專利名稱：一種直接噴射尿素溶液的選擇性催化還原裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特別是直接噴射尿素溶液的選擇性催化還原裝置及其方法。
背景技術(shù)：
化石燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有大量的氮氧化物，作為酸性氣體，氮氧化物是形成酸雨和酸霧的大氣污染物之一，對生態(tài)環(huán)境和人體健康有巨大的危害。煙氣中的氮氧化物在一定的條件下，能與含氮的還原劑發(fā)生還原反應(yīng)，生成對環(huán)境不造成二次污染的水和氮氣。該還原反應(yīng)可以發(fā)生在相對低一些的溫度，但是需要催化劑的催化作用才能反應(yīng)，該工藝叫做選擇性催化還原技術(shù)SCR，目前SCR煙氣脫硝技術(shù)在國內(nèi)外電站鍋爐煙氣脫硝中已得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有技術(shù)中，SCR系統(tǒng)中使用的含氮還原劑主要分為尿素、氨水和液氨三種，其中尿素因為其使用、運輸方便、較好的實用性和安全性能被廣泛使用。尿素制氨的方法主要有水解和熱解兩種，水解技術(shù)因需要高壓水解器而不被客戶歡迎。而尿素?zé)峤饧夹g(shù)的缺點是 需要熱解爐，熱解爐中的高溫氣體需要由油、氣燃燒或電加熱供應(yīng)，由于熱解爐高昂的投資和需要燃氣、燃油或電加熱的高運行成本給用戶造成了巨大的經(jīng)濟壓力，并占用了較大的空間，對于改造項目空間的利用極為不利。另外為了保證安全，需要將熱解產(chǎn)生氨的濃度利用熱空氣稀釋到5%以下，增加了后繼設(shè)備的投資。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種直接噴射尿素溶液的選擇性催化還原裝置及其方法。它直接向煙道內(nèi)噴射尿素溶液熱解供氨，降低了運行成本和設(shè)備投資，并且節(jié)省空間，使用安全可靠。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案以如下方式實現(xiàn)一種直接噴射尿素溶液的選擇性催化還原裝置，其結(jié)構(gòu)特點是，它包括設(shè)置在SCR 反應(yīng)器前入口煙道處的多組噴射尿素溶液的噴槍和順著煙氣流動方向依次布置的混合器、 催化劑。所述各噴槍經(jīng)計量分配器與裝有尿素的溶液罐相連。在上述煙氣脫硝裝置中，所述各噴槍布置在煙道壁上或者煙道腔內(nèi)。在上述煙氣脫硝裝置中，所述混合器的數(shù)量采用一級或者一級以上，兩級及兩級以上的混合器之間要保持一定距離。上述選擇性催化還原的煙氣脫硝裝置的脫硝方法，它包括多組噴槍、混合器和催化劑，其步驟為1)由多組噴槍將尿素溶液霧化后噴入煙氣高于250°C的煙道內(nèi)；2)尿素溶液在煙道中停留與煙氣傳質(zhì)、傳熱，尿素溶液通過蒸發(fā)、熔融、熱解為氨；3)產(chǎn)生的氨與煙氣一起在混合器中充分混合，混合氣在催化劑表面與煙氣中的氮氧化物發(fā)生SCR反應(yīng)，生成氮氣與水。在上述方法中，所述尿素溶液的濃度為5%至70%，尿素溶液以小于500微米的液滴尺寸噴射，尿素溶液在煙氣中停留1至15秒。在上述方法中，所述噴射尿素溶液的量按照尿素溶液與煙氣中氮氧化物的摩爾濃度比在1 10 10 1之間進行噴射。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明省掉了尿素水解和熱解的大部分主要設(shè)備，如水解槽、熱解爐、稀釋風(fēng)機等。本發(fā)明不需要水解和熱解所必須的專門熱源，取消了噴氨格柵，降低了投資和運行費用，節(jié)省了設(shè)備空間。本發(fā)明直接在需要脫除氮氧化物的大量煙氣中熱解，保證了尿素的充分熱解，產(chǎn)生的氨濃度在爆炸極限以外，使用安全可靠。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明脫硝方法流程圖。
