一種還原與氧化聯合脫硝系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及脫硝技術，尤其涉及一種還原與氧化聯合脫硝系統。
【背景技術】
[0002]氮氧化物是造成大氣污染的主要污染物，通常所說的污染大氣的勵夂主要包括N0和N02。氮氧化物的大氣污染問題日益嚴重，人體健康的傷害、高含量硝酸雨、光化學煙霧、臭氧的減少以及其他一些問題均與低濃度氮氧化物有關系。工業排放的氮氧化物是大氣污染重氮氧化物的主要來源。
[0003]10多年來隨著我國火電氮氧化物排放逐年增加，單位火電發電量的氮氧化物排放量水平遠遠超過發達國家的水平。在“十二五”規劃中火電廠鍋爐煙氣脫硝技術以總量控制為原則，還添置污水處理中氨氮與大氣排放中的氮氧化物為總量控制指標對其進行硬約束，同時在政策上給予適當的電價鋪貼以便有效覆蓋企業增加的脫硝成本，也增加了企業投資脫硝設備的積極性。
[0004]依據目前我國火電廠鍋爐煙氣脫硝技術研究現狀來看，脫硝技術分門別類且各具特點，在不同的煤質及應用中，我們選用技術也會有所不同，而當前我們正面臨著難以進行系統定位及無法準備的進行選擇的難題。所以目前的研究將會走向多功能、一體化系統的道路，也即綜合性強且應用廣泛的脫硝系統。一般我們會結合各類技術的優勢進行新的聯合，同時為了適應社會發展的需要，還要考慮利用現代化高科技、自動化技術來實現環保節能的綜合性脫硝系統。
[0005]現有的脫硝技術主要是利用SNCR技術(選擇性非催化還原技術)或者SCR技術(選擇性催化還原技術)。其中，SNCR技術(選擇性非催化還原法技術)是一種不使用催化劑，在850?1100°C溫度范圍內還原NOx的方法。最常使用的還原劑為氨和尿素。一般來說，SNCR脫硝效率對大型燃煤機組可達25%?40%，對小型機組可達80%。由于該法受鍋爐結構尺寸影響很大，多用作低氮燃燒技術的補充處理手段。其工程造價低、布置簡易、占地面積小，適合老廠改造，新廠可以根據鍋爐設計配合使用。而SCR技術是目前最成熟的煙氣脫硝技術，它是一種爐后脫硝方法，是利用還原劑(NH3、尿素)在金屬催化劑作用下，選擇性地與NOx反應生成隊和Η 20，而不是被02氧化，故稱為“選擇性”。在SCR中使用的催化劑大多以打02為載體，以V 205或V 205-胃03或V 205-Μο03為活性成分，制成蜂窩式、板式或波紋式三種類型。該法脫硝效率高，價格相對低廉，廣泛應用在國內外工程中，成為電站煙氣脫硝的主流技術。其缺點是燃料中含有硫分，燃燒過程中可生成一定量的S03。添加催化劑后，在有氧條件下，S03的生成量大幅增加，并與過量的NH 3生成NH 4HS04o順4肥04具有腐蝕性和粘性，可導致尾部煙道設備損壞。雖然S03的生成量有限，但其造成的影響不可低估。另外，催化劑中毒現象也不容忽視。
[0006]由上述可知，無論利用SNCR技術還是SCR技術脫硝都不能夠保證排出的煙氣中N0X的含量低于國家標準，并且排出的煙氣中含有較多的飛灰，容易污染大氣。【實用新型內容】
[0007]本實用新型在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種更為全面的、還原與氧化聯合的脫硝系統。
[0008]為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案:一種還原與氧化聯合脫硝系統，其包括:
