一种SNCR+臭氧烟气脱硝装置[技术领域]
本发明涉及氮氧化物处理技术领域,具体地说是一种SNCR+臭氧烟气脱硝装
置。
[背景技术]
目前,烟气脱硝普遍采用的是SCR技术或SNCR技术,尽管其在减排氮氧化
物和改善环境方面发挥着积极的作用,但是根据目前的使用情况,已经出现了
一些新的问题,如,较高的运行成本与腐蚀性,控制系统复杂,场地要求较高,
以及需要较多的钢结构。因此,若能提供一种可降低工程造价和运行成本,且
脱硝效率高、所需设备少、投资费用少的烟气脱硝装置,将具有非常重要的意
义。
[发明内容]
本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种SNCR+臭氧烟气脱硝装置,
不仅脱硝效率高,所需设备少,投资费用少,而且具有节省投资和不受场地限
制的优点,降低了工程造价和运行成本。
为实现上述目的设计一种SNCR+臭氧烟气脱硝装置,包括锅炉1,所述锅炉
1内设有空气预热器2和锅炉省煤器4,所述空气预热器2设置于锅炉省煤器4
上方,所述空气预热器2与锅炉省煤器4之间设有喷枪区3,所述喷枪区3的雾
化区域为SNCR反应区,所述空气预热器2的出气口与烟气输送管道7相连接,
所述烟气输送管道7的另一端连接混合器5的进口端一,所述混合器5的进口
端二通过臭氧输送管道8连接臭氧发生器6,所述混合器5的出口端连接反应后
气体输送管道9。
所述SNCR反应区设有均匀分布的雾化喷枪10,所述雾化喷枪10上设有还
原剂输送口11、压缩空气输送口12和冷却风输送口13,所述还原剂输送口11
与雾化喷枪10的喷嘴相连通,所述压缩空气输送口12设置于还原剂输送口11
处,所述冷却风输送口13设置于压缩空气输送口12与喷嘴之间的位置处。
所述雾化喷枪10的喷嘴锥角为0-150度,所述雾化喷枪10的雾化粒度为
180-220um。
所述SNCR反应区的还原剂采用氨水溶液,所述氨水溶液通过雾化喷枪10
上的还原剂输送口11喷入锅炉1内,所述氨水溶液喷入锅炉1内炉膛温度为
850-1050℃的区域,所述氨水溶液蒸发和热分解后与烟气中的氮氧化物进行
SNCR反应生成N2。
所述氨水溶液蒸发和热分解成NH3,所述NH3与烟气中的氮氧化物进行选择
性反应,其反应式为4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O。
所述SNCR反应区的还原剂采用尿素溶液,所述尿素溶液通过雾化喷枪10
上的还原剂输送口11喷入锅炉1内,所述尿素溶液喷入锅炉1内炉膛温度为
850-1050℃的区域,所述尿素溶液蒸发和热分解后与烟气中的氮氧化物进行
SNCR反应生成N2。
所述尿素溶液蒸发和热分解成CO(NH2)2,所述CO(NH2)2与烟气中的氮氧化物
进行选择性反应,其反应式为 2 N O + C O ( NH 2 ) 2 + 1 2 O 2 → 2 N 2 + CO 2 + 2 H 2 O . ]]>
所述混合器5内O3将烟气中难溶于水的NO氧化成NO2,其反应式为NO+O3
→NO2+O2,再用碱性溶液将高价态的氮氧化物吸收,其反应式为HNO3+NaOH
→NaNO3+H2O,最后将生成的硝酸盐经浓缩处理或排放。
本发明同现有技术相比,由于结合了SNCR技术投资省、臭氧技术简单等特
点,主要具有如下优点:
(1)脱硝效率高,单一的SNCR工艺脱硝效率低,该SNCR+臭氧工艺大于80%
以上;
(2)采用了SNCR初步脱硝,所需设备少,投资费用少;
(3)SNCR装置所需体积小,空间适应性强,不需要复杂的钢结构,同时还
具有节省投资;
(4)臭氧反应器占地体积小,空间适应性强,同时还具有节省投资和不受
场地限制;
(5)简化了还原剂喷射系统,加大了炉膛还原剂的喷入区间,提高了SNCR
阶段的脱硝效率;
(6)可以方便地使用更为安全的尿素和臭氧作为脱硝还原剂;
(7)降低了工程造价和运行成本,有利于实现达标排放,满足国家的节能
减排指标。
[附图说明]
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明中雾化喷枪的结构示意图;
图3是本发明中混合器的连接示意图;
图中:1、锅炉2、空气预热器3、喷枪区4、锅炉省煤器5、混合器
6、臭氧发生器7、烟气输送管道8、臭氧输送管道9、反应后气体输送管
道10、雾化喷枪11、还原剂输送口12、压缩空气输送口13、冷却风输
送口。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作以下进一步说明:
