[发明专利]一种套筒式双室一体化脱硝装置和方法

说明书

本发明提供了一种套筒式双室一体化的烟气一氧化碳脱硝装置和方法，通过使用较长的套筒式双流气体输送管从气体储罐源头输送烟气和还原性气体，采用双腔漏斗状风罩和套筒式双腔反应器，可以实现反应过程中的蓄热，均衡内外反应腔的温度。由于套筒式双流气体输送管内外层之间存在换热，可以将高温气体的热量传给低温气体，能够扩大烟气和还原性气体的使用温度范围，并且还可综合利用热量，无需对烟气或还原性气体进行预热。该装置结构简单，节省占用空间，操作容易，无需像回转式反应器一样设置转轴，充分换热，节约能耗和电力，降低脱硝成本，提高了脱硝效率。

技术领域

本发明属于烟气脱硝领域，具体涉及一种套筒式双室一体化的烟气脱硝装置和方法。

背景技术

进入21世纪以来，伴随中国工业的快速发展，污染问题日益严重，氮氧化物是主要的大气污染物之一。综合考虑各种因素及效益，目前最常用的技术是选择性催化还原技术(SCR)，但是SCR技术由于使用的催化剂多为钒钛系催化剂，生物毒性较高对生态环境具有较大威胁，并且中毒失活后难以再生。并且该技术以氨或者尿素作为还原剂，会对管道产生腐蚀；控制不当易使氨逃逸产生二次污染及造成空气预热器的堵塞；存储困难，一旦泄露容易引起大范围恐慌。

2012年1月1日实施的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011) 中规定所有新建火电机组NO_x排放量达到100mg/cm³。从2014年1月1日开始，要求重点地 区所有火电投运机组NO_x排放量达到100mg/cm³，而非重点地区2003年以前投产的机组达到 200mg/cm³。新标准的实施为火电企业带来了巨大的压力，氮氧化物的控制也成为国家经济可 持续发展和环境保护的紧迫客观要求。目前催化还原NO_x技术(SCR)已成为世界上应用最多、最为成熟且最有成效的一种烟气脱硝技术。该技术是把氨作为还原剂，喷入烟道与烟气 充分混合，然后流经装载SCR催化剂的反应器中，在催化剂的作用下，烟气中的NO_x被还原剂氨还原为无害的氮气。目前，SCR反应器在燃煤电站锅炉中得到广泛应用。

中国专利CN105107379A公开了一种全碳烟气脱硝系统及脱硝方法，以碳基材料为催化剂，一氧化碳为还原剂，实现氮氧化物的高效脱除，该方法包根据烟气中氧气的含量确定反应的模式，分为高氧模式和低氧模式，其中，所述高氧模式为烟气和还原气体分别进入不同的反应区反应设定时间后，烟气和还原气体再分别进入对方的反应区中进行反应；所述低氧模式为烟气与还原气体进入同一反应区中进行反应，每个反应区中均安装有碳载体催化剂。采用此全碳脱硝系统，可以实现以碳载体为催化剂，以一氧化碳为还原剂的高效脱硝，脱硝成本低廉，不生成其他有害成分，对烟气的温度及组分的适应性强，特别适合电厂、钢铁冶金行业等以碳物质为燃料的工业行业。其中，所述反应装置可以为两室反应器、回转式反应器、移动床反应器或循环流化床。

中国专利CN108211791A公开了空预脱硝一体反应器及反应方法，反应器包括回转式催化剂本体结构和回转式催化剂本体结构外面的壳体、壳体上下面的气体进出通道，气体进出通道分隔为烟气进出通道、还原剂进出通道和空气进出通道三部分，回转式催化剂本体结构为圆柱形，包括中心轴转子、可绕中心轴转子旋转的多层圆形催化剂层，多层圆形催化剂层由径向密封板和轴向密封板分割为空气区、烟气区和还原剂区，反应器中催化剂在烟气区、还原剂区和空气区交替循环。催化剂将随反应器旋转进行催化剂层的加热-再加热-冷却过程，各区域温度及反应氛围的不同均有利于空预和脱硝过程的进行，进而提高整个反应器的脱硝效率。

综上可知，目前一氧化碳脱硝反应的主体装置主要采用的是回转式结构，回转式反应器在脱硝过程中需求不断旋转，结构复杂，操作困难，并且旋转还需要大量能耗；两反应室单独进气，烟气和还原性气体需要提前预热，增加了脱硝流程；两反应室切换过程中气体的密闭性不好，转轴的保养、维护频繁，影响脱硝效率。

发明内容