[发明专利]一种氨气分段供给的SCR脱硝方法及装置

说明书

本发明公开了一种氨气分段供给的SCR脱硝方法及装置，方法包括：烟气由SCR脱硝装置顶部的水平烟道进入SCR脱硝装置，向下依次通过至少两层催化剂单元；在SCR脱硝装置顶部的水平烟道内以及除顶层催化剂单元外的其他催化剂单元上方分段喷氨。本发明的分段供氨保证催化剂在高效脱硝的同时，降低氨的用量，有效抑制硫铵盐生成，提高催化剂的使用寿命，从而大大降低脱硝设备的运行成本。该方法在低温高湿高硫的恶劣烟气条件下能表现出更大的优势。

技术领域

本申请属于SCR脱硝技术领域，涉及一种SCR脱硝系统的氨气分段供给方法。

背景技术

NOx是主要的大气污染物之一，工业生产过程中排放的NOx是主要的人为排放源之一。随着我国环保事业的发展，国家对电力、钢铁、水泥、玻璃等行业的污染物排放标准日益严格，多个行业逐步开展氮氧化物深度减排。企业为了达标排放，经常采用过量喷氨的手段，提高催化剂的脱硝效率，但同时由于过量使用还原剂，运行成本也大幅提高。而氨气本身就是一种污染物，氨是PM2.5中绝大多数二次颗粒物形成的根本原因。氨气容易转化五氧化二氮、硝酸等(NOx)，从而大气中聚合生成气溶胶和PM2.5等物质。因此，控制SCR系统的逃逸氨，不仅能降低运行成本，而且能减少二次污染。

SCR脱硝技术是目前技术最成熟、应用最广泛的脱硝技术。随着近几年中高/中低温脱硝技术在工业锅炉、工业炉窑的推广应用，中高/中低温脱硝催化剂在含硫条件下易产生硫铵盐中毒的问题也日益凸显。不少企业采用间断性加热再生的方式，每隔一段时间采用高温烟气持续吹扫催化剂，将沉积在催化剂表面的硫铵盐分解掉，以实现催化剂再生。但是，这种方法导致运行成本上升，且容易引起一段时间的超标排放。

目前的脱硝设备普遍采用一次喷氨技术，将氨气喷入喷氨格栅，经静态混合器等混合均匀后，进入SCR催化剂进行反应。但是，现有SCR脱硝反应器一般采用2-3层布置，一次喷氨会导致第一层催化剂氨气过量，局部催化剂氨氮比过量，从而产生大量硫铵盐覆盖催化剂。催化剂被覆盖后，整体活性下降，企业增大喷氨量来实现达标排放，因此局部氨气过量问题更为严重，硫铵盐的生成进一步加剧。

中国发明专利CN201610284211公开了一种差异化喷氨反应器及喷氨方法，将喷嘴分为边缘区域和中心区域两个区域，并采用不同喷射速度，改善烟气与还原剂氨气的混合度，避免氨逃逸。中国发明专利CN201610143114公开了一种SCR脱硝装置及方法，设置至少一个喷氨管道层，且相邻的管道层之间设有间隙，穿设在烟道中。该脱硝方法可以优化烟气和氨气的混合效果，缩短混合距离，降低烟气处理成本。目前的技术和专利均不能解决不同催化剂床层氨气浓度分配不合理，局部氨气过量等问题，从而导致脱硝效率低，运行成本高，氨逃逸严重等问题。

发明内容

本发明提供一种氨气分段供给的脱硝方法，系统的分段供氨保证催化剂在高效脱硝的同时，降低氨的用量，有效抑制硫铵盐生成，提高催化剂的使用寿命，从而大大降低脱硝设备的运行成本。该方法在低温高湿高硫的恶劣烟气条件下能表现出更大的优势。

一种氨气分段供给的SCR脱硝方法，包括如下步骤：

烟气由SCR脱硝装置顶部的水平烟道进入SCR脱硝装置，向下依次通过至少两层催化剂单元；在SCR脱硝装置顶部的水平烟道内以及除顶层催化剂单元外的其他催化剂单元上方分段喷氨。

硫铵盐在催化剂表面的形成主要取决于温度、NH₃浓度和SO₃浓度。SO₃浓度主要是由于烟气中的SO₂被催化剂氧化形成了SO₃。为了控制硫铵盐的形成，一般要求催化剂的SO₂氧化率低于1％。但高硫条件下，形成的SO₃浓度依旧可观。本发明的分段喷氨供给技术，通过多次分段供给氨气，显著减小了局部的氨浓度，从而有效抑制了硫铵盐的形成。