[0009]SNCR脫硝裝置，包括還原劑儲存裝置、旋風分離器和還原劑噴射裝置；所述旋風分離器的入口與鍋爐通過鍋爐煙氣管道連接，所述還原劑噴射裝置設于旋風分離器入口處的鍋爐煙氣管道內；
[0010]SCR脫硝裝置，包括還原劑補充劑量控制裝置和脫硝催化劑層，所述脫硝催化劑層設于鍋爐煙氣管道尾部內；所述還原劑補充劑量控制裝置設于所述還原劑儲存裝置與所述脫硝催化劑層之間；
[0011]以及，氧化脫硝裝置，其與鍋爐煙氣管道出口通過煙氣管道連接，包括依次通過煙氣管道連接的氧化反應裝置、濃硝酸吸收塔和堿液洗滌塔；所述氧化脫硝裝置對經過SNCR脫硝裝置與SCR脫硝裝置脫硝處理后的煙氣進行深度脫硝處理。
[0012]相比于現有技術，本實用新型的一種還原與氧化聯合脫硝系統，將SNCR脫硝技術與SCR脫硝技術相結合，并引進氧化劑氧化技術，煙氣處理過程中還原與氧化聯合使用，使得煙氣中的NOx含量大幅度減少。此外，該系統可在電廠等企事業單位原有SNCR脫硝系統的基礎上增設SCR脫硝裝置和氧化脫硝裝置，減少了設備成本，無需對鍋爐進行加裝設備或改造，便于大多數企事業單位直接投入使用。
[0013]進一步地，所述還原與氧化聯合脫硝系統還包括設于鍋爐煙氣管道出口與氧化脫硝裝置之間的氧化脫硝控制裝置，其包括依次通過煙氣管道連接的NOx濃度檢測裝置和煙氣流向控制裝置；所述煙氣流向控制裝置設有至少兩個煙氣出口，其中一個煙氣出口與所述氧化脫硝裝置連接。設置氧化脫硝控制裝置，可以靈活地、有選擇性地決定是否啟動后續的氧化脫硝裝置。當煙氣經過SNCR脫硝裝置和SCR脫硝裝置的脫硝處理后，進入NOx濃度檢測裝置中檢測其NOx含量是否達到國家標準，若煙氣中NOx含量仍高于國家標準，則啟動后續的氧化脫硝裝置；若煙氣中的NOx含量低于國家標準，則將煙氣排入大氣中。經過NOx濃度檢測裝置檢測后的煙氣通過煙氣流向控制裝置控制流向某一煙氣出口，其中一煙氣出口與后續的氧化脫硝控制裝置相連接，未達到排放標準的煙氣則通過該煙氣出口流向氧化脫硝裝置進行深度脫硝處理。
[0014]進一步地，所述還原與氧化聯合脫硝系統還包括設于鍋爐煙氣管道出口與氧化脫硝控制裝置之間的活性炭吸附裝置。該活性炭吸附裝置內裝有大量活性炭，用以吸附煙氣中的飛灰以及未燃燒的煤粉殘渣，從而降低煙氣中的灰塵量。
[0015]進一步地，所述還原劑噴射裝置設置于鍋爐煙氣管道內煙氣溫度為800?1000°C的位置處。該工況下有利于煙氣在還原劑噴射裝置的作用下發生充分的還原反應，充分還原煙氣中的NOx。
[0016]本實用新型還提供一種利用上述還原與氧化聯合脫硝系統進行鍋爐煙氣脫硝的方法，包括以下步驟:
[0017]1)在鍋爐燃燒室出口外部設置SNCR脫硝裝置對煙氣進行初步脫硝處理；
[0018]2)在鍋爐煙氣管道尾部設置SCR脫硝裝置對煙氣進行進一步脫硝處理；
[0019]3)將氧化脫硝裝置與鍋爐煙氣管道尾端通過煙氣管道連接，對經過SNCR脫硝裝置與SCR脫硝裝置脫硝處理后的煙氣進行深度脫硝處理。
[0020]相比于現有技術，本實用新型的一種還原與氧化聯合的鍋爐煙氣脫硝的方法，將SNCR脫硝技術與SCR脫硝技術相結合，并引進氧化劑氧化技術，煙氣處理過程中還原與氧化聯合使用，使得煙氣中的NOx含量大幅度減少。此外，該脫硝方法依托的脫硝系統可在電廠等企事業單位原有SNCR脫硝系統的基礎上增設SCR脫硝裝置和氧化脫硝裝置，減少了設備成本，無需對鍋爐進行加裝設備或改造，便于大多數企事業單位直接投入使用。
