本發(fā)明涉及一種油田注汽鍋爐，特別涉及一種脫硫脫硝油田注汽鍋爐及方法。

背景技術(shù)：

燃油活動(dòng)注汽鍋爐是油田原油開(kāi)采工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，具有如下幾方面的特點(diǎn)：1）燃油注汽鍋爐具有分布范圍廣、散特點(diǎn)，不同地區(qū)的設(shè)備管理管理水平不一；2）燃油注汽鍋爐經(jīng)常需要移動(dòng)，因此設(shè)備本身體積相對(duì)較小、緊湊，便于移動(dòng)；3）燃油注汽鍋爐放置于野外，且經(jīng)常移動(dòng)，因此不具備完善的污水處理系統(tǒng)；

而鍋爐尾氣脫硫脫硝技術(shù)現(xiàn)狀是：

1）脫硝技術(shù)現(xiàn)狀

選擇性催化還原法（SCR）

該方法通過(guò)使用NH₃和催化劑，在適宜的反應(yīng)的溫度（330~400℃），將NOx還原為N₂。反應(yīng)具有選擇性，NH₃只與NOx反應(yīng)，基本上不與O₂反應(yīng)，所以稱(chēng)為選擇性催化還原脫硝。SCR 脫硝工藝系統(tǒng)可分為液氨儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、氨氣制備和供應(yīng)系統(tǒng)、氨/空氣混合系統(tǒng)、氨噴射系統(tǒng)、SCR 反應(yīng)器系統(tǒng)和廢水吸收處理系統(tǒng)等。SCR 脫硝為爐外固定式脫硝，系統(tǒng)占地大；反應(yīng)溫度較低；催化劑易中毒；高分散性粉塵可覆蓋催化劑表面，使其活性降低；未反應(yīng)的NH₃和煙氣中的SO₂作用，生成易腐蝕和堵塞的(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂SO₃，同時(shí)降低NH₃的利用率；投資和運(yùn)行費(fèi)用較高。

選擇性非催化還原法(SNCR)

在950~1050℃這一狹窄范圍內(nèi)，無(wú)需催化劑，氨只和煙氣中NO反應(yīng)，而一般不和氧反應(yīng)，這種方法亦稱(chēng)選擇性非催化劑吸收（SNCR）法。典型的SNCR 工藝系統(tǒng)由還原儲(chǔ)槽、多層還原劑噴入裝置和與之相匹配的控制儀表等組成。SNCR 系統(tǒng)煙氣脫硝過(guò)程是由下面四個(gè)基本過(guò)程完成：接收、儲(chǔ)存、制備還原劑；還原劑的計(jì)量輸出、與水混合稀釋?zhuān)辉阱仩t合適位置注入稀釋后的還原劑；還原劑與煙氣混合進(jìn)行脫硝反應(yīng)。SNCR脫硝工藝脫硝效率不高；NH₃/NOx高，氨的逃逸量較大，生成的(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂SO₃會(huì)堵塞或腐蝕空氣預(yù)熱器；反應(yīng)劑和運(yùn)載介質(zhì)（空氣）的消耗量大；氨還原NO僅在950~1050℃有明顯效果，溫度窗口窄。

2）脫硫技術(shù)現(xiàn)狀

堿法脫硫

通過(guò)調(diào)配一定濃度的堿液（NaOH），利用堿液泵將堿液輸送至脫硫塔內(nèi)，通過(guò)高效霧化噴頭將液體霧化與煙氣中的SO₂反應(yīng)，達(dá)到脫硫的目的。堿法脫硫工藝系統(tǒng)由堿液制備系統(tǒng)、脫硫塔、脫硫液循環(huán)系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)組成。堿法脫硫系統(tǒng)占地大，設(shè)備固定無(wú)法移動(dòng)；有污水產(chǎn)生。

3）傳統(tǒng)脫硫脫硝特點(diǎn)匯總

通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的SCR、SNCR以及堿法脫硫的工藝流程、特點(diǎn)進(jìn)行分析我們可以看出，上述的幾種脫硫脫硝方法并不適用于油田注汽鍋爐，有必要采用新的工藝來(lái)解決注汽鍋爐脫硫脫硝的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種脫硫脫硝油田注汽鍋爐及方法，采用粉體輸送設(shè)備將脫硫劑、脫硝劑噴入爐膛或者煙道溫度在800℃-1200℃的區(qū)域，被高溫激活氣化后，與煙氣中的NOx和SO₂化學(xué)反應(yīng)，還原成N₂/H₂O和硫酸鹽顆粒物，同時(shí)可根據(jù)具體環(huán)保排放指標(biāo)要求，來(lái)調(diào)整試劑用量，達(dá)到脫硫脫硝的目的。

