一種煙氣脫硝的裝置和方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及煙氣處理領(lǐng)域，公開(kāi)了一種煙氣脫硝的裝置和方法，煙氣脫硝裝置包括順序連接的放電活化單元和脫硝單元，所述脫硝單元與鍋爐(1)連接。煙氣脫硝的方法包括，將載氣通入放電活化設(shè)備進(jìn)行活化處理，活化處理形成的活化后的載氣與脫硝還原劑混合，將混合后形成的活化的脫硝還原劑與含氮氧化物的煙氣進(jìn)行接觸；或者，將含有脫硝還原劑的載氣通入放電活化設(shè)備進(jìn)行活化處理，活化處理形成的活化的脫硝還原劑與含氮氧化物的煙氣進(jìn)行接觸。本發(fā)明專利技術(shù)提供的煙氣脫硝的裝置和方法能夠活化脫硝還原劑，降低反應(yīng)溫度，提高氨利用率減少氨逃逸，提高了脫硝效率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及煙氣處理領(lǐng)域，具體地，涉及一種煙氣脫硝的裝置和方法。
技術(shù)介紹
煙氣是熱電廠的主要排放物之一，通過(guò)可燃物在鍋爐中燃燒產(chǎn)生。由于煙氣中通常含有大量的氮氧化物NOx如NO，這些氮氧化物如果直接排放到大氣中，會(huì)導(dǎo)致腐蝕性很強(qiáng)的酸雨，因此煙氣在排放之前必須經(jīng)過(guò)脫氮(即脫硝)處理。目前，運(yùn)用比較成熟的煙氣脫硝技術(shù)主要有兩種：選擇性催化還原(SCR)工藝和選擇性非催化還原脫硝(SNCR)工藝。SCR和SNCR脫硝工藝的化學(xué)反應(yīng)原理都是一樣的，都是在煙氣中噴入脫硝劑(尿素或者氨)，在特定的溫度范圍內(nèi)與煙氣中的NOx進(jìn)行選擇性還原反應(yīng)生成氮?dú)?N2)和水蒸氣(H2O)。SNCR工藝一般在鍋爐的爐膛內(nèi)800-1300℃的高溫區(qū)噴入脫硝劑進(jìn)行選擇性還原反應(yīng)脫硝處理的。但SNCR工藝存在的問(wèn)題是脫硝的效率低，當(dāng)通過(guò)提高還原劑的加入量來(lái)提高脫硝效率時(shí)，效果也不明顯并且還原劑的逃逸量大。SCR工藝則是尾部煙道280-420℃的區(qū)域在催化劑存在的條件下進(jìn)行選擇性催化還原反應(yīng)。SCR工藝為了提高脫硝效率，還原劑的加入量會(huì)過(guò)量，也會(huì)存在氨逃逸的問(wèn)題。綜上所述，在實(shí)現(xiàn)氮氧化物超低排放的應(yīng)用中，SCR和SNCR技術(shù)都存在運(yùn)行溫度窗口小、氨逃逸和部分脫硝效率低三大問(wèn)題。因此開(kāi)發(fā)一種煙氣脫硝的新方法以提高脫硝效率、控制氨逃逸和促進(jìn)低溫反應(yīng)是非常有必要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了克服煙氣脫硝的現(xiàn)有技術(shù)中運(yùn)行溫度窗口小、氨逃逸和部分脫硝效率低的缺陷，提供一種煙氣脫硝的裝置和方法，該裝置和方法能夠活化脫硝還原劑，降低反應(yīng)溫度，提高氨利用率減少氨逃逸，提高了脫硝效率。具體地，本專利技術(shù)提供了一種煙氣脫硝的裝置，該煙氣脫硝裝置包括順序連接的放電活化單元和脫硝單元，所述脫硝單元與鍋爐連接。本專利技術(shù)還提供了一種煙氣脫硝的方法，該方法包括，將載氣通入放電活化設(shè)備進(jìn)行活化處理，活化處理形成的活化后的載氣與脫硝還原劑混合，將混合后形成的活化的脫硝還原劑與含氮氧化物的煙氣進(jìn)行接觸；或者，將含有脫硝還原劑的載氣通入放電活化設(shè)備進(jìn)行活化處理，活化處理形成的活化的脫硝還原劑與含氮氧化物的煙氣進(jìn)行接觸。采用本專利技術(shù)的煙氣脫硝的裝置和方法，通過(guò)放電等離子體直接或間接活化脫硝還原劑，能夠在較低的溫度下實(shí)現(xiàn)氨的氧化和NO的還原，拓寬了脫硝裝置的運(yùn)行條件。另外，活化的還原劑能夠提高反應(yīng)效率，從而降低尾氣氨逃逸，避免二次污染和下游設(shè)備腐蝕。