[0021]進一步地，步驟1)包括:將旋風分離器的入口通過鍋爐煙氣管道與鍋爐燃燒室出口連接，再將還原劑噴射裝置安裝于旋風分離器入口處的鍋爐煙氣管道內，并通過鍋爐煙氣管道外部的還原劑儲存裝置向還原劑噴射裝置輸送還原劑，使還原劑噴射裝置對煙氣中的NOx進行還原。本實用新型中，還原劑選用10%?20%的氨水或尿素。
[0022]進一步地，步驟2)包括:在鍋爐煙氣管道尾部內設置脫硝催化劑層，所述脫硝催化劑層利用所述SNCR脫硝裝置中逃逸出來的還原劑對煙氣進行進一步還原，并通過在還原劑儲存裝置與所述脫硝催化劑層之間的鍋爐煙氣管道外部設置的還原劑補充劑量控制裝置對其補充還原劑。脫硝催化劑層設置在鍋爐煙氣通道的尾部，可以方便地利用SNCR脫硝裝置中逃逸出來的還原劑進行進一步的還原反應，減少了還原劑的泄漏量；而還原劑補充劑量控制裝置可以通過判斷脫硝催化劑層中還原劑的用量對其補充適量的還原劑，從而盡可能地減少煙氣中的氮氧化物含量。該步驟在電廠等企事業單位大型鍋爐的原有SNCR脫硝系統的基礎上加設SCR脫硝裝置，減少了設備成本，且不需要對鍋爐進行加裝設備或改造，便于大多數電廠直接投入應用。
[0023]進一步地，步驟3)包括:在鍋爐煙氣管道尾端通過煙氣管道依次連接上氧化反應裝置、濃硝酸吸收塔和堿液洗滌塔，使煙氣依次經過，并在所述氧化反應裝置中通過氧化反應將煙氣中的NOx氧化成化合價更高的化合物、在濃硝酸吸收塔上通過濃硝酸吸收煙氣中的硝酸根、在堿液洗滌塔中通過堿液中和從吸收塔中帶出的酸性氣體。本實用新型中，氧化劑選用高錳酸鉀、次氯酸鈉、高氯酸鈉、次氯酸鈣、過氧化氫和臭氧中的一種或多種。通過該步驟，將SNCR、SCR還原技術與氧化劑氧化技術聯合使用，使得煙氣中的NOx含量大幅度減少。
[0024]進一步地，在步驟3)之前還包括在鍋爐煙氣管道出口與氧化脫硝裝置之間設置活性炭吸附裝置與氧化脫硝控制裝置的步驟:在鍋爐煙氣管道出口依次連接上活性炭吸附裝置、NOx濃度檢測裝置與煙氣流向控制裝置，并將煙氣流向控制裝置的一個煙氣出口與所述氧化脫硝裝置連接。通過該步驟，可以通過活性炭將鍋爐煙氣管道排出的煙氣中的飛灰以及未燃燒的煤粉殘渣吸附，使得煙氣更為清潔。通過氧化脫硝控制裝置，可以靈活地選擇是否啟用后續的氧化脫硝裝置，保障排放出的煙氣符合國家排放標準。
[0025]進一步地，步驟1)中，還原劑噴射裝置設置于鍋爐煙氣管道內煙氣溫度為800?1000°C的位置處。該工況下還原效果較佳。
[0026]為了更好地理解和實施，下面結合附圖詳細說明本實用新型。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型的還原與氧化聯合脫硝系統的流程示意圖
【具體實施方式】
[0028]請參閱圖1，其為本實用新型的還原與氧化聯合脫硝系統的流程示意圖。本實施例的一種還原與氧化聯合脫硝系統，包括依次連接的SNCR脫硝裝置20、SCR脫硝裝置30、活性炭吸附裝置60、氧化脫硝控制裝置50以及氧化脫硝裝置40。煙氣從鍋爐燃燒室10排出，先經過SNCR脫硝裝置20進行初步還原脫硝處理，然后經過SCR脫硝裝置30進行進一步還原脫硝處理，再經過活性炭吸附裝置60去除飛灰以及未燃燒的煤粉殘渣，接著經過氧化脫硝控制裝置50檢測判斷Ν0Χ含量是否符合標準，若不符合則再通過氧化脫硝裝置40深度氧化脫硝處理，最終將脫硝徹底的潔凈煙氣排放到大氣中。
[0029]具體地