一種鍋爐煙氣scr脫硝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種脫硝方法，尤其涉及一種鍋爐煙氣脫硝方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鍋爐燃燒中產(chǎn)生的氮氧化物是危害大且較難處理的大氣污染物，隨著對燃煤產(chǎn)生 的NOx (氮氧化物）的排放要求更加嚴格，減少鍋爐煙氣中NOx的排放是工業(yè)鍋爐煙氣治理 重要且艱巨的任務(wù)。
[0003] 目前采用的脫硝技術(shù)主要有：采用低氮燃燒器、煙氣再循環(huán)、分級燃燒、SNCR(選 擇性非催化還原法）、SCR(選擇性催化還原法）等，其中SCR技術(shù)脫硝效率高達90%以上， 能滿足100mg/Nm 3的氮氧化物排放標準。SCR是指在一定的溫度和催化劑的作用下，還原劑 "有選擇性"地把煙氣中的NOx還原成無毒無污染的N 2和H 20。工業(yè)應(yīng)用的還原劑主要是液 氨、氨水和尿素。傳統(tǒng)的SCR技術(shù)需要將還原劑制備成氨氣，再與稀釋風機送來的空氣混合 成氨氣體積含量約為5%的混合氣體，通過噴氨格柵的噴嘴噴入煙氣中，氨氣與NO x在催化 劑的作用下發(fā)生還原反應(yīng)。而氨氣制備、儲存及供應(yīng)系統(tǒng)非常復(fù)雜，且有氨氣泄露、爆炸風 險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種鍋爐煙氣SCR脫硝方法，該鍋爐煙氣SCR脫硝方法能在 保證鍋爐煙氣脫硝效率的條件下，大幅度降低還原劑制備系統(tǒng)的費用，避免氨氣泄露、爆炸 危險。
[0005] 根據(jù)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種鍋爐煙氣SCR脫硝方法，其包括步驟：
[0006] 將自然風、壓縮空氣和濃度為5% -10%的氨水溶液噴入鍋爐轉(zhuǎn)向室區(qū)域，所述氨 水溶液被壓縮空氣霧化破碎后被自然風送入鍋爐轉(zhuǎn)向室區(qū)域，并在鍋爐轉(zhuǎn)向室區(qū)域氣化 成氨氣后進一步被自然風稀釋，所述鍋爐轉(zhuǎn)向室區(qū)域的溫度為500-700°C ;
[0007] 所述氨氣與鍋爐煙氣混合均勻后，進入SCR反應(yīng)器進行脫硝反應(yīng)。
[0008] 本發(fā)明所述的鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，為了提升自然風、壓縮空氣和氨水溶液 相互作用的效果，要求自然風、壓縮空氣和氨水溶液在被噴射出后短時間內(nèi)便匯聚在一起 且具有基本相同的噴射方向，因此自然風、壓縮空氣和氨水溶液的噴射出口盡量鄰近設(shè)置。
[0009] 在本技術(shù)方案中，將氨水溶液的濃度限定為5% -10%，是因為如果氨水溶液濃度 高于10%，會導(dǎo)致混合度不好；如果氨水溶液濃度低于5%則進入的水量太大，增大排煙損 失，此外水量大也會使煙氣濕度過大，易積灰。
[0010] 在本技術(shù)方案中，壓縮空氣的量相對于自然風和氨水溶液是較少的，壓縮空氣主 要起霧化破碎氨水溶液的作用，因此其稀釋作用基本可以忽略不計。
[0011] 在本技術(shù)方案中，自然風用于將被壓縮空氣霧化破碎后的氨水溶液帶入鍋爐轉(zhuǎn)向 室區(qū)域，并起到混合作用。
[0012] 本發(fā)明限定鍋爐轉(zhuǎn)向室區(qū)域的溫度為500-700°C，是因為氨水溶液經(jīng)過具有該溫 度的鍋爐轉(zhuǎn)向室時既能氣化成氨氣參與后續(xù)反應(yīng)，又不會因溫度過高使氣化后的氨氣和 NOx發(fā)生化學反應(yīng)，影響后續(xù)脫硝效率。由于SCR反應(yīng)器的脫硝效率對溫度非常敏感，氨水 溶液噴入鍋爐轉(zhuǎn)向室氣化后再進入布置在尾部煙道的SCR反應(yīng)器，可以使SCR反應(yīng)器的脫 硝效率不受氨水溶液氣化的影響。
[0013] 本發(fā)明所述的鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，壓縮空氣量可以為0. 5-2m3/min，氨水溶 液流量可以為40-150kg/h，自然風流量可以為200-1800L/h。
[0014] 在本技術(shù)方案中，霧化破碎后的氨氣被自然風送入鍋爐轉(zhuǎn)向室（自然風的作用一 方面是輸送氨氣；另一方面是形成湍流擾動，對氨氣與煙氣進行混合），氨氣隨鍋爐煙氣一 起進入鍋爐尾部煙道并逐漸被稀釋，進入SCR反應(yīng)器進行反應(yīng)。
