[发明专利]一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统与方法

说明书

本发明提供一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统与方法，结构简单，设计合理，改造方便，不增加额外的设备管道，适宜联合应用其他烟气处理技术，投资成本低，脱硝效率高。所述系统包括均设置在被脱硝锅炉上的SOFA系统和SNCR系统；所述的SOFA系统包括两路SOFA出口，第一SOFA出口设置在锅炉的燃尽区，第二SOFA出口设置在SNCR系统的还原剂喷射口对应的SNCR反应区内。所述方法是在被脱硝锅炉上同时设置SOFA系统和SNCR系统；将SOFA系统中的出风口引出一路燃尽风，与SNCR系统中还原剂喷射口的还原剂一并喷射进入SNCR反应区内。

技术领域

本发明属于烟气氮氧化物污染物脱除技术领域，涉及一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统与方法。

背景技术

基于分离燃尽风SOFA(Separated Over-Fire Air)的炉内深度空气分级低NOX燃烧系统，是目前燃煤电厂使用较多的一种空气分级燃烧形式。SOFA系统是基于分离燃尽风技术，在炉膛不同高度布置OFA和SOFA，将炉膛分为初始燃烧NOx还原区和燃料燃尽区，通过优化过量空气系数，可有效降低NOx排放并最大限度提高燃烧效率。可从NOx产生的源头对其进行控制和降低，但无法对已经产生的NOx进行进一步的处理。

SNCR(SelectiveNon-CatalyticReduction)即选择性非催化还原法脱硝技术，利用NH₃、尿素等作为脱硝还原剂喷入炉内温度为850～1100℃的区域，NH₃与烟气中的NOx进行选择性氧化还原反应，NOx被还原为氮气和水。主要的化学反应：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O (1)

NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O (2)

6NO₂+8NH₃→7N₂+12H₂O (3)

因此，在SNCR工艺中，主要包括还原剂的储存、稀释、供给和锅炉内喷射反应系统。其脱硝效率≥50％，氨逃逸浓度＜5mg/Nm³，不使用催化剂，具有投资成本低、装置简单、占地面积小等优势。但SNCR工艺还原剂消耗较高，适合减排指标要求较低的装置或者作为低NOx燃烧技术的补充工艺。

SNCR对反应温度和停留时间的控制难度较大，由于SNCR反应的温度范围较窄，且锅炉变负荷时锅炉烟气温度分布发生改变，通常需要通过流场分析，选择最佳的喷氨点和喷枪设置，并对锅炉变负荷有应对方式。所以温度窗口的选择是SNCR还原NO效率高低的关键。

温度较高，还原剂被氧化成NOx，烟气中的NOx含量不减少反而增加；温度较低，反应不充分，造成还原剂流失，对下游设备产生不利的影响甚至造成新的污染。所以，如何将保证原剂和烟气的充分混合反应，保证在适当的NH₃/NO摩尔比时得到较高的NOx还原率，是又一个亟待解决的关键技术。

其存在的问题在于，SNCR的还原剂喷射位置附近烟气温度较高，还原剂喷射进入后不能立即与烟气中NOx发挥作用，不仅浪费还原剂的停留时间，也使SNCR脱硝效率得不到有效提高。对于大型火电厂锅炉，由于在炉膛内烟气和还原剂很难混合均匀，脱硝率一般不高于40％。同时，选择不同的还原剂适用温度不同，例如尿素作为还原剂作用的温度范围稍高，而氨作为还原剂作用的温度范围相对稍低。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统与方法，结构简单，设计合理，改造方便，不增加额外的设备管道，适宜联合应用其他烟气处理技术，投资成本低，脱硝效率高。