本發(fā)明提到的一種脫硫脫硝油田注汽鍋爐，主要由藥劑輸送撬（1）、藥劑噴送系統(tǒng)（2）、燃油注汽鍋爐（3）組成，燃油注汽鍋爐（3）的一側(cè)設(shè)有藥劑輸送撬（1），通過(guò)藥劑噴送系統(tǒng)（2）將脫硝劑和脫硫劑輸送到燃油注汽鍋爐（3），其中，藥劑輸送撬（1）由電控箱（6）、脫硝劑輸送泵（7）、脫硝劑儲(chǔ)罐（8）、底座（9）、脫硫劑輸送泵（10）、脫硫劑儲(chǔ)罐（11）組成，電控箱（6）連接并控制脫硝劑輸送泵（7）和脫硫劑輸送泵（10），脫硝劑輸送泵（7）和脫硫劑輸送泵（10）分別連接脫硝劑儲(chǔ)罐（8）和脫硫劑儲(chǔ)罐（11）；另外，藥劑噴送系統(tǒng)（2）由輸送管路（12）、脫硝劑輸送閘閥（13）、脫硝劑噴頭（14）、脫硝劑噴送內(nèi)管（15）、脫硫劑噴頭（16）、脫硫劑噴送內(nèi)管（17）、脫硫劑輸送閘閥（18）組成，其中，一根輸送管路（12）通過(guò)脫硝劑輸送閘閥（13）和脫硝劑噴送內(nèi)管（15）連接脫硝劑噴頭（14），另一根輸送管路（12）通過(guò)脫硫劑輸送閘閥（18）和脫硫劑噴送內(nèi)管（17）連接脫硫劑噴頭（16）。

燃油注汽鍋爐（3）參與脫硫脫銷(xiāo)的主要部件為輻射段（19）、過(guò)渡段（20）和對(duì)流段（21）。

脫硝劑噴送內(nèi)管（15）和脫硝劑噴頭（14）在輻射段（19）尾部橫向共有兩組，脫硝劑噴頭（14）噴出角度為90度，橫向覆蓋整個(gè)煙氣截面，噴射方向迎著煙氣流向。

脫硝劑噴頭（14）在煙氣溫度為950～1200℃段噴出。

脫硫劑噴送內(nèi)管（17）和脫硫劑噴頭（16）在燃油注汽鍋爐（3）的過(guò)渡段（20）中段橫向共有兩組，脫硫劑噴頭（16）噴出角度為90度，橫向覆蓋整個(gè)煙氣截面，噴射方向迎著煙氣流向。

脫硫劑噴頭（16）在煙氣溫度為800～950℃段噴出。

燃油注汽鍋爐（3）的對(duì)流段（21）的末端連接煙管（4），煙管（4）連接到撬裝油田注汽鍋爐煙氣脫硫脫硝裝置（5）。

本發(fā)明提到的一種脫硫脫硝油田注汽鍋爐的使用方法，包括以下步驟：

A）脫硝劑沿著輸送管路（12）經(jīng)過(guò)脫硝劑輸送閘閥（13）和脫硝劑噴送內(nèi)管（15）,經(jīng)脫硝劑噴頭（14）在煙氣溫度為950～1200℃段噴出，脫硝劑噴送內(nèi)管（15）和脫硝劑噴頭（14）在輻射段（19）尾部橫向共有兩組，脫硝劑噴頭（14）噴出角度為90度，橫向覆蓋整個(gè)煙氣截面，噴射方向迎著煙氣流向，這樣在煙氣在與脫硝劑充分混合后，在向后部流動(dòng)過(guò)程中有效增加接觸反應(yīng)時(shí)間，并能與未噴射到的煙氣混合并反應(yīng)，提高脫硝效果；在這一過(guò)程中，脫硝劑受熱分解，在自身分解產(chǎn)生的水汽環(huán)境下，與煙道里的一氧化氮發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)氮?dú)狻⒍趸技鞍睔?；生成的氨氣又繼續(xù)與煙道里的一氧化氮，二氧化氮發(fā)生反應(yīng)，生成氮?dú)饧八?/p>

B）脫硫劑沿著輸送管路（12）經(jīng)過(guò)脫硫劑輸送閘閥（18）和脫硫劑噴送內(nèi)管（17），經(jīng)脫硫劑噴頭（16）在煙氣溫度為800～950℃段噴出，脫硫劑噴送內(nèi)管（17）和脫硫劑噴頭（16）在過(guò)渡段（20）中段橫向共有兩組，脫硫劑噴頭（16）噴出角度為90度，橫向覆蓋整個(gè)煙氣截面，噴射方向迎著煙氣流向，這樣煙氣在與脫硫劑充分混合后，在向后部流動(dòng)過(guò)程中有效增加接觸反應(yīng)時(shí)間，并能與未噴射到的煙氣混合并反應(yīng)；在這一過(guò)程中脫硫劑與二氧化硫結(jié)合生成亞硫酸鈉，亞硫酸鈉在煙道溫度中以氣體形式存在，在與脫硫劑中的氧化物反應(yīng)后生成液體形式的硫酸鈉；

