[发明专利]一种集成式宽温SCR烟气脱硝的方法及系统

说明书

本发明公开了一种集成式宽温SCR烟气脱硝的方法及系统，属于烟气净化领域。将待处理的烟气自入口连接烟道进入集成式宽温SCR烟气脱硝反应器，其中入口烟道上设置有温度检测装置。SCR烟气脱硝反应器采用双反应器并联设计，以同时满足工业尾气温度波动范围大和脱硝催化剂对反应温度窗口的要求。本发明不同反应温度窗口催化剂之间设置合理的反应温度窗口重叠区，衔接保证反应平稳过渡。

技术领域

本发明属于烟气净化领域，具体涉及一种集成式宽温SCR烟气脱硝的方法及系统。

背景技术

烟气脱硝是指把已生成的NO_x还原为N₂，从而脱除烟气中的NO_x的过程，按治理工艺可分为湿法脱硝和干法脱硝。由于从燃烧系统排放的烟气中的NOx，90％以上是NO，而NO难溶于水，因此对NOx的湿法处理不能用简单的洗涤法。烟气脱硝的原理是用氧化剂将NO氧化成NO₂，生成的NO₂再用水或碱性溶液吸收，从而实现脱硝。影响脱硝效率的因素包括反应温度、停留时间、还原剂与烟气的混合均匀度、还原剂与NOx的化学当量比、催化剂性能等。在反应温度一定的情况下，氨和NOx的混合程度对SCR工艺的脱硝效率具有极大的影响，如能提高催化剂的催化效果，亦能较大的提高SCR工艺的脱硝效果。

传统的烟气脱硝主要采用选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)。其中，被广泛采用的SCR技术是一种从尾气上治理NOx排放的有效方法，其还原剂有尿素、氨水和纯氨，通常是利用NH₃作为还原剂在催化剂的作用下将NOx还原为无害的N₂，从而脱除烟气中的NOx。催化剂的合理选取和使用是SCR技术的核心。催化剂的结构主要有蜂窝式、平板式和波纹板式三种。其中，平板式或波纹板式催化剂比蜂窝式催化剂具有更好的防积尘和堵塞能力，但气固接触比表面积小，催化效果差。研究表明，国内外的脱硝设备，由于受气固接触面积的影响，塔体内烟气的流场分布不均，烟气与还原剂、催化剂接触的时间有限，其催化还原反应效率低，并且广泛存在NH₃的逃逸、催化剂堵塞、催化剂失效等问题。不仅影响脱硝效率的提高，而且造成脱硝成本增高，出现二次污染等问题。研发高效的SCR方法及装置十分紧迫与必要。

现有技术中也出现了一些SCR脱硝的技术方案，如申请号为201510768338.6的一项中国专利公开了一种双旋式SCR脱硝方法及其装置：包括脱硝塔本体和沿脱硝塔本体的内圆周面设置的第一板式催化剂层，在第一板式催化剂层内设有第二板式催化剂层；第一板式催化剂层与第二板式催化剂层之间的空腔为第一旋流催化反应腔，第二板式催化剂层内的空腔为第二旋流催化反应腔；第二旋流催化反应腔底端设有旋流器；所述第一旋流催化反应腔的顶部密封，并在脱硝塔本体的上侧壁沿脱硝塔本体内圆周切向方向设置烟气通入管道；沿烟气通入管道的内圆周面以及第一旋流催化反应腔顶部的内圆周面分别布置有多个旋流雾化喷嘴；该技术方案能够实现高效脱硝，技术手段简便易行，与现有技术相比不仅脱硝塔结构简单、造价低廉，使脱硝成本大幅降低，显著提高了经济效益；但是该方案中的旋流雾化喷嘴和旋流器生成的螺旋气流都会逐渐减弱，相应带动氨气与烟气的混合程度也在逐渐减弱，因此影响氨气与烟气的混合比例不一致，最终影响脱硝反应的效果。

发明内容

为了弥补现有技术的不足和满足工业烟气脱硝的新需求，本发明提出一种集成式宽温SCR烟气脱硝的方法及系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种集成式宽温SCR烟气脱硝系统，该系统包括锅炉，喷氨混合系统，高温SCR反应器，低温SCR反应器，所述锅炉的烟气输出管道和氨/空气混合器的输出管道均与喷氨混合系统相连，所述的喷氨混合系统输出端通过入口烟道分别与高温SCR反应器和低温SCR反应器相连，所述的高温SCR反应器和低温SCR反应器的输出端分别通过出口烟道与空气预热器相连；所述的空气预热器的一个输出端与锅炉相连，另一个输出端与除尘器或FGD系统相连。