具體實施例方式參考圖1，本發(fā)明包括設(shè)置在SCR反應(yīng)器前入口煙道處的多組噴射尿素溶液的噴槍2和順著煙氣流動方向依次布置的混合器4、催化劑5。各噴槍2布置在煙道壁上或者煙道腔內(nèi)，各噴槍2經(jīng)計量分配器與裝有尿素的溶液罐3相連?；旌掀?的數(shù)量采用一級或者一級以上，兩級及兩級以上的混合器4之間要保持一定距離。參看圖2，本發(fā)明裝置脫硝時的方法步驟為1)將一定數(shù)量的噴槍2布置在SCR反應(yīng)器前的煙道壁上或者煙道腔內(nèi)，此處的煙氣1溫度在250°C以上。按照尿素溶液與煙氣中氮氧化物為1 10 10 1的摩爾比， 將溶液罐3內(nèi)5% -70%濃度的尿素溶液經(jīng)計量分配器輸送到各噴槍2處，尿素溶液以小于 500微米的液滴尺寸均勻噴入煙道內(nèi)。2)尿素溶液在煙氣中停留1至15秒，與煙氣傳質(zhì)、傳熱，尿素溶液通過蒸發(fā)、熔融、 熱解為氨。3)熱解產(chǎn)生的氨與煙氣通過一級以上的混合器4，充分混合后達到催化劑5表面， 在催化劑的催化作用下與煙氣中的氮氧化物發(fā)生催化還原反應(yīng)，生成氮氣與水。
權(quán)利要求
1.一種直接噴射尿素溶液的選擇性催化還原裝置，其特征在于，它包括設(shè)置在SCR反應(yīng)器前入口煙道處的多組噴射尿素溶液的噴槍(2)和順著爐膛內(nèi)煙氣流動方向依次布置的混合器(4)、催化劑(5)，所述各噴槍(2)經(jīng)計量分配器與裝有尿素的溶液罐(3)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接噴射尿素溶液的選擇性催化還原裝置，其特征在于，所述各噴槍(2)布置在煙道壁上或者煙道腔內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接噴射尿素溶液的選擇性催化還原裝置，其特征在于，所述混合器(4)的數(shù)量采用一級或者一級以上，兩級及兩級以上的混合器(4)之間要保持一定距罔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接噴射尿素溶液的選擇性催化還原裝置的方法，它包括多組噴槍、混合器和催化劑，其步驟為1)由多組噴槍將尿素溶液霧化后噴入溫度高于250°C的煙道內(nèi)；2)尿素溶液在煙道中停留與煙氣傳質(zhì)、傳熱，尿素溶液通過蒸發(fā)、熔融、熱解為氨；3)產(chǎn)生的氨與煙氣一起在混合器中充分混合，混合氣在催化劑表面與煙氣中的氮氧化物發(fā)生SCR反應(yīng)，生成氮氣與水。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述尿素溶液的濃度為5%至70%，尿素溶液以小于500微米的液滴尺寸噴射，尿素溶液在煙氣中停留1至15秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述噴射尿素溶液的量按照尿素溶液與煙氣中氮氧化物的摩爾濃度比在1 10 10 1之間進行噴射。
全文摘要
一種直接噴射尿素溶液的選擇性催化還原裝置及其方法，涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明裝置包括設(shè)置在SCR反應(yīng)器前入口煙道處的多組噴射尿素溶液的噴槍和順著煙氣流動方向依次布置的混合器、催化劑。所述各噴槍經(jīng)計量分配器與裝有尿素的溶液罐相連。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明直接向煙道內(nèi)噴射尿素溶液熱解供氨，降低了運行成本和設(shè)備投資，并且節(jié)省空間，使用安全可靠。
文檔編號B01D53/56GK102210974SQ20101014290
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者孟德潤, 崔旭東, 張曉云, 李紅鍵, 湯樂萍, 趙冬賢, 邵小珍, 馬京生 申請人:同方環(huán)境股份有限公司