C）煙氣經(jīng)過(guò)脫硝劑、脫硫劑充分反應(yīng)后，形成氮?dú)庖约傲蛩猁}粉塵顆粒，另外還有少量的未經(jīng)反應(yīng)的氮氧化物、二氧化硫污染物，煙氣經(jīng)過(guò)煙管（4）引入撬裝油田注汽鍋爐煙氣脫硫脫硝裝置（5），該裝置將粉塵及煙氣中殘存的氮氧化物及二氧化硫徹底脫除。

上述的脫硝劑為粉狀尿素，所述脫硫劑為粉狀碳酸鈣。

本發(fā)明的有益效果是：1）本發(fā)明所需設(shè)備一次性投資少，2）運(yùn)行成本低，3）脫硫脫硝效果好，能瞬間將SO2和NOX排放濃度同時(shí)將至要求的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)；4）無(wú)二次污染，氨逃逸很低，無(wú)需增加氨回收裝置，無(wú)需二次污染處理等；5）設(shè)備體積小，占地面積小，易于移動(dòng)；6）施工期短，設(shè)備到場(chǎng)后安裝時(shí)間只有一周。

附圖說(shuō)明

附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2是本發(fā)明的俯視圖；

附圖3是圖1中的A-A結(jié)構(gòu)圖；

附圖4是圖1中的B-B結(jié)構(gòu)圖；

上圖中：藥劑輸送撬（1）、藥劑噴送系統(tǒng)（2）、燃油注汽鍋爐（3）、煙管（4）、撬裝油田注汽鍋爐煙氣脫硫脫硝裝置（5）、電控箱（6）、脫硝劑輸送泵（7）、脫硝劑儲(chǔ)罐（8）、底座（9）、脫硫劑輸送泵（10）、脫硫劑儲(chǔ)罐（11）、輸送管路（12）、脫硝劑輸送閘閥（13）、脫硝劑噴頭（14）、脫硝劑噴送內(nèi)管（15）、脫硫劑噴頭（16）、脫硫劑噴送內(nèi)管（17）、脫硫劑輸送閘閥（18）、輻射段（19）、過(guò)渡段（20）、對(duì)流段（21）。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：

本發(fā)明提到的一種脫硫脫硝油田注汽鍋爐，主要由藥劑輸送撬（1）、藥劑噴送系統(tǒng)（2）、燃油注汽鍋爐（3）組成，燃油注汽鍋爐（3）的一側(cè)設(shè)有藥劑輸送撬（1），通過(guò)藥劑噴送系統(tǒng)（2）將脫硝劑和脫硫劑輸送到燃油注汽鍋爐（3），其中，藥劑輸送撬（1）由電控箱（6）、脫硝劑輸送泵（7）、脫硝劑儲(chǔ)罐（8）、底座（9）、脫硫劑輸送泵（10）、脫硫劑儲(chǔ)罐（11）組成，電控箱（6）連接并控制脫硝劑輸送泵（7）和脫硫劑輸送泵（10），脫硝劑輸送泵（7）和脫硫劑輸送泵（10）分別連接脫硝劑儲(chǔ)罐（8）和脫硫劑儲(chǔ)罐（11）；另外，藥劑噴送系統(tǒng)（2）由輸送管路（12）、脫硝劑輸送閘閥（13）、脫硝劑噴頭（14）、脫硝劑噴送內(nèi)管（15）、脫硫劑噴頭（16）、脫硫劑噴送內(nèi)管（17）、脫硫劑輸送閘閥（18）組成，其中，一根輸送管路（12）通過(guò)脫硝劑輸送閘閥（13）和脫硝劑噴送內(nèi)管（15）連接脫硝劑噴頭（14），另一根輸送管路（12）通過(guò)脫硫劑輸送閘閥（18）和脫硫劑噴送內(nèi)管（17）連接脫硫劑噴頭（16）。

燃油注汽鍋爐（3）參與脫硫脫銷(xiāo)的主要部件為輻射段（19）、過(guò)渡段（20）和對(duì)流段（21）。

脫硝劑噴送內(nèi)管（15）和脫硝劑噴頭（14）在輻射段（19）尾部橫向共有兩組，脫硝劑噴頭（14）噴出角度為90度，橫向覆蓋整個(gè)煙氣截面，噴射方向迎著煙氣流向。