本專利技術(shù)的方法能夠提高脫硝效率的可能原因是，在氣體中發(fā)生高壓放電時(shí)，可以將氣體分子激發(fā)為高化學(xué)活性的自由基、離子和分子激發(fā)態(tài)(·OH、·O、·N、N2+、O2+、N2*、O2*、H2O*、CO2*等)或其他活性物質(zhì)(O3、H2O2、H3O+等)，還可以將脫硝還原劑激發(fā)為相應(yīng)的活性自由基、離子和分子激發(fā)態(tài)(NH3+、NH2、NH、NH-、NH3*等)。這些活性物質(zhì)的氧化還原電位遠(yuǎn)高于原始脫硝還原劑，更容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；還能夠降低脫硝所需能壘，從而降低反應(yīng)所需溫度。對(duì)SCR脫硝反應(yīng)裝置，等離子體活化后長(zhǎng)壽面的離子和分子激發(fā)態(tài)活性物質(zhì)與催化劑作用降低了催化劑的活化溫度，向下拓寬了SCR催化劑的運(yùn)行溫度窗口。傳統(tǒng)的氨SCR技術(shù)是建立在平衡態(tài)下催化劑表明的如下氧化和還原反應(yīng)NH3→NH2+H，NH3→NH+H2，NH2+NO→H2O+N2，NH+NO→OH+N2。本方法是建立在非平衡態(tài)下催化劑表明的如下氧化和還原反應(yīng)NH3*→NH2+H，NH3*→NH+H2，NH2+NO→H2O+N2，NH+NO→OH+N2。因?yàn)镹H3*有比較高的溫度活性，催化劑可在較低的溫度下實(shí)現(xiàn)氨的氧化和NO的還原。對(duì)SNCR過(guò)程，化學(xué)反應(yīng)的變化如同上所述。本專利技術(shù)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。附圖說(shuō)明附圖是用來(lái)提供對(duì)本專利技術(shù)的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本專利技術(shù)，但并不構(gòu)成對(duì)本專利技術(shù)的限制。在附圖中：圖1是本專利技術(shù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式中的煙氣脫硝的裝置示意圖；圖2是本專利技術(shù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中的煙氣脫硝的裝置示意圖；圖3是本專利技術(shù)再一種優(yōu)選的實(shí)施方式中的煙氣脫硝的裝置示意圖；圖4是本專利技術(shù)再另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中的煙氣脫硝的裝置示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1鍋爐2放電活化設(shè)備21第一放電活化設(shè)備22第二放電活化設(shè)備3高壓電源31第一高壓電源32第二高壓電源4SCR脫硝裝置5煙氣出口6SNCR脫硝裝置A脫硝還原劑A1第一脫硝還原劑A2第二脫硝還原劑B載氣B1第一載氣B2第二載氣C煙氣D脫硝后的煙氣D1脫硝后的第一煙氣D2脫硝后的第二煙氣具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本專利技術(shù)，并不用于限制本發(fā)明。本專利技術(shù)提供了一種煙氣脫硝的裝置，該煙氣脫硝裝置包括順序連接的放電活化單元和脫硝單元，所述脫硝單元與鍋爐1連接。所述放電活化單元包括放電活化設(shè)備2和高壓電源3。所述高壓電源3可以為正、負(fù)脈沖高壓電源、高頻交流高壓電源、交直流疊加高壓電源、直流疊加正、負(fù)脈沖高壓電源或直流高壓電源。所述高壓電源3對(duì)所述放電活化設(shè)備4供電，供電方式可以為連續(xù)，也可以為間歇。在本專利技術(shù)中，所述放電活化設(shè)備2可以為本領(lǐng)域常規(guī)的低溫等離子體反應(yīng)器，例如可以為放電等離子體反應(yīng)器，優(yōu)選為介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器或流光電暈放電反應(yīng)器。