[0015] 優(yōu)選地，在本發(fā)明所述的鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，所述氨氣與鍋爐煙氣中 關(guān)系滿足：NSR值為0. 8-1. 05,其中NSR值為氨氣與NOx的摩爾比。
[0016] 優(yōu)選地，在本發(fā)明所述的鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，所述壓縮空氣的壓力為 0. 3-0. 5MPa〇
[0017] 將壓縮空氣的壓力限定在0. 3-0. 5MPa范圍內(nèi)是因為，該壓力范圍的壓縮空氣可 以使出口的還原劑破碎粒徑在50-150 μ m之間，使得還原劑（即氨水）粒徑呈梯度分布，進 而使得還原劑能在較寬范圍內(nèi)反應(yīng)。同時，該壓力范圍還能確保相應(yīng)的動能，噴射范圍更 遠。
[0018] 進一步地，在本發(fā)明所述的鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，所述氨氣與鍋爐煙氣經(jīng)過 渦流混合器混合均勻。
[0019] 進一步地，在本發(fā)明所述的鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，所述自然風、壓縮空氣和氨 水溶液由三軸共射式噴槍噴入鍋爐轉(zhuǎn)向室區(qū)域；所述三軸共射式噴槍包括：
[0020] 還原劑噴射筒，其上具有還原劑入口和還原劑霧化噴口，所述氨水溶液通過還原 劑入口進入還原劑噴射筒，并通過還原劑霧化噴口霧化噴出；
[0021] 壓縮空氣管路，其套設(shè)于所述還原劑噴射筒外，并與所述還原劑噴射筒共軸設(shè)置， 所述壓縮空氣管路上設(shè)有壓縮空氣入口和壓縮空氣出口，所述壓縮空氣出口位于所述還原 劑霧化噴口的外環(huán)，從壓縮空氣出口噴出的壓縮空氣將霧化噴出的氨水溶液進一步破碎；
[0022] 自然風管道，其套設(shè)于所述壓縮空氣管路外，并與所述壓縮空氣管路共軸設(shè)置，所 述自然風管道具有自然風入口和自然風出口，所述自然風出口設(shè)于所述還原劑霧化噴口的 外環(huán)，從自然風出口送出的自然風將霧化的氨水溶液送至鍋爐轉(zhuǎn)向室區(qū)域。
[0023] 上述方案采用三軸共射的方法，使得自然風、壓縮空氣和氨水溶液的噴射出口鄰 近設(shè)置且噴射方向一致，因此自然風、壓縮空氣和氨水溶液在被噴射出后短時間內(nèi)便匯聚 在一起相互作用并且朝同一方向運動，保證了自然風、壓縮空氣和氨水溶液相互作用的效 果。上述方法中，壓縮空氣進一步提升氨水溶液霧化效果，間接提升氨水溶液氣化效果；自 然風除了輸送和稀釋氨水溶液之外，同時起到冷卻噴槍和清潔噴嘴的作用，控制反應(yīng)環(huán)境 溫度，有效防止噴槍在高溫環(huán)境中被燒毀，并防止噴嘴被還原劑堵塞；此外，自然風可引自 外部單獨設(shè)置的高能混合噴射風風機，使得自然風具有強大的流量和風速，能更好的把氨 水溶液推入到鍋爐轉(zhuǎn)向室區(qū)域內(nèi)預(yù)想達到的空間，并起強烈的混合擾動作用，從而有效促 進霧化的氨水溶液與鍋爐煙氣的均勻混合，從而進一步提升氨水溶液的氣化效果。
[0024] 更進一步地，在上述鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，所述還原劑噴射筒與壓縮空氣管 路之間通過螺紋連接，以調(diào)節(jié)還原劑噴射筒與壓縮空氣管路在其軸向方向上的相對位置。
[0025] 螺紋連接的設(shè)計需滿足可使得所述還原劑噴射筒與壓縮空氣管路在其軸向方向 上能相對移動，可以保證所述噴嘴的進出深度可調(diào)，并且具有一定的密封性能。
[0026] 優(yōu)選地，在上述鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，所述自然風進入自然風管道的風口傾 角為15° -45°。之所以限定自然風進入自然風管道的風口傾角為15° -45°，是因為在 此角度下，自然風進入自然風管道的阻力較小，從而可以使本案獲得更好的實施效果。將風 口傾角設(shè)定在該范圍內(nèi)同時還考慮到了裝置的可操作性。
[0027] 優(yōu)選地，在上述鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，所述自然風從自然風出口送出的速度 為 60-120m/s。
[0028] 鍋爐內(nèi)部的噴射距離與風速呈線性關(guān)系，該風速范圍可以使自然風與氨氣在更寬 范圍內(nèi)充分混合。
[0029] 本發(fā)明提供的鍋爐