一種選擇性催化還原SCR脫硝裝置及選擇性催化還原SCR脫硝方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種選擇性催化還原SCR脫硝裝置及選擇性催化還原脫硝方法，涉及燃燒煙氣脫硝領(lǐng)域，SCR脫硝裝置包括噴氮裝置，與鍋爐煙道連接，用于向鍋爐煙道內(nèi)噴入還原劑，使得煙氣與還原劑進(jìn)行充分混合；和具有催化劑的SCR反應(yīng)器，連接至噴氮裝置與鍋爐煙道的交匯點(diǎn)，用于接收煙氣與還原劑的混合氣體；其中，SCR反應(yīng)器配置成在混合氣體進(jìn)入其中時(shí)，SCR反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生完全覆蓋其內(nèi)部面積的微波輻射線束，通過微波輻射線束迅速加熱催化劑和混合氣體，在混合氣體中的煙氣溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度值時(shí)還原劑與煙氣中的氮氧化物迅速產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)。本發(fā)明專利技術(shù)解決了現(xiàn)有技術(shù)中的微波能量無法被充分利用的問題。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種選擇性催化還原SCR脫硝裝置及選擇性催化還原SCR脫硝方法
本專利技術(shù)涉及燃燒煙氣脫硝領(lǐng)域，特別是涉及一種選擇性催化還原SCR脫硝裝置及選擇性催化還原SCR脫硝方法。
技術(shù)介紹
NOx是一種重要的大氣污染物，是引發(fā)酸雨、霧霾、光化學(xué)煙霧的重要因素。我國(guó)各地的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)NOx排放量進(jìn)行了嚴(yán)格限制。在工業(yè)及民用鍋爐領(lǐng)域，傳統(tǒng)上常采用煤或石油作為燃料。但是，由于這些燃料本身特點(diǎn)的限制，實(shí)現(xiàn)低氮氧化物排放難度極大，需要進(jìn)行尾氣脫硝處理以實(shí)現(xiàn)污染物排放的達(dá)標(biāo)。脫硝是指通過還原劑將煙氣中的氮氧化物去除的過程。一般，工業(yè)領(lǐng)域主流的脫硝工藝路線有SCR(selectivecatalyticreduction，選擇性催化還原)和SNCR(selectivenon-catalyticreduction，選擇性非催化還原)。其中，SCR方法的脫硝效率高，但是通常需要在催化劑的作用下才可以實(shí)現(xiàn)。目前，工程上廣泛采用的SCR催化劑基本都是以TiO2為基材，以V2O5為主要活性成分，以WO3、MoO3為抗氧化、抗毒化輔助成分。由于釩鈦基SCR催化劑工作溫度一般為300-400℃，因此，在工程應(yīng)用中，煙氣來流的溫度需要進(jìn)行精確的控制。而在來流煙氣溫度低于催化劑工作溫度范圍時(shí)，通常的做法是引入鍋爐當(dāng)中的高溫?zé)煔鈸交欤蛘咴跓煹喇?dāng)中加入再加熱燃燒器。當(dāng)來流溫度較低時(shí)(＜250℃)，在煙氣中SO2濃度較高的情況下，在催化劑表面會(huì)有NH4HSO4沉積附著，使得催化劑失活，從而降低了脫硝的效率。現(xiàn)有技術(shù)中，將微波發(fā)生裝置放置于反應(yīng)器的主體四周或三面寬帶多口饋入，以保證反應(yīng)器腔體內(nèi)熱量均勻，并利用微波加熱促使NH4HSO4分解，使SCR催化劑在不拆卸的情況下實(shí)現(xiàn)原位再生。當(dāng)煙氣溫度低于低溫SCR催化劑的工作溫度時(shí)，利用微波加熱SCR催化劑本體到反應(yīng)溫度，使SCR反應(yīng)順利進(jìn)行。