[发明专利]一种利用预热空气实现烟气脱硝的工艺系统

说明书

技术领域

本发明属于热能工程应用技术领域，具体涉及一种利用预热空气实现烟气脱硝的工艺系统。

背景技术

近年来环境问题日益严重，氮氧化物(NOx)正取代SO₂成为我国大气酸雨的主要污染源，环境治理形势严峻。国家环境保护部和国家质量监督检验检疫总局与2010年联合发布了火电厂大气污染物排放标准（二次征求意见稿），全国火电企业现役和新建机组在2014年1月1日执行新的标准，强制规定所有2012年之后新建机组和2012年前未通过环评评审的机组，其氮氧化物排放上限值为100mg/m³。目前我国常用的烟气脱硝技术有选择性催化还原法（SCR）和选择性非催化还原法（SNCR）两种，随着我国环保要求的日益提高，选择性催化还原法（SCR）由于其较高的还原率及技术成熟度，在电力及化工等行业的广泛应用，现已成为国内烟气脱硝治理的主流技术。

SCR技术是在上世纪70年代末和80年代初首先由日本发展起来的，其后迅速在欧洲和美国推广，SCR技术作为目前脱硝效果最好的技术，脱硝效率最高可达90%以上，其主要原理是尾部烟气在较低的温度区间（280-450℃）内，在催化剂（铁、钒、钴等碱金属化合物）的作用下，发生还原反应，化学方程式如下：

4NH₃+4NO+O₂4N₂+6H₂O                                (1)     

4NH₃+2NO₂+O₂3N₂+6H₂O                               (2) 

目前国内的SCR技术都是沿用国外成熟技术，在稀释氨气时，利用稀释风机将空气送到氨气稀释系统（如图1所示）。稀释风机的电耗占SCR系统总电耗的50%以上，如果稀释风机故障，整个SCR脱硝系统就有停运的危险，脱硝效率得不到保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对目前现有技术存在的不足，提供一种利用预热空气实现烟气脱硝的工艺系统，不必添置稀释风机，利用预热空气的热量实现脱硝，大大缩短脱硝反应时间，降低系统电耗，提升了烟气脱硝效率。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：包括空气预热器、反应器催化剂层、喷氨格栅、氨气输送管、氨气制备系统、氨气稀释系统、空气预热器母管等。

上述氨气稀释系统包括空气预热器稀释管路、氨/空气混合器和连接管路；空气预热器稀释管路一端从空气预热器母管引出，另一端与氨/空气混合器相连；连接管路则从氨/空气混合器引出至烟道。

上述喷氨格栅、反应器催化剂层均安装在烟道中，保证稀释氨气与烟气的充分混合，喷氨格栅在反应器催化剂层的前面。

上述氨气制备系统通过氨气输送管和氨/空气混合器相连。

工作时，空气经过空气预热器后成为预热空气，进入空气预热器母管，通过与之相连的空气预热器稀释管路将预热空气通入所述氨/空气混合器，氨气通过氨气输送管从氨气制备系统引出后，在氨/空气混合器中与预热空气完成混合稀释过程，保证氨气的体积百分比＜5%，同时将氨气预热到一定温度；稀释后的氨气再由连接管路通入烟道，并通过安装于烟道中的喷氨格栅直接与锅炉产生的烟气混合，最后在反应器催化剂的作用下完成烟气的脱硝过程。

本发明的有益效果是：

（1）增加了空预器稀释管路，直接将预热空气引入氨/空气混合器，可预先将氨气加热到一定温度，减少稀释氨气在烟道中所需的加热时间，大大提升脱硝效率；

（2）不设稀释风机，大大降低了电耗，增加了安全运行系数；

（3）采用预热空气与氨气混合的方式，比直接引空气与氨气混合，效果更好；

（4）稀释空气从空预器母管直接引出，减少系统的漏风量，保证了锅炉的效率，同时也有效减少后续设备对烟气的处理量，更加节能；

（5）本发明工艺系统简单，节约投资和运营成本。

附图说明

图1为现有技术工艺系统示意图；

图2为本发明的工艺系统示意图；

图3为氨气稀释系统示意图。