[实用新型]一种用于生物质锅炉的烟气低温脱硝系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于生物质锅炉的烟气低温脱硝系统。

背景技术

目前降低燃煤发电厂锅炉燃烧烟气中NO_x的方式主要有两种：一种是选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术，另一种是选择性催化还原法(SCR)脱硝技术。

选择性非催化还原法(Selective Non-Catalytic Reduction)脱硝技术(SNCR)，是在没有催化剂存在的条件下，利用还原剂将烟气中的NO_x还原为N₂和H₂O的一种脱硝工艺。将NH₃、尿素等还原剂喷入锅炉炉膛内与NO_x进行选择性反应，不需要催化剂。还原剂喷入炉膛温度在850～1100℃的区域内，迅速热分解成NH₃，与烟气中的NO_x反应生成N₂和H₂O。由于该技术脱硝效率一般小于50％，达不到国家环保要求，而且该工艺还原剂单位消耗量大，NH₃的逃逸率比较高，所以燃煤发电厂一般不会采用或单独采用这种脱硝技术。

SNCR脱硝工艺的基本化学反应式如下：

NH₃为还原剂反应式为：4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O

尿素为还原剂反应式为：

选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction)脱硝技术(SCR)，是在催化剂作用下，通过还原剂将NO_x还原成N₂和H₂O，从而达到烟气脱硝的目的。含有催化剂的反应器通常设置于锅炉省煤器出口与空气预热器入口之间，其作用是使喷入的还原剂与烟气中的NO_x加速反应实现脱硝的目的，反应温度范围选定在300℃～400℃之间。最普遍的还原剂为氨与尿素。SCR脱硝系统主要包括脱硝反应器、还原剂储存及供应系统、氨喷射系统和电气控制系统四个部分。

NO_X与NH₃在300℃～400℃之间，在催化剂的条件下，发生反应生成氮气和水。

主反应：

NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O

副反应：

2SO₂+O₂→2SO₃

燃煤发电厂锅炉SCR反应器通常布置在省煤器与空气预热器之间，温度在300～400℃范围内的位置，因为这种烟气温度适合于多数催化剂的有效反应温度，在此温度范围内的催化剂是以TiO₂为载体，上面负载钒、钨和钼等主催化剂或助催化剂，利用氨气(NH₃)为还原剂，其脱硝效率能达到90％以上。但烟气中所含有的全部飞灰和SO₂均通过SCR反应器中的催化剂，催化剂的工作条件是在高尘高硫烟气中，因此催化剂的寿命会受下列因素的影响：

烟气中所携带的飞灰中含有Na,Ca,Si,As等成分时，会使催化剂“中毒”或受污染，从而降低催化剂的效能；

大量的飞灰对反应器中的催化剂产生磨损，影响催化剂的使用寿命；

非常细的飞灰颗粒在催化剂表面沉积，会堵塞进入催化剂活性位的通道或减少其活性表面积；

NH₃会和SO₃反应生成硫酸铵、硫酸氢铵，这些物质会吸附在催化剂表面，从而会堵塞催化剂孔，使催化剂失去活性。

燃煤机组锅炉SCR脱硝系统通常会采用声波吹灰，蒸汽吹灰或两者结合的方式进行吹灰，清除催化剂表面的积灰，防止催化剂积灰，防止催化剂中毒的发生，保证催化剂的活性和使用寿命。