如附图所示,本发明包括:锅炉1,锅炉1内设有空气预热器2和锅炉省煤
器4,空气预热器2设置于锅炉省煤器4上方,空气预热器2与锅炉省煤器4之
间设有喷枪区3,喷枪区3的雾化区域为SNCR反应区,空气预热器2的出气口
与烟气输送管道7相连接,烟气输送管道7的另一端连接混合器5的进口端一,
混合器5的进口端二通过臭氧输送管道8连接臭氧发生器6,混合器5的出口端
连接反应后气体输送管道9;如附图2所示,烟气输送管道接入混合器,臭氧输
送管道也接入混合器,在混合器内,烟气与臭氧反应,反应后的气体通过反应
后气体输送管道送出至脱硫工段去除。
本发明中,SNCR反应区设有均匀分布的雾化喷枪10,雾化喷枪10上设有
还原剂输送口11、压缩空气输送口12和冷却风输送口13,还原剂输送口11与
雾化喷枪10的喷嘴相连通,压缩空气输送口12设置于还原剂输送口11处,冷
却风输送口13设置于压缩空气输送口12与喷嘴之间的位置处,雾化喷枪10的
喷嘴锥角为0-150度,雾化喷枪10的雾化粒度为180-220um。如附图2所示,
通过压缩空气输送口内压缩空气的压力,将还原剂输送口中的还原剂(如,尿
素与除盐水混合液)喷入锅炉,在喷枪温度太高的情况下,把冷却风输送口内
的冷却风通入,以降温。
本发明中,SNCR反应区的还原剂可以采用氨水溶液,氨水溶液通过雾化喷
枪10上的还原剂输送口11喷入锅炉1内,氨水溶液喷入锅炉1内炉膛温度为
850-1050℃的区域,氨水溶液蒸发和热分解后与烟气中的氮氧化物进行SNCR反
应生成N2;其中,氨水溶液蒸发和热分解成NH3,NH3与烟气中的氮氧化物进行选
择性反应,其反应式为4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O。另外,该SNCR反应区的还原剂
也可以采用尿素溶液,尿素溶液通过雾化喷枪10上的还原剂输送口11喷入锅
炉1内,尿素溶液喷入锅炉1内炉膛温度为850-1050℃的区域,尿素溶液蒸发
和热分解后与烟气中的氮氧化物进行SNCR反应生成N2;其中,尿素溶液蒸发和
热分解成CO(NH2)2,CO(NH2)2与烟气中的氮氧化物进行选择性反应,其反应式为
而混合器5内O3可将烟气中难溶于水的NO氧
化成NO2,其反应式为NO+O3→NO2+O2,再用碱性溶液将高价态的氮氧化物
吸收,其反应式为HNO3+NaOH→NaNO3+H2O,最后将生成的硝酸盐经浓缩
处理或排放。
本发明烟气脱硝工艺SNCR+臭氧脱硝技术中,设置在锅炉下方的空气预热器
和锅炉省煤器均经过改造,喷枪区通过流场模拟,设置了均匀分布的雾化喷枪,
每个喷枪有三个接口,每个喷嘴锥角0-150度,雾化粒度为200um左右;臭氧
发生器产生的臭氧与烟道来的烟气在混合器内混合反应,在经过喷枪区反应后
的烟气进入混合器,烟气中剩余的NO与臭氧发生器通入到混合器内的臭氧反应
生成NO2、N2O3、N2O5,生成的NO2、N2O3、N2O5从混合器进入脱硫段,在脱硫段内
去除。
本发明是在单一SNCR、臭氧脱销效率达不到,SCR投资比较大的情况下的
一种优化脱销方式,降低了工程造价和运行成本,是一种高效的烟气脱硝工艺。
SNCR技术原理为:选择性非催化还原(SNCR)技术是用氨水溶液等还原剂
喷入炉内与NOx进行选择性反应。还原剂喷入炉膛温度为850℃~1050℃的区域,
还原剂迅速蒸发和热分解成NH3,并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2,该
方法是以炉膛为反应器。
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O(以氨为还原剂)
2 N O + C O ( NH 2 ) 2 + 1 2 O 2 → 2 N 2 + CO 2 + 2 H 2 O ]]>(以尿素为还原剂)
臭氧脱销技术原理为:臭氧脱硝技术是用O3将烟气中难溶于水的NO氧化成
高价态的NO2,然后用碱性溶液将高价态的氮氧化物吸收。生成的硝酸盐再经浓
缩处理或排放。
NO+O3→NO2+O2
HNO3+NaOH→NaNO3+H2O
本发明并不受上述实施方式的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质
与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都
包含在本发明的保护范围之内。