脫硝劑噴頭（14）在煙氣溫度為950～1200℃段噴出。

脫硫劑噴送內(nèi)管（17）和脫硫劑噴頭（16）在燃油注汽鍋爐（3）的過(guò)渡段（20）中段橫向共有兩組，脫硫劑噴頭（16）噴出角度為90度，橫向覆蓋整個(gè)煙氣截面，噴射方向迎著煙氣流向。

脫硫劑噴頭（16）在煙氣溫度為800～950℃段噴出。

燃油注汽鍋爐（3）的對(duì)流段（21）的末端連接煙管（4），煙管（4）連接到撬裝油田注汽鍋爐煙氣脫硫脫硝裝置（5）；上述的脫硝劑為粉狀尿素，所述脫硫劑為粉狀碳酸鈣。

本發(fā)明提到的一種脫硫脫硝油田注汽鍋爐的使用方法，包括以下步驟：

A）脫硝劑沿著輸送管路（12）經(jīng)過(guò)脫硝劑輸送閘閥（13）和脫硝劑噴送內(nèi)管（15）,經(jīng)脫硝劑噴頭（14）在煙氣溫度為950～1200℃段噴出，脫硝劑噴送內(nèi)管（15）和脫硝劑噴頭（14）在輻射段（19）尾部橫向共有兩組，脫硝劑噴頭（14）噴出角度為90度，橫向覆蓋整個(gè)煙氣截面，噴射方向迎著煙氣流向，這樣在煙氣在與脫硝劑充分混合后，在向后部流動(dòng)過(guò)程中有效增加接觸反應(yīng)時(shí)間，并能與未噴射到的煙氣混合并反應(yīng)，提高脫硝效果；在這一過(guò)程中，脫硝劑受熱分解，在自身分解產(chǎn)生的水汽環(huán)境下，與煙道里的一氧化氮發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)氮?dú)?、二氧化碳及氨氣；生成的氨氣又繼續(xù)與煙道里的一氧化氮，二氧化氮發(fā)生反應(yīng)，生成氮?dú)饧八?/p>

B）脫硫劑沿著輸送管路（12）經(jīng)過(guò)脫硫劑輸送閘閥（18）和脫硫劑噴送內(nèi)管（17），經(jīng)脫硫劑噴頭（16）在煙氣溫度為800～950℃段噴出，脫硫劑噴送內(nèi)管（17）和脫硫劑噴頭（16）在過(guò)渡段（20）中段橫向共有兩組，脫硫劑噴頭（16）噴出角度為90度，橫向覆蓋整個(gè)煙氣截面，噴射方向迎著煙氣流向，這樣煙氣在與脫硫劑充分混合后，在向后部流動(dòng)過(guò)程中有效增加接觸反應(yīng)時(shí)間，并能與未噴射到的煙氣混合并反應(yīng)；在這一過(guò)程中脫硫劑與二氧化硫結(jié)合生成亞硫酸鈉，亞硫酸鈉在煙道溫度中以氣體形式存在，在與脫硫劑中的氧化物反應(yīng)后生成液體形式的硫酸鈉；

C）煙氣經(jīng)過(guò)脫硝劑、脫硫劑充分反應(yīng)后，形成氮?dú)庖约傲蛩猁}粉塵顆粒，另外還有少量的未經(jīng)反應(yīng)的氮氧化物、二氧化硫污染物，煙氣經(jīng)過(guò)煙管（4）引入撬裝油田注汽鍋爐煙氣脫硫脫硝裝置（5），該裝置將粉塵及煙氣中殘存的氮氧化物及二氧化硫徹底脫除。

需要進(jìn)一步說(shuō)明的是：本發(fā)明的后續(xù)煙塵的處理：由于噴入的藥劑屬于粉狀顆粒，會(huì)帶來(lái)粉塵的增加。通過(guò)前面反應(yīng)生成物的分析，脫硝增加的粉塵為2~3mg/m3，脫硫增加的粉塵相對(duì)多一點(diǎn)，約為脫硫藥劑量的60~70%，應(yīng)重點(diǎn)考慮脫硫增加的粉塵。另外，在進(jìn)行脫硫脫硝后仍然會(huì)有少量的氮氧化物、二氧化硫等未參與反應(yīng)，通過(guò)將煙氣引入撬裝油田注汽鍋爐煙氣脫硫脫硝裝置將粉塵及煙氣中殘存的氮氧化物及二氧化硫脫除。

以上所述，僅是本發(fā)明的部分較佳實(shí)施例，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員均可能利用上述闡述的技術(shù)方案加以修改或?qū)⑵湫薷臑榈韧募夹g(shù)方案。因此，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所進(jìn)行的任何簡(jiǎn)單修改或等同置換，盡屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。