燃煤鍋爐低溫scr固定床煙氣脫硝裝置的製作方法
2023-12-06 19:18:51
專利名稱：燃煤鍋爐低溫scr固定床煙氣脫硝裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於鍋爐煙氣排放處理裝置，特別是一種燃煤鍋爐低溫SCR固定床煙氣脫硝裝置。
背景技術：
我國一次能源中，煤炭的消耗比例在70%以上，因此煤炭是我國能源的主要來源。煤炭燃燒過程中產生的NOx是繼SO2之後亟待治理的重要大氣汙染物質之一。為了保護環境，實現人類的可持續發展，世界各國制定了嚴格的環保法規，如美國、日本、德國等都制定了嚴格的氮氧化特的排放標準，並規定了嚴格執行的削減計劃。2011年7月29日，中國發布了 GB13223-2011「火電廠大氣汙染物排放標準」，已於2012年I月I日正式實施，其中燃煤電廠NOX的排放指標進行了大幅度的削減，排放濃度從GB13223-2003版的450mg/m3下 調到GB13223-2011版的100mg/m3，全部的新建燃煤電廠需配套脫硝裝置，老電廠需進行脫硝改造。傳統的煙氣脫硝技術主要有選擇性催化還原法(SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)，其中SNCR因其脫硝效率低，容易產生二次汙染，應用較少。SCR法雖然可以實現很高的脫硝效率，滿足嚴格的煙氣排放標準，但是高溫SCR脫硝技術反應溫度要求在3500C _400°C，反應器常被布置在鍋爐之後，這種布置方式的煙氣中含有大量S02、K2O, CaO和As2O3等，會引起催化劑中毒失活，而高濃度的飛灰又會引起催化劑的堵塞和腐蝕，降低其使用壽命；另一方面，由於空間和管道的局限期性，在一些電廠現有鍋爐系統中進行高溫 SCR系統改造需破壞原有系統，改造費用很高。低溫SCR將反應溫度降低至80-200°C，可以將SCR反應器布置在除塵器或引風機後的爐後空間，對大多數機組的布局不產生大的影響；另外，由於煙氣溫度的降低，低溫SCR將會有效減少反應器的體積；其次，由於採用固定床脫硝及再生，脫硝催化劑的破損率低，基本不需補充新催化劑；同時由於採用的是低飛灰布置，催化劑的運行環境相對較好，節約系統運行維護的工作量，因此低溫SCR比高溫SCR來說技術經濟方面存在優勢，是非常有競爭力的技術。目前國內外低溫SCR開發的熱點主要是開發高效抗硫抗水的SCR催化劑。公開號為CN101767003A、CN102008956A、CN101352681的中國實用新型專利說明書公開了幾種低溫SCR催化劑，均採用錳的氧化物MnOx作為活性組分，其採用的載體略有不同，分別為Ti氧化物或活性炭作為載體。由於低溫SCR反應溫度較低，煙氣中的SO2會與NH3反應生成硫酸銨、硫酸氫銨等鹽附著在催化劑表面，使得催化劑的活性逐漸下降。因此，僅靠催化劑本身很難實現抗硫和抗水的性能，這也是低溫SCR技術尚不能工業推廣應用的主要原因。因此，要實現煙氣的低溫SCR，需要一種新的可行的低溫SCR裝置。
實用新型內容本實用新型所解決的技術問題在於，針對現有低溫SCR技術在實際應用中的難點，提出一種可行的，適用範圍更廣的燃煤鍋爐低溫SCR裝置。本實用新型的技術方案為一種燃煤鍋爐低溫SCR固定床煙氣脫硝裝置，包含煙氣入口、再生氣入口、氨氣入口、煙氣出口、再生氣出口 ；包含脫硝反應器，該脫硝反應器為兩個以上，脫硝反應器內設置固定床，固定床上設置催化劑，固定床下方設置氣體分布器；煙氣入口、氨氣入口及再生氣入口連接脫硝反應器下部，脫硝反應器上部設置煙氣出口及再生氣出口。再生氣出口連接洗滌冷卻塔，洗滌冷卻塔上部設置再生氣排空口，洗滌冷卻塔下部設置產物出口。產物出口連接厚稠器，厚稠器連接離心機，離心機連接乾燥器，乾燥器設有成品出□。 該催化劑為低溫催化劑。 本實用新型的有益效果為經試驗表明，應用本實用新型的低溫催化固定床煙氣脫硝方法，在較低的煙氣溫度(80-200°C )下，可實現較高的脫硝性能，氮氧化物的脫除率為
32-95%，脫硝效率高。不僅適合新建鍋爐，也適合舊鍋爐的改造，對電廠的空間要求低。通過對兩臺或多臺脫硝反應器中的脫硝催化劑分別間竭再生，解決了催化劑中毒失活問題，提高了系統運行穩定性，降低了催化劑損耗，不僅能減少汙染物排放，同時可回收脫硝過程中產生的硫酸銨副產品用於氮肥，較目前其他的脫硝方法更具有經濟性，具有廣泛的應用前景。
