术

氮氧化物（NO_x）是大气污染的主要污染源之一，在职业环境中接触的是几种气体混合物常称为硝烟(气)，主要为NO和NO₂，以NO₂为主。NO_x都具有不同程度的毒性，以NO和NO₂为主的NO_x是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。汽车尾气中的NO_x与碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的有毒烟雾，称为光化学烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛，伤害植物，并能使大气能见度降低。另外，NO_x与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的成分。NO_x对人体的危害主要表现在损害呼吸道。

全世界每年排入大气的NO_x总量约达5000万吨，2008年，我国NO_x排放量已达到2000万吨，成为世界第一大排放国。若不采取措施控制，预计到2020年，NO_x排放量将达到3000万吨，我国“十一五”期间削减二氧化硫10%的努力，也将因NO_x排放量的显著上升而全部抵消。目前，我国已将NO_x作为约束性指标纳入“十二五”期间总量控制范畴。排放到大气中的NO_x主要有三个来源：电厂（约占46%）、汽车尾气（约占49%）和炼油化工厂（约占5%）。

FCC工艺中，催化剂颗粒在催化裂化反应区和催化剂再生区之间多次循环操作，在再生期间，催化剂颗粒上的来自裂化反应的焦炭在高温下通过空气氧化除去，使催化剂的恢复活性，并在裂化反应中再次利用。FCC烟气中NO_x主要来自催化剂上含氮焦炭的燃烧，因此所有处理含氮原料的FCC装置都会存在NO_x的排放问题。FCC烟气中的NO_x量一般占全厂NO_x排放量的50%，是炼油厂最大的NO_x排放源。FCC原料中氮含量一般在0.05%～0.35%，原料氮中约45%进入液体产品，约10%进入气体产品，其余进入焦炭中。焦炭中的氮约有10%～30%作为NO进入烟气，其余则被焦炭和CO还原为N₂排放。

目前烟气脱硝技术主要有：气相反应的SCR法（选择性催化还原法）和SNCR法（选择性非催化还原法）、液体吸收法、固体吸附法、高能电子活化氧化法等。

SCR法是在催化剂作用下，利用还原剂选择性的与烟气中的NO_x反应，生成无毒害作用的N₂和H₂O的技术，其还原剂可以是氨气、氨水或尿素，亦可选用CO或H₂，还可选用小分子烷烃。SCR技术与其他技术相比，具有脱硝效率高，放热量小，技术成熟等优点，是目前国内外烟气脱硝工程中应用最多的技术。

SNCR法是在没有催化剂的作用下，向900～1100℃的炉膛中喷入还原剂（一般使用氨、氨水或尿素），还原剂迅速热解为NH₃，与烟气中的NO_x反应生成N₂和H₂O，炉膛中有一定O₂存在，喷入的还原剂选择性的与NO_x反应，基本不与O₂反应。如果FCC装置配备了CO锅炉，SNCR可以直接应用。将氨注射到CO锅炉的上游使得NH₃与NO_x在CO锅炉内发生反应。此法中的NO_x脱除范围限制在40～60%。值得关注的是，如果FCC尾气中的SO_x含会高会导致硫酸铵沉积在CO锅炉内。

CN201524525U介绍了一种SCR烟气脱硝装置，它包括催化反应器、氨/空气混合器、氨喷射隔栅、空气预热器，其中催化反应器的一端通过省煤器与锅炉管接，另一端通过空气预热器与除尘器管接，所述氨/空气混合器的一入口与稀释风机管接，所述氨/空气混合器的另一入口顺序管接有氨缓冲槽、氨蒸发器、液氨储槽。该结构的不足之处在于，反应器内部烟气分布不均匀，影响脱硝效率，并产生氨逃逸；同时，催化反应器置于锅炉外部，占地面积大，设备投资高。