但是，將微波發(fā)生裝置放置于反應(yīng)器主題四周或者三面寬帶多口饋入處，并沒有充分利用微波容易被金屬反射的特點(diǎn)，因此，存在微波能量無法被充分利用的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一個(gè)目的是要提供一種選擇性催化還原SCR脫硝裝置及選擇性催化還原SCR脫硝方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的微波能量無法被充分利用的問題。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的是要節(jié)約電能源。特別地，本專利技術(shù)提供了一種選擇性催化還原SCR脫硝裝置，用于對(duì)鍋爐煙道排出的煙氣進(jìn)行氧化還原，以去除煙氣中的氮氧化物，其中，所述脫硝裝置包括：噴氮裝置，與所述鍋爐煙道連接，用于向所述鍋爐煙道內(nèi)噴入還原劑，使所述煙氣與所述還原劑進(jìn)行充分混合；和具有催化劑的SCR反應(yīng)器，連接至所述噴氮裝置與所述鍋爐煙道的交匯點(diǎn)，用于接收所述煙氣與所述還原劑的混合氣體；其中，所述SCR反應(yīng)器配置成在所述混合氣體進(jìn)入其中時(shí)，產(chǎn)生能夠完全覆蓋其內(nèi)部面積的微波輻射線束，通過所述微波輻射線束迅速加熱所述催化劑和所述混合氣體，使所述混合氣體中的煙氣溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度值，另所述還原劑與所述煙氣中的氮氧化物迅速產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)。進(jìn)一步地，所述SCR反應(yīng)器包括：SCR反應(yīng)層，其設(shè)置于所述SCR反應(yīng)器內(nèi)的上方位置處，所述催化劑設(shè)于所述SCR反應(yīng)層處；和微波發(fā)生器，其設(shè)置于所述SCR反應(yīng)層的下方，所述微波發(fā)生器配置成在正常通電時(shí)產(chǎn)生由下而上的微波輻射線束，所述微波輻射線束經(jīng)過多次反射后完全照射在所述SCR反應(yīng)層上。進(jìn)一步地，所述SCR反應(yīng)層還包括敏化劑，所述敏化劑設(shè)于所述催化劑的表層，所述微波輻射線束射于所述SCR反應(yīng)層時(shí)先加熱所述敏化劑，再通過加熱后的敏化劑對(duì)所述催化劑和煙氣進(jìn)行加熱。進(jìn)一步地，還包括控制器，其配置成在所述混合氣體進(jìn)入所述SCR反應(yīng)器時(shí)控制所述微波發(fā)生器產(chǎn)生由下而上的微波輻射線束，所述微波輻射線束經(jīng)過多次反射后完全照射在所述SCR反應(yīng)層上。進(jìn)一步地，所述SCR反應(yīng)器還包括整流器，其配置成在所述混合氣體進(jìn)入所述SCR反應(yīng)器時(shí)對(duì)所述微波發(fā)生器進(jìn)行供電，使所述微波發(fā)生器在正常通電的情況下受控地產(chǎn)生微波輻射線束。進(jìn)一步地，所述控制器還配置成根據(jù)進(jìn)入所述SCR反應(yīng)器中的煙氣的溫度控制所述微波發(fā)生器的功率，使得所述微波發(fā)生器產(chǎn)生與所述煙氣溫度相對(duì)應(yīng)功率的微波輻射線束對(duì)所述SCR反應(yīng)層進(jìn)行加熱。進(jìn)一步地，所述微波發(fā)生器設(shè)有多個(gè)，且均勻設(shè)置于所述SCR反應(yīng)層的下方。進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)溫度值為200-500度。本專利技術(shù)還提供一種選擇性催化還原SCR脫硝方法，用于對(duì)鍋爐煙道排出的煙氣進(jìn)行氧化還原，以去除煙氣中的氮氧化物，其中，所述脫硝方法包括：向鍋爐煙道煙氣噴入還原劑，使鍋爐煙道中的煙氣與還原劑進(jìn)行混合；使混合氣體進(jìn)入SCR反應(yīng)器中，且使所述SCR反應(yīng)器中的微波發(fā)生器受控地產(chǎn)生完全覆蓋其內(nèi)部面積的微波輻射線束；通過所述微波輻射線束迅速加熱所述催化劑和所述混合氣體，在所述混合氣體中的煙氣溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度值時(shí)，使所述還原劑與所述煙氣中的氮氧化物迅速產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)。