圖I本實用新型的裝置結構示意圖。
具體實施方式
如圖I所述，本實用新型一種燃煤鍋爐低溫SCR固定床煙氣脫硝裝置，包含煙氣入口 I、再生氣入口 2、氨氣入口 3、煙氣出口 4、再生氣出口 5 ;包含脫硝反應器6，該脫硝反應器6為兩個以上，本實施例中以兩個為例。該脫硝反應器6內設置固定床催化劑61，本實施例中選用低溫催化劑，固定床催化劑61下方設置氣體分布器62 ;煙氣入口 I、氨氣入口 3及再生氣入口 2連接脫硝反應器6下部，脫硝反應器6上部設置煙氣出口 4及再生氣出口5，再生氣出口 5連接洗滌冷卻塔7，洗滌冷卻塔7上部設置再生氣排空口 71，洗滌冷卻塔7下部設置產物出口 72。產物出口 72連接厚稠器8，厚稠器8連接離心機9，離心機9連接乾燥器10，乾燥器10設有成品出口 11。使用時，將煙氣和脫硝還原劑氨氣通入脫硝反應器6，所述煙氣和氨氣在脫硝反應器6內與固定床催化劑61之間以逆流或錯流的方式進行氣固接觸，煙氣中的NOx與氨氣反應，生產的氮氣和水蒸氣隨脫硝煙氣從煙氣出口 4排出脫硝反應器6 ;在上述過程中，煙氣中的SO2和氨氣反應生成的硫酸鹽沉積在催化劑上，造成催化劑失活。停止催化劑已經失活的脫硝反應器的脫硝工作，同時啟動另外的脫硝反應器進行上述脫硝反應，並將再生氣通入催化劑已經失活的脫硝反應器進行催化劑再生，這裡的再生氣可以是高溫且化學性質穩定的氣體，一般採用300°C飛00°C的空氣、N2或清潔煙氣，再生過程中，分解出SO2和氨氣，再生後的脫硝反應器再替換催化劑已經失活的脫硝反應器，反覆循環，而再生後分解的氣體(主要是SO2和氨氣)從脫硝反應器排出。排出的再生氣通過再生氣出口 5通入洗滌冷卻塔7，並噴入水蒸氣和空氣，使得SO2、氨氣水蒸氣和空氣中的氧氣相互反應，生成硫酸銨溶液。上述硫酸銨溶液從產物出口72流出，經過厚稠器、離心機9、乾燥器10處理後，經成品出口 11得到硫酸銨產品。上述實施例中兩臺脫硝反應器，多臺脫硝反應器也是同樣的工作模式，其經歷「投用一退出一再生一投用」反覆循環。本實施例中可以選用的低溫催化劑指可以在80-200°C進行高效催化反應的催化劑，其可以為武漢某公司生產的ETX-3型低溫脫硝催化劑；蘭州某化工新技術公司生產的RN-372低溫脫硝催化劑；以及專利公開號分別為CN101767003A、CN102008956A、CN101352681的低溫脫硝催化劑等。
權利要求1.一種燃煤鍋爐低溫SCR固定床煙氣脫硝裝置，其特徵在於，包含煙氣入口、再生氣入口、氨氣入口、煙氣出口、再生氣出口 ； 包含脫硝反應器，該脫硝反應器為兩個以上，脫硝反應器內設置固定床，固定床上設置催化劑，固定床下方設置氣體分布器； 煙氣入口、氨氣入口及再生氣入口連接脫硝反應器下部，脫硝反應器上部設置煙氣出口及再生氣出口。
2.如權利要求I所述的燃煤鍋爐低溫SCR固定床煙氣脫硝裝置，其特徵在於，再生氣出口連接洗滌冷卻塔，洗滌冷卻塔上部設置再生氣排空口，洗滌冷卻塔下部設置產物出口。
3.如權利要求2所述的燃煤鍋爐低溫SCR固定床煙氣脫硝裝置，其特徵在於，產物出口連接厚稠器，厚稠器連接離心機，離心機連接乾燥器，乾燥器設有成品出口。
4.如權利要求1-3任一所述的燃煤鍋爐低溫SCR固定床煙氣脫硝裝置，其特徵在於，該催化劑為80-200°C低溫催化劑。
專利摘要本實用新型一種燃煤鍋爐低溫SCR固定床煙氣脫硝方法及裝置，將煙氣和脫硝還原劑氨氣通入脫硝反應器，其採用的脫硝裝置具有兩個以上的脫硝反應器，煙氣中的SO2和氨氣反應生成的硫酸鹽沉積在催化劑上，造成催化劑失活；停止催化劑已經失活的脫硝反應器的脫硝工作，同時啟動另外的脫硝反應器進行上述脫硝反應，並將再生氣通入催化劑已經失活的脫硝反應器進行催化劑再生，再生後的脫硝反應器再替換催化劑已經失活的脫硝反應器，反覆循環；再生過程中，分解出SO2和氨氣，再生後分解的氣體從脫硝反應器排出。本實用新型針對現有低溫SCR技術在實際應用中的難點，提出一種可行的，適用範圍更廣的燃煤鍋爐低溫SCR裝置。
文檔編號B01D53/56GK202590630SQ201220228188
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月18日 優先權日2012年5月18日
發明者李新春, 孫永斌 申請人:中國電力工程顧問集團華北電力設計院工程有限公司