一種鍋爐煙氣scr脫硝方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種脫硝方法，尤其涉及一種鍋爐煙氣脫硝方法。
【背景技術】
[0002] 鍋爐燃燒中產生的氮氧化物是危害大且較難處理的大氣污染物，隨著對燃煤產生 的NOx (氮氧化物）的排放要求更加嚴格，減少鍋爐煙氣中NOx的排放是工業鍋爐煙氣治理 重要且艱巨的任務。
[0003] 目前采用的脫硝技術主要有：采用低氮燃燒器、煙氣再循環、分級燃燒、SNCR(選 擇性非催化還原法）、SCR(選擇性催化還原法）等，其中SCR技術脫硝效率高達90%以上， 能滿足100mg/Nm 3的氮氧化物排放標準。SCR是指在一定的溫度和催化劑的作用下，還原劑 "有選擇性"地把煙氣中的NOx還原成無毒無污染的N 2和H 20。工業應用的還原劑主要是液 氨、氨水和尿素。傳統的SCR技術需要將還原劑制備成氨氣，再與稀釋風機送來的空氣混合 成氨氣體積含量約為5%的混合氣體，通過噴氨格柵的噴嘴噴入煙氣中，氨氣與NO x在催化 劑的作用下發生還原反應。而氨氣制備、儲存及供應系統非常復雜，且有氨氣泄露、爆炸風 險。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種鍋爐煙氣SCR脫硝方法，該鍋爐煙氣SCR脫硝方法能在 保證鍋爐煙氣脫硝效率的條件下，大幅度降低還原劑制備系統的費用，避免氨氣泄露、爆炸 危險。
[0005] 根據上述發明目的，本發明提出了一種鍋爐煙氣SCR脫硝方法，其包括步驟：
[0006] 將自然風、壓縮空氣和濃度為5% -10%的氨水溶液噴入鍋爐轉向室區域，所述氨 水溶液被壓縮空氣霧化破碎后被自然風送入鍋爐轉向室區域，并在鍋爐轉向室區域氣化 成氨氣后進一步被自然風稀釋，所述鍋爐轉向室區域的溫度為500-700°C ;
[0007] 所述氨氣與鍋爐煙氣混合均勻后，進入SCR反應器進行脫硝反應。
[0008] 本發明所述的鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，為了提升自然風、壓縮空氣和氨水溶液 相互作用的效果，要求自然風、壓縮空氣和氨水溶液在被噴射出后短時間內便匯聚在一起 且具有基本相同的噴射方向，因此自然風、壓縮空氣和氨水溶液的噴射出口盡量鄰近設置。
[0009] 在本技術方案中，將氨水溶液的濃度限定為5% -10%，是因為如果氨水溶液濃度 高于10%，會導致混合度不好；如果氨水溶液濃度低于5%則進入的水量太大，增大排煙損 失，此外水量大也會使煙氣濕度過大，易積灰。
[0010] 在本技術方案中，壓縮空氣的量相對于自然風和氨水溶液是較少的，壓縮空氣主 要起霧化破碎氨水溶液的作用，因此其稀釋作用基本可以忽略不計。
[0011] 在本技術方案中，自然風用于將被壓縮空氣霧化破碎后的氨水溶液帶入鍋爐轉向 室區域，并起到混合作用。
[0012] 本發明限定鍋爐轉向室區域的溫度為500-700°C，是因為氨水溶液經過具有該溫 度的鍋爐轉向室時既能氣化成氨氣參與后續反應，又不會因溫度過高使氣化后的氨氣和 NOx發生化學反應，影響后續脫硝效率。由于SCR反應器的脫硝效率對溫度非常敏感，氨水 溶液噴入鍋爐轉向室氣化后再進入布置在尾部煙道的SCR反應器，可以使SCR反應器的脫 硝效率不受氨水溶液氣化的影響。
[0013] 本發明所述的鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，壓縮空氣量可以為0. 5-2m3/min，氨水溶 液流量可以為40-150kg/h，自然風流量可以為200-1800L/h。
[0014] 在本技術方案中，霧化破碎后的氨氣被自然風送入鍋爐轉向室（自然風的作用一 方面是輸送氨氣；另一方面是形成湍流擾動，對氨氣與煙氣進行混合），氨氣隨鍋爐煙氣一 起進入鍋爐尾部煙道并逐漸被稀釋，進入SCR反應器進行反應。