進(jìn)一步地，在所述使混合氣體進(jìn)入SCR反應(yīng)器中，且使所述SCR反應(yīng)器中的微波發(fā)生器受控地產(chǎn)生完全覆蓋其內(nèi)部面積的微波輻射線束之后，且在所述通過所述微波輻射線束迅速加熱所述催化劑和所述混合氣體，在所述混合氣體中的煙氣溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度值時(shí)，使所述還原劑與所述煙氣中的氮氧化物迅速產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)之前，包括：檢測(cè)進(jìn)入所述SCR反應(yīng)器中的煙氣的溫度，根據(jù)所述煙氣的溫度控制所述微波發(fā)生器的功率，使所述微波發(fā)生器產(chǎn)生與所述煙氣溫度相對(duì)應(yīng)的功率的微波輻射線束進(jìn)行加熱。本專利技術(shù)的有益效果為：首先，本專利技術(shù)的SCR脫硝裝置通過噴氮裝置向鍋爐煙道內(nèi)噴入還原劑，以使得煙氣與還原劑進(jìn)行充分混合，待混合后的混合氣體進(jìn)入SCR反應(yīng)器中時(shí)，SCR反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生可以完全覆蓋其內(nèi)部面積的微波輻射線束，通過微波輻射線束迅速加熱SCR反應(yīng)器內(nèi)的催化劑和混合氣體，并在混合氣體中的煙氣溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度值時(shí)還原劑與煙氣中的氮氧化物迅速產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)。如此，由于混合氣體進(jìn)入SCR反應(yīng)器內(nèi)時(shí)，SCR反應(yīng)器內(nèi)可以產(chǎn)生完全覆蓋其內(nèi)部面積的微波輻射線束，從而微波輻射線束可以完全照射在SCR反應(yīng)器內(nèi)的催化劑上，以加快催化劑和混合氣體中煙氣的溫度，從而可以加快煙氣滿足SCR條件時(shí)的溫度，如此，可以使得還原劑迅速與煙氣中的氮氧化物產(chǎn)生氧化反應(yīng)，最終達(dá)到去除煙氣中氮氧化物的目的。與現(xiàn)有技術(shù)中微波能量無法被充分利用的方案相比，本專利技術(shù)的SCR脫硝裝置可以充分提高微波能量在SCR反應(yīng)器內(nèi)的輻射，以提高去除煙氣中氮氧化物的效率。從而可以解決現(xiàn)有技術(shù)中微波能量無法被充分利用的問題。其次，由于本專利技術(shù)的SCR脫硝裝置或SCR脫硝方法可以充分利用微波能量，以達(dá)到加快去除煙氣中氮氧化物的目的，從而與現(xiàn)有技術(shù)中通過在煙道中加入再加熱燃燒器以對(duì)煙氣進(jìn)行加熱的方案相比，本專利技術(shù)的SCR脫硝裝置或SCR脫硝方法不需要增加額外的加熱設(shè)備(傳統(tǒng)方法要增加一個(gè)熱風(fēng)爐)，因此，可以節(jié)約場(chǎng)地使用面積，減少SCR改造現(xiàn)場(chǎng)施工量。