所述的介質(zhì)阻擋反應(yīng)器包括高壓極與接地極，所述高壓極與接地極中間通過(guò)介質(zhì)層隔開(kāi)。所述流光電暈放電反應(yīng)器由多個(gè)高壓極與多個(gè)接地極組成，高壓極位于接地極之間，所述高壓極與接地極之間留有放電間隙。在本專利技術(shù)中，所述放電活化設(shè)備的放電形式可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，可以根據(jù)等離子反應(yīng)器的類型確定，例如，所述的放電活化設(shè)備的放電形式可以采取介質(zhì)阻擋放電或流光放電。在本專利技術(shù)中，所述脫硝單元可以為SCR(選擇性催化還原)脫硝裝置4和SNCR(選擇性非催化還原)脫硝裝置6中的至少一種。在本專利技術(shù)中，所述煙氣脫硝的裝置還可以包括煙氣出口5。優(yōu)選地，SCR脫硝裝置4設(shè)置有煙氣出口5；或者，優(yōu)選地，所述SNCR脫硝裝置6與所述鍋爐1連接，所述鍋爐1設(shè)置有煙氣出口5。根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，如圖1所示，所述煙氣脫硝裝置包括鍋爐1、放電活化單元和脫硝單元，所述脫硝單元為SCR脫硝裝置4，所述放電活化單元包括放電活化設(shè)備2本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種煙氣脫硝的裝置，其特征在于，該煙氣脫硝裝置包括順序連接的放電活化單元和脫硝單元，所述脫硝單元與鍋爐(1)連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種煙氣脫硝的裝置，其特征在于，該煙氣脫硝裝置包括順序連接
的放電活化單元和脫硝單元，所述脫硝單元與鍋爐(1)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述放電活化單元包括放電活
化設(shè)備(2)和高壓電源(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述放電活化設(shè)備(2)為放電
等離子體反應(yīng)器，優(yōu)選為介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器或流光電暈放電反應(yīng)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述脫硝單元為SCR脫硝裝置
(4)和SNCR脫硝裝置(6)中的至少一種。
5.一種煙氣脫硝的方法，其特征在于，該方法包括，將載氣通入放電
活化設(shè)備進(jìn)行活化處理，活化處理形成的活化后的載氣與脫硝還原劑混合，
將混合后形成的活化的脫硝還原劑與含氮氧化物的煙氣進(jìn)行接觸；或者，
將含有脫硝還原劑的載氣通入放電活化設(shè)備進(jìn)行活化處理，活化處理形
成的活化的脫硝還原劑與含氮氧化物的煙氣進(jìn)行接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述放電活化設(shè)備(2)進(jìn)行活化
處理注入的能量密度為1-50Wh/Nm3，優(yōu)選為5-45Wh/Nm3。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述煙氣脫硝的方法還包括使
用高壓電源(3)對(duì)放電活化設(shè)備...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王仕龍，肖創(chuàng)英，韓平，閆克平，徐會(huì)軍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：神華集團(tuán)有限責(zé)任公司，神華國(guó)能集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11