[发明专利]一种烟气SNCR脱硝控制装置及其使用的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及防治大气污染的烟气SNCR脱硝技术，尤其涉及烟气脱硝控制装置及其使用的控制方法。

背景技术

我国的能源消费以煤为主，在煤燃烧过程中产生一定量的氮氧化物(NO_X)，NO_X是含有不同量的NO和NO₂得气体总称。NO_X是有毒气体，不仅严重危害人体呼吸系统和心血管的健康，引起肺水肿甚至癌变，而且也是酸雨和光化学污染的主要成因之一，破坏臭氧层、损害动植物，引起温室效应。目前国内65％左右的氮氧化物是由煤燃烧所产生的，因此作为主要燃煤设备的电站锅炉、工业锅炉、水泥窑炉等是控制NO_X排放的重点。

现有技术中主要的治理手段有：选择性非催化还原法(氨法脱硝即SNCR)，和选择性催化还原法(SCR)。其中SCR脱硝效率很高，工业中能够达到70％～90％，但投资大、需采用造价昂贵的催化剂，运行成本高，且需要场地来布置庞大的SCR反应器。而SNCR则是直接以锅炉炉膛为反应器，将NO_X还原成N₂，不消耗催化剂，因此投资和运行费用大大降低，适合老机组脱硝改造。该技术以炉膛为反应器，将含有氨基的还原剂(工业中常用的是氨水或者尿素溶液)喷入炉膛850℃～1100℃温度区间，还原剂与烟气中的NO_X发生反应，生成氮气和水，而烟气中的氧气却极少与还原剂反应，从而达到对NO_X选择性还原的效果。

在SNCR脱硝过程中，控制还原剂的注入量非常重要。还原剂的注入量既要保证有足够的氨与NO_X反应，以降低排放的烟气中的NO_X的含量，又要避免过量的氨逃逸后随脱硝后的烟气一起排放到大气中。过量的氨气逃逸不仅增加成本，而且也有一定的危险性，造成二次污染。同时SNCR脱硝技术中温度窗口的选择非常重要。温度过低时，NH₃反应不完全，发生氨逃逸，引起二次污染；温度过高时，NH₃则被氧化成NO_X，反而增加NO_X排放。因此，SNCR只能在一个很窄的温度窗口内才能起到较好的脱硝效果。

为了提高SNCR脱硝效率及降低还原剂的用量，因此人们需要一种新的烟气SNCR脱硝控制装置及其使用的控制方法。

发明内容

本发明的目的在于，降低SCR烟气脱硝装置中氨气逃逸比例，使氨气的脱硝效率最高；提供一种锅炉烟气脱硝装置及其使用的控制方法。

本发明的技术方案是，一种烟气选择性非催化还原法(SNCR)脱硝控制方法，包括现场检测模块、自适应控制模块、显示模块；现场检测模块使用传感器测量锅炉炉排上方的温度T、及测量所述锅炉尾气的氮氧化物(NO_X)浓度、还原剂氨气浓度、烟气流量、以及喷枪冷却水温度；自适应控制模块把传感器测量值送至PLC单元自适应控制喷枪的位置、还原剂供给量、还原剂喷射压力；并在显示模块加以显示整个装置的工况。

使用传感器测量所述炉排上方的温度T，并通过下列关系开启适当的喷嘴：

T>1100℃或T<850℃时，关闭喷嘴枪，同时喷嘴枪从锅炉中退出；

1000℃<T<1100℃时，打开锅炉烟气上升区的上游喷枪喷射；

900℃<T<1000℃时，打开锅炉烟气上升区的中游喷枪喷射；

850℃<T<900℃时，打开锅炉烟气上升区的下游喷枪喷射；

使用传感器测量所述锅炉尾气的氮氧化物浓度，通过所测的浓度值动态反馈控制还原剂氨气给料泵的转速控制氨气的加量。(这个氨气加入量是动态的，根据锅炉中的氮氧化物(NO_X)浓度确定)

使用传感器测量所述锅炉的烟气流量，通过所测的烟气流量值动态反馈控制空压机的转速，以合适的压力(压力为0.3～0.6M Pa,)将还原剂喷射入炉膛。

进一步，通过传感器测量时每1-2秒的采样周期，使用最近测量的3-5组数据加权平均后得到现场的炉排上方的温度、锅炉尾气的氮氧化物浓度、烟气流量、氮氧化物(NO_X)浓度、冷却水温度；

进一步，所述PLC处理器通过数据线连接每一个传感器，采集所述每一个传感器的测量加以分析，并通过以太网或因特网传送至显示模块加以存储和显示。