再者，微波發(fā)生器產(chǎn)生的微波輻射線的功率可根據(jù)SCR反應(yīng)器中的煙氣的溫度進(jìn)行控制，一般煙氣的溫度越高，需要微波發(fā)生器加熱的功率越小，如此，根據(jù)當(dāng)前SCR反應(yīng)器內(nèi)的煙氣的溫度控制微波發(fā)生器輸出與煙氣溫度相對(duì)應(yīng)的功率的微波輻射線束對(duì)SCR層進(jìn)行加熱，從而不僅可以充分利用微波發(fā)生器所產(chǎn)生的微波能量，而且還可以節(jié)約電能源(本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種選擇性催化還原SCR脫硝裝置，用于對(duì)鍋爐煙道排出的煙氣進(jìn)行氧化還原，以去除煙氣中的氮氧化物，其中，所述脫硝裝置包括：噴氮裝置，與所述鍋爐煙道連接，用于向所述鍋爐煙道內(nèi)噴入還原劑，使所述煙氣與所述還原劑進(jìn)行充分混合；和具有催化劑的SCR反應(yīng)器，連接至所述噴氮裝置與所述鍋爐煙道的交匯點(diǎn)，用于接收所述煙氣與所述還原劑的混合氣體；其中，所述SCR反應(yīng)器配置成在所述混合氣體進(jìn)入其中時(shí)，產(chǎn)生能夠完全覆蓋其內(nèi)部面積的微波輻射線束，通過所述微波輻射線束迅速加熱所述催化劑和所述混合氣體，使所述混合氣體中的煙氣溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度值，令所述還原劑與所述煙氣中的氮氧化物迅速產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種選擇性催化還原SCR脫硝裝置，用于對(duì)鍋爐煙道排出的煙氣進(jìn)行氧化還原，以去除煙氣中的氮氧化物，其中，所述脫硝裝置包括：噴氮裝置，與所述鍋爐煙道連接，用于向所述鍋爐煙道內(nèi)噴入還原劑，使所述煙氣與所述還原劑進(jìn)行充分混合；和具有催化劑的SCR反應(yīng)器，連接至所述噴氮裝置與所述鍋爐煙道的交匯點(diǎn)，用于接收所述煙氣與所述還原劑的混合氣體；其中，所述SCR反應(yīng)器配置成在所述混合氣體進(jìn)入其中時(shí)，產(chǎn)生能夠完全覆蓋其內(nèi)部面積的微波輻射線束，通過所述微波輻射線束迅速加熱所述催化劑和所述混合氣體，使所述混合氣體中的煙氣溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度值，令所述還原劑與所述煙氣中的氮氧化物迅速產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCR脫硝裝置，其中，所述SCR反應(yīng)器包括：SCR反應(yīng)層，其設(shè)置于所述SCR反應(yīng)器內(nèi)的上方位置處，所述催化劑設(shè)于所述SCR反應(yīng)層處；和微波發(fā)生器，其設(shè)置于所述SCR反應(yīng)層的下方，所述微波發(fā)生器配置成在正常通電時(shí)產(chǎn)生由下而上的微波輻射線束，所述微波輻射線束經(jīng)過多次反射后完全照射在所述SCR反應(yīng)層上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCR脫硝裝置，其中，所述SCR反應(yīng)層還包括敏化劑，所述敏化劑設(shè)于所述催化劑的表層，所述微波輻射線束射于所述SCR反應(yīng)層時(shí)先加熱所述敏化劑，再通過加熱后的敏化劑對(duì)所述催化劑和煙氣進(jìn)行加熱。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的SCR脫硝裝置，其中，還包括控制器，其配置成在所述混合氣體進(jìn)入所述SCR反應(yīng)器時(shí)控制所述微波發(fā)生器產(chǎn)生由下而上的微波輻射線束，所述微波輻射線束經(jīng)過多次反射后完全照射在所述SCR反應(yīng)層上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的SCR脫硝裝置，其中，所述SCR反應(yīng)器還包括整流器，其配置成在所述混合氣體進(jìn)入所述SCR反應(yīng)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周浩，任雯，倪云峰，劉寧，王濤，許向陽(yáng)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京水木星源環(huán)保科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京,11