基于尿素溶液的scr煙氣脫硝處理系統(tǒng)及處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢氣處理系統(tǒng)及方法，具體涉及一種基于以尿素為還原劑進行煙氣脫硝處理的處理系統(tǒng)以及相應的處理方法。
【背景技術】
[0002]煤炭在燃燒的過程中會產生大量的硫氧化物、氮氧化物、粉塵及重金屬。其中，一部分污染物來自燃料自身的組分，而大部分污染物則在燃燒過程中產生。這些煙氣污染物的產生將會對環(huán)境造成極大的破壞?！笆濉逼陂g，國家加強了對燃煤鍋爐的治理，使得煙氣污染物的排放得到了一定程度上的控制。
[0003]SCR(選擇性催化還原法)技術作為行業(yè)內應用最為廣泛的煙氣脫硝技術之一，其是在催化劑作用下，向溫度約280?420°C的煙氣中噴入氨或尿素作為還原劑，將^^^還原成隊和H 20，處理過程沒有副產物，不形成二次污染，具有脫除效率高(可達90%以上)，運行可靠，便于維護等優(yōu)點。然而，當以氨為還原劑時，由于所采用的大多為液氨，具有高危險性，其儲存、運輸都極為不變，且存在較大的安全隱患。當采用尿素為還原劑時，在一定程度上可以提高系統(tǒng)的安全性，但需通過水解或熱解反應來制取氨，然后再送人反應器中進行反應，該工藝過程中需新建熱解爐、增加加熱設備等，提升了煙氣脫硝處理的設備成本及運行成本，而且增加了能耗。因此，亟待開發(fā)一種系統(tǒng)安全性高、運行成本低、脫硝效率高的煙氣處理系統(tǒng)。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種安全性高、運行成本低、脫硝效率高的基于尿素溶液的SCR煙氣脫硝處理系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的另一目的在于提供利用該處理系統(tǒng)進行煙氣脫硝處理的處理工藝。
[0005]為實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0006]—種基于尿素溶液的SCR煙氣脫硝處理系統(tǒng)，包括SCR反應器以及尿素供給分配單元，其中:所述尿素供給分配單元包括混合器以及與分別所述混合器的入水口相連的尿素原液罐和水罐，所述混合器的出水口連接有至少兩根并聯設置的噴槍，且所述噴槍伸入SCR反應器的煙道內部、溫度為350-600°C的反應風道內。
[0007]優(yōu)選的是:所述尿素供給單元中各噴槍的位置、噴入的尿素溶液的量根據SCR反應中各噴槍噴射范圍內的煙氣中的氮氧化物的濃度來進行調整。
[0008]優(yōu)選的是:所述尿素供給單元中各噴槍按徑向沿SCR反應器的煙道的內周壁等間距分布。
[0009]優(yōu)選的是:所述噴槍包括噴槍本體及設于噴槍本體前端的噴頭，所述噴槍本體內部設有一根供臭氧通過的臭氧管，所述臭氧管的端部和尾部分別與噴頭及臭氧供應設備相連，所述噴槍本體的內部注入有環(huán)繞臭氧管的干燥冷卻氣體。
[0010]優(yōu)選的是:所述的噴頭的中心處設有一個矩形噴嘴，所述矩形噴嘴的霧化粒徑為100-500 μmD
[0011]優(yōu)選的是:所述噴槍的流量為50-300kg/h，壓力為0.2Mpa-0.6Mpa。
[0012]優(yōu)選的是:所述的尿素供給分配單元還包括分別控制尿素原液罐以及水罐出水流量的流量控制閥，以及控制各噴槍中尿素溶液流量的流量控制閥以及對整個尿素供給分配單元實現自動運行控制的控制單元。
[0013]優(yōu)選的是:所述處理系統(tǒng)還包括氧化反應單元，所述氧化反應單元包括與SCR反應器的出風口相連的氧化反應器，所述氧化反應器內通入有與煙氣發(fā)生氧化反應的氧化劑。
[0014]本發(fā)明的另一目的，一種利用上所述的基于尿素溶液的SCR煙氣脫硝處理系統(tǒng)對鍋爐煙氣進行處理的方法，其處理步驟包括:通過噴槍將經混合器混合后的質量濃度為2-20%的尿素溶液噴入SCR反應器的煙道內部、溫度為350-600°C的反應風道內，尿素在此溫度下發(fā)生熱解反應生成氨氣，并在SCR催化劑的作用下，將煙氣中的NOx還原成NjP H20。
[0015]優(yōu)選的是:所述處理步驟還包括:經SCR反應器脫硝處理后的煙氣與氧化劑發(fā)生氧化反應，以進一步氧化去除煙氣中的氮氧化物、硫氧化物污染物。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明通過將尿素溶液直接噴入SCR反應器的煙道內部、溫度為350-600°C的反應風道內，使得尿素在發(fā)生熱解的同時可與煙道內的煙氣均勻預混合，隨后在催化劑作用下將煙氣中的NOx還原成NjP H2O以煙氣脫硝的目的。而且，本發(fā)明的處理系統(tǒng)可根據煙道內煙氣中氮氧化物濃度的不同來調整噴槍的數量、分布位置以及各噴槍中還原劑尿素溶液的噴入量，實現了以噴槍噴射范圍所劃分的反應區(qū)內的尿素溶液量的精準可調控制，提升了還原反應效率并顯著降低了還原劑尿素溶液的消耗量，降低了處理成本。
【附圖說明】
[0017]圖1示出了本發(fā)明所述煙氣脫硝處理系統(tǒng)的結構示意圖；
[0018]圖2示出了本發(fā)明所述尿素供給分配單元的結構示意圖；
[0019]圖3示出了本發(fā)明所述噴槍的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步說明。
[0021]如附圖1所示，本發(fā)明所述的煙氣脫硝處理系統(tǒng)，包括SCR反應器I以及尿素供給分配單元2，其中，如圖2所示，本發(fā)明所述的尿素供給分配單元2包括裝有質量濃度為40-60%的尿素原液罐24、裝有去離子水的水罐23、混合器22以及至少兩根并聯設置的噴槍21，所述尿素原液罐24以及水罐23的出水端均通過管道與混合器22的入水口相連，所述混合器22的出水口與至少兩根并聯設置的噴槍21相連，所述噴槍21伸入SCR反應器I的煙道內部、溫度為350-600°C的反應風道內，以將經混合器22混合后的尿素溶液送入SCR反應器I的反應煙道內，在本發(fā)明中，各噴槍21的位置、噴入的尿素溶液的量可根據SCR反應器I中各噴槍21所處噴射范圍內的煙氣中的氮氧化物的濃度進行調整，優(yōu)選地，各噴槍21按徑向沿SCR反應器I的煙道的內周壁等間距分布。如圖3所示，本發(fā)明所述的噴槍21包括呈管狀的噴槍本體211以及設于噴槍本體211前端的噴頭212，所述噴槍本體211內部設有一根供臭氧通過的臭氧管213，所述臭氧管213的端部與噴頭212相連，其尾部設有可與臭氧供應設備相連的臭氧入口 214。此外，所述噴槍本體211的內部、臭氧管213的四周還通過設于噴槍本體211尾部的冷卻氣注入口 215注入有干燥冷卻氣體，所述冷卻氣體可以是空氣、氧氣或氮氣。進一步地，本發(fā)明所述的噴頭212，其中心處設有一個矩形噴嘴(圖中未示出)，所述矩形噴嘴的霧化粒徑為100-500 μπι，以確保噴頭良好的噴射霧化效果，既不會噴射到煙道內壁上，又能保證最大的輻射面積