[0015] 優選地，在本發明所述的鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，所述氨氣與鍋爐煙氣中 關系滿足：NSR值為0. 8-1. 05,其中NSR值為氨氣與NOx的摩爾比。
[0016] 優選地，在本發明所述的鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，所述壓縮空氣的壓力為 0. 3-0. 5MPa〇
[0017] 將壓縮空氣的壓力限定在0. 3-0. 5MPa范圍內是因為，該壓力范圍的壓縮空氣可 以使出口的還原劑破碎粒徑在50-150 μ m之間，使得還原劑（即氨水）粒徑呈梯度分布，進 而使得還原劑能在較寬范圍內反應。同時，該壓力范圍還能確保相應的動能，噴射范圍更 遠。
[0018] 進一步地，在本發明所述的鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，所述氨氣與鍋爐煙氣經過 渦流混合器混合均勻。
[0019] 進一步地，在本發明所述的鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，所述自然風、壓縮空氣和氨 水溶液由三軸共射式噴槍噴入鍋爐轉向室區域；所述三軸共射式噴槍包括：
[0020] 還原劑噴射筒，其上具有還原劑入口和還原劑霧化噴口，所述氨水溶液通過還原 劑入口進入還原劑噴射筒，并通過還原劑霧化噴口霧化噴出；
[0021] 壓縮空氣管路，其套設于所述還原劑噴射筒外，并與所述還原劑噴射筒共軸設置， 所述壓縮空氣管路上設有壓縮空氣入口和壓縮空氣出口，所述壓縮空氣出口位于所述還原 劑霧化噴口的外環，從壓縮空氣出口噴出的壓縮空氣將霧化噴出的氨水溶液進一步破碎；
[0022] 自然風管道，其套設于所述壓縮空氣管路外，并與所述壓縮空氣管路共軸設置，所 述自然風管道具有自然風入口和自然風出口，所述自然風出口設于所述還原劑霧化噴口的 外環，從自然風出口送出的自然風將霧化的氨水溶液送至鍋爐轉向室區域。
[0023] 上述方案采用三軸共射的方法，使得自然風、壓縮空氣和氨水溶液的噴射出口鄰 近設置且噴射方向一致，因此自然風、壓縮空氣和氨水溶液在被噴射出后短時間內便匯聚 在一起相互作用并且朝同一方向運動，保證了自然風、壓縮空氣和氨水溶液相互作用的效 果。上述方法中，壓縮空氣進一步提升氨水溶液霧化效果，間接提升氨水溶液氣化效果；自 然風除了輸送和稀釋氨水溶液之外，同時起到冷卻噴槍和清潔噴嘴的作用，控制反應環境 溫度，有效防止噴槍在高溫環境中被燒毀，并防止噴嘴被還原劑堵塞；此外，自然風可引自 外部單獨設置的高能混合噴射風風機，使得自然風具有強大的流量和風速，能更好的把氨 水溶液推入到鍋爐轉向室區域內預想達到的空間，并起強烈的混合擾動作用，從而有效促 進霧化的氨水溶液與鍋爐煙氣的均勻混合，從而進一步提升氨水溶液的氣化效果。
[0024] 更進一步地，在上述鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，所述還原劑噴射筒與壓縮空氣管 路之間通過螺紋連接，以調節還原劑噴射筒與壓縮空氣管路在其軸向方向上的相對位置。
[0025] 螺紋連接的設計需滿足可使得所述還原劑噴射筒與壓縮空氣管路在其軸向方向 上能相對移動，可以保證所述噴嘴的進出深度可調，并且具有一定的密封性能。
[0026] 優選地，在上述鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，所述自然風進入自然風管道的風口傾 角為15° -45°。之所以限定自然風進入自然風管道的風口傾角為15° -45°，是因為在 此角度下，自然風進入自然風管道的阻力較小，從而可以使本案獲得更好的實施效果。將風 口傾角設定在該范圍內同時還考慮到了裝置的可操作性。
[0027] 優選地，在上述鍋爐煙氣SCR脫硝方法中，所述自然風從自然風出口送出的速度 為 60-120m/s。
[0028] 鍋爐內部的噴射距離與風速呈線性關系，該風速范圍可以使自然風與氨氣在更寬 范圍內充分混合。
[0029] 本發明提供的鍋爐