[发明专利]一种用于燃煤锅炉的湿式联合脱硫脱硝装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于燃煤锅炉排放的大气污染物控制技术领域，特别涉及一种用于燃煤锅炉的湿式联合脱硫脱硝装置和方法。将少量的添加剂在合适的温度区间喷入烟道，通过直接氧化和链式反应将不易被碱性溶液吸收的一氧化氮氧化成易被碱液吸收的二氧化氮，在低温区间采用碱液吸收SO₂和NO₂，实现二氧化硫、氮氧化物的联合脱除。

背景技术

我国能源结构以煤为主，煤的主要利用方式是燃烧。燃煤锅炉排放的烟气中含有SO₂、NO和颗粒物等大气污染物，已对我国大气环境造成了严重污染。我国针对电站锅炉和工业锅炉的SO₂、NO和颗粒物排放，已出台了相应的排放标准，“十五”至“十一五”期间的控制重点是SO₂的排放，到2009年燃煤电站脱硫装置装机容量达470GW，采用的技术以湿法脱硫为主。SO₂的排放控制部分缓解了我国的酸沉降问题，但未彻底解决，其重要原因就是由于氮氧化物的排放，我国的酸沉降已由硫酸型变为硫酸与硝酸的复合型，要解决酸沉降等问题，还需要有效控制氮氧化物的排放。“十二五”期间新出台的《锅炉大气污染物排放标准》将进一步降低各污染物的排放限值，这就意味着燃煤锅炉必须采取有效的脱硝措施。

目前，适用于燃煤锅炉的脱硝技术有：低NOx燃烧技术、选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术、选择性催化还原(SCR)脱硝技术等。

低NOx燃烧技术通过合理地组织燃料和空气的混合与燃烧，分别形成氧化区和还原区，NOx在氧化区形成后随烟气进入还原区，在还原气氛下被还原为N₂，从而减少了烟气中NOx的排放。这种技术成本低，便于改造，我国目前多数电站锅炉均已采用低NOx燃烧技术，可以部分降低NOx排放，但对NOx的减排效果有效，不能满足“十二五”期间NOx排放标准的要求。

SNCR脱硝技术是将氨基还原剂在850～1100℃的温度区间内喷入炉膛或者烟道，氨基还原剂在高温下分解形成高还原性的基团，与NOx发生氧化还原反应，生成N₂，从而减少了NOx的排放。采用SNCR脱硝技术可以达到50％左右的脱硝效率。该技术系统较为简单，成本为SCR脱硝技术的1/3左右。

SCR脱硝技术是目前脱硝效率最高、应用最广也是成本最高的脱硝技术。在催化剂的作用下，在280～430℃的温度范围内，喷入烟气中的氨作为还原剂可以将烟气中的NOx还原成N₂。采用SCR脱硝技术可实现90％以上的脱硝效果，但是其投资成本高，现有技术的投资成本为50～100美元/KW，并且SCR的催化剂寿命一般为2～4年，需要定期更换，增加了运行成本。

为减少我国燃煤锅炉的污染物排放，需采取有针对性的控制技术，结合我国燃煤锅炉的运行管理水平，尤其需要开发低成本的、多种污染物联合脱除的技术。我国燃煤锅炉目前大部分已经安装了脱硫装置，主要是湿法脱硫技术，利用了SO₂与碱性脱硫剂的酸碱反应脱除SO₂，烟气中氮氧化物主要以NO的形式存在，而NO呈弱酸性，很难被碱性溶液吸收，若能够将其氧化为易被吸收的NO₂，则可以在湿法脱硫装置中实现SO₂和NO₂的同时脱除，本发明专利就是在这样的背景下提出的。

发明内容

本发明涉及一种用于燃煤锅炉的湿式联合脱硫脱硝装置和方法，其脱硫效率可达95％以上，脱硝效率可达70％以上。其特点在于利用添加剂将NO氧化与湿法脱除相结合来达到联合脱硫脱硝的目的，对锅炉的改动小、不影响锅炉燃烧效率和燃烧区内温度分布。

一种用于燃煤锅炉的湿式联合脱硫脱硝装置，包括炉膛、烟道、除尘器和烟囱，其特征在于：在烟囱前设置湿式脱除装置，在所述烟道上设置添加剂喷枪，添加剂储罐和变频泵串联后与空气压缩机并联、再与所述添加剂喷枪相连。

上述装置中，可在烟气流动的沿程布置多级添加剂喷枪，随负荷变化，各喷射点的温度分布发生变化，可根据温度的变化调整添加剂的喷射位置。

一种用于燃煤锅炉的湿式联合脱硫脱硝方法，其特征在于该方法包括：在烟道内喷入添加剂，通过直接氧化和链式反应将NO氧化成NO₂，在湿式脱除装置内SO₂与NO₂分别与碱性吸收剂反应，被固定在吸收剂浆液里，实现SO₂与NO_x的联合脱除。