[实用新型]炭素罐式煅烧炉烟气脱硝装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及铝用碳素环保设备技术领域，具体涉及一种炭素罐式煅烧炉烟气脱硝装置。

背景技术

随着国家环保要求的日趋严厉，对氮氧化物的排放要求也越来越高，炭素生产烟气的脱硝已提上日程。SNCR脱硝技术指选择性非催化还原。该技术一般采用炉内喷无水氨、尿素或氢氨酸作为还原剂还原NOx，由于该工艺不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂，还原剂喷入炉膛温度为900℃—1100℃的区域，迅速热分解成NH3，与烟气中的NOx反应生成N2和水。目前采用的还原剂中无水氨由于氨没有被稀释，所以还原过程安全性比价差，而且在运输、储存过程中危险性比较高；尿素虽然安全但在SNCR系统中使用，效率较低，在与NOx反应前，需先转化成氨，此外在喷射点的下游设备形成堵塞和腐蚀的可能性高，与硬质水混合时会结垢，堵塞，还需提供必要的热量来防止凝固；氢氟酸具有腐蚀性而且成本高。

目前SNCR脱硝装置对于氨逃逸缺少实时监控手段，由于煅烧炉下游设有余热利用设备如余热锅炉、导热油炉等，必须有效保障脱硝不会对这些设备产生伤害，关键一点就是严格控制氨的逃逸；控制好氨的注入总量和氨在反应区的空间分布就可以最大化的降低NOX排放。注入的氨过少，就会使还原转化效率变的低下，注入的氨过量，不但不能减少NOX排放，反而因为过量的氨导致NH3逃逸出反应区。逃逸的NH3会与工艺流程中产生的硫酸盐发生反应生成硫酸铵盐，其中主要是重硫酸铵盐。铵盐会在锅炉尾部烟道下游固体部件表面上沉淀，例如沉淀在省煤器换热管表面、热媒炉换热管表面，会造成严重的腐蚀，并因此带来昂贵的维护费用。在反应区注入的氨的分布情况与NO和NO2的分布不匹配时也会发生氨逃逸现象。高氨量逃逸的情况伴随着NOX转化效率降低是非常糟糕的现象和很严重的问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有SNCR脱硝装置的问题，结合炭素煅烧炉烟气特性，提供了一种炭素罐式煅烧炉烟气脱硝装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种炭素罐式煅烧炉烟气脱硝装置，主要由氨水储存系统、氨水输送系统、氨水稀释系统、还原剂炉前喷射系统、煅烧炉、PLC控制系统和烟气在线检测系统组成，氨水储存系统包括卸氨泵和氨水储罐，氨水输送系统包括两台变频泵，氨水稀释系统包括稀释水储罐、变频泵和混合器，还原剂炉前喷射系统由分配喷雾机构和冷却送风机构组成，分配喷雾机构由若干支喷枪组成，喷枪均布置在煅烧炉出口的烟道上，冷却送风机构包括压缩空气发生器，压缩空气发生器的风道与煅烧炉出口的烟道相通，烟气在线检测系统包括若干氨含量检测传感器，氨含量检测传感器设置在煅烧炉内部和煅烧炉尾部烟道内。

上述炭素罐式煅烧炉烟气脱硝装置的脱硝工艺，采用PLC自动控制脱硝氨水输送、稀释比例混合以及还原剂喷射过程，选择20%的氨水作为炭素煅烧烟气脱硝还原剂，脱硝反应窗口定在850℃~950℃，反应位置选择在煅烧炉出口汇总烟道上，在煅烧炉出口实时监测氨逃逸含量，控制氨逃逸含量<8mg/Nm3，达到注氨量的有效控制，具体工艺步骤如下：

外购20%的氨水由通过氨水输送槽罐车来输送至氨水储罐储存；储罐中的氨水通过氨水输送泵将氨水输送至静态混合器和与稀氨水混合稀释为5~10%的稀氨水后，输送至炉前喷射系统进行脱硝反应；稀氨水从软水母管接入稀氨水罐，通过稀释水泵打入静态混合器中，将20%的氨水稀释为5~10%左右的氨水溶液；压缩空气发生器送出的压缩空气作为冷却风，喷枪选用机械雾化方式将氨水雾化并喷入煅烧炉的炉膛，喷入时控制炉膛温度为850～950℃；PLC控制系统通过烟气在线检测系统实时检测锅炉尾部烟道的NOx值，检测值作为反馈值，与设定的NOx值进行PID比较运算，控制喷入炉内氨水量，同时相应调整稀释水的流量，使得氨水量和稀释水量总量等于喷枪喷射量，并保持恒定，使得NOx浓度≤100mg/Nm3，氨逃逸浓度≤8mg/Nm3。

本实用新型氨水还原剂喷入炉膛温度为850～950℃的区域，该还原剂迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2，该方法是以炉内为反应器。研究发现，在炉膛850～950℃这一温度范围内，在无催化剂作用下，NH3作为还原剂可选择性地还原烟气中的NOx，基本上不与烟气中的O2作用。在850～950℃范围内，NH3还原NOx的主要反应为：

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O