[实用新型]一种全混合式喷氨元件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体混合部件，具体的说涉及一种烟气脱硝反应器中使用的全混合式喷氨元件。

背景技术

氮氧化物（NOx）是大气污染的主要污染源之一。氮氧化物包括多种化合物如一氧化二氮(N₂O)、一氧化氮 (NO)、二氧化氮(NO₂)、三氧化二氮 (N₂O₃)、四氧化二氮(N₂O₄)和五氧化二氮(N₂O₅)等。

炼油厂是主要的氮氧化物（NOx）排放源之一。FCC烟气中的NOx量一般占全厂NOx排放量的50%，是炼油厂最大的NOx排放源。目前FCC烟气脱硝技术主要包括：气相反应的选择性催化还原法（SCR法）和选择性非催化还原法（SNCR法）、液体吸收法、固体吸附法和高能电子活化氧化法等。

SCR法是在催化剂作用下，利用还原剂有选择性的与烟气中的NOx反应，并生成无毒害作用的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NOx反应生成氮气和水，炉膛中有一定氧气存在，喷入的还原剂选择性的与NOx，基本不与氧气反应。如果FCC装置配备了CO锅炉，SNCR可以直接地应用。将氨注射到CO锅炉的上游使得NH₃与NOx在CO锅炉内发生反应。此法中的NOx脱除范围限制在40-60%。值得关注的是，如果FCC尾气中的SOx含量高会导致硫酸铵沉积在CO锅炉内。NSCR是指气源中的NOx在一定温度和催化剂作用下，被还原剂还原为N₂，同时还原剂还与气源中的O₂反应生成H₂O和CO₂，在这种脱硝过程中，反应需借助于催化剂的催化作用，而还原剂与NOx和O₂均发生反应，无选择性，故称为非选择性催化还原。

1986年，世界上第一套应用在FCC烟气上的SCR装置投入运行。到2005年，国外有近20套SCR装置用于处理FCC烟气中的NOx，国内目前还没有工业应用。在已经应用的20套SCR法FCC烟气脱硝装置中，1套已运行16年，9套已运行10年，催化剂最长的使用寿命是12年。反应器均采用降流操作，根据要求的NOx去除率的高低，采用单床或多床操作。

在SCR烟气脱硝技术中，氨（NH₃）和氮氧化物（NO_x）的混合效果与脱硝装置的脱硝效率有密切的关系，如果还原剂和NO_x混合的不充分，会导致局部区域内NH₃/NO_x摩尔比过低，将极大地降低系统脱硝效率。在此情况下，要想达到NO_x排放量指标要求，势必要将增大催化剂的用量或氨的用量，导致运行成本增加或者氨逃逸量增加，形成二次污染。表1中给出了某SCR装置的操作参数。

表1 处理FCC烟气的SCR装置操作参数。