一种以含氨废气为脱硝剂的锅炉脱硝工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种以含氨废气为脱硝剂的锅炉脱硝工艺，步骤为：由气化炉产生粗工艺气，粗工艺气进入碳洗塔，经过碳洗塔后进入变换炉，再经过换热系统进入氨洗涤塔，在氨洗涤塔形成含氨洗涤水，含氨洗涤水进入汽提塔，在汽提塔汽提后形成含氨废气，含氨废气进入废气混合器，与锅炉二次风混合后经过锅炉送风系统进入锅炉，进行脱硝反应，锅炉脱硝后的废气经过引风机由烟囱排出。本发明专利技术以含氨废气作为脱硝剂，进行资源化利用，减少了废气排放污染，显著降低了烟气脱硝成本；脱硝过程中，与传统的SNCR脱硝相比，减少了液态水汽化的汽化潜热消耗，减少了热量浪费；经过本发明专利技术脱硝工艺，使得氮氧化物排放浓度小于100mg/m3。

Denitration Process of boiler with ammonia containing waste gas as denitration agent

The invention relates to a waste gas containing ammonia denitration agent for boiler denitration process, which comprises the following steps: generating process gas by gasifying furnace garbage, garbage into the process gas through carbon carbon washing tower, washing tower into transform furnace, after heat exchange system in ammonia washing tower, the formation of ammonia washing in water ammonia washing tower, ammonia washing water into the stripper, the formation of ammonia containing waste gas in stripping, ammonia containing exhaust gas into the gas mixer, and the boiler two wind mixing after boiler air into the boiler system, denitrification reaction, flue gas denitration of boiler after being discharged from chimney draught fan. The invention uses waste gas containing ammonia as denitration agent, resource utilization, reduce pollution emissions, significantly reduced the cost of flue gas denitrification; denitrification process, compared with the traditional SNCR denitration, reduces the latent heat of vaporization of liquid water vapor consumption, reduce the heat waste; after the invention of denitrification process so, NOx emission concentration is less than 100mg/m3.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以含氨废气为脱硝剂的锅炉脱硝工艺，属于锅炉烟气脱硝

技术介绍
化工生产中，常用锅炉制取水蒸气。在锅炉燃烧过程中，煤与氧气反应产生二氧化碳，放出热量。在燃烧过程中，因为煤中还含有硫元素和氮元素，除了产生二氧化碳，同时还会产生二氧化硫和NOx，因NOx是大气主要污染物之一，所以需要对锅炉烟气中的NOx进行脱除。锅炉烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术(SCR)、选择性非催化还原技术(SNCR)、混合SCR+SNCR技术等，其中传统的SNCR技术一般采用氨水、尿素等化学还原剂和NOx反应，将NOx转化成氮和水。通常化工生产企业需要外购氨水、尿素等化学还原剂作为脱硝剂并建设脱硝装置，对锅炉烟气中的NOx进行脱除，这样锅炉每年的脱硝处理费用就会很高；而且传统脱硝技术氨逃逸量大，容易导致尾部烟道被堵的问题。化工生产中气化炉会产生含氨的粗工艺气。粗工艺气中一氧化碳、氢气、二氧化碳作为有效工艺气，经变换炉对部分一氧化碳进行反应，转化成二氧化碳和氢气，经换热系统降温后的工艺气经氨洗涤塔洗涤和汽提塔减压、加热汽提，得到含有气态氨的含氨废气。该含氨废气中含有一定量的氨气，同时还含有二氧化碳、一氧化碳、氢气，含氨废气直接排放至空气中会造成严重的环境污染。
技术实现思路
本专利技术将气化炉产生的含氨废气经过特定工艺的处理即可作为锅炉脱硝剂，显著降低了锅炉脱硝的成本，减少了脱硝装置投资，同时还可以使含氨废气得到资源化利用，减少环境污染，同时可以解决传统脱硝技术氨逃逸量大，容易导致尾部烟道被堵的问题。本专利技术的技术方案如下：一种以含氨废气为脱硝剂的锅炉脱硝工艺，具体步骤如下：(1)在气化炉内，煤和水在富氧情况下反应，产生以工艺气为主同时含副反应物氨气的粗工艺气，粗工艺气进入碳洗塔，在碳洗塔内除去固体颗粒物；(2)含氨粗工艺气经过碳洗塔后进入变换炉，在变换炉内部分一氧化碳和水蒸气在催化剂的作用下转化成二氧化碳和氢气，副反应物氨气不参与反应；(3)含氨粗工艺气经过变换炉后进入换热系统，在换热系统中进行降温，粗工艺气温度从430℃降到40℃，压力为6.0MPa；(4)含氨粗工艺气经过换热系统后进入氨洗涤塔，含氨粗工艺气在洗涤塔内与喷淋水逆向接触，在6.0MPa的压力下，氨气溶解在水中，形成含氨洗涤水，含氨洗涤水进入汽提塔；(5)在汽提塔中，压力为0.2MPa，含氨洗涤水在汽提塔上端喷入，中部加蒸汽，蒸汽与含氨洗涤水逆流接触换热，将溶解在洗涤水中的氨汽提成为含有气态氨的含氨废气；(6)含氨废气经过汽提塔后进入废气混合器，在废气混合器内与锅炉二次风均匀混合，含氨废气与二次风的体积比为7:5000-15000；优选的，含氨废气与二次风的体积比为7:10000。(7)与锅炉二次风均匀混合后的含氨废气由废气混合器出来后经过锅炉送风系统，以气态从锅炉的下部进入锅炉，在温度为850-1150℃条件下，含氨废气与锅炉内的烟气充分接触，进行脱硝反应，含氨废气在锅炉中与烟气中NOx的还原反应如式(1)和式(2):4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(1)2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O(2)此外，含氨废气在锅炉内还发生如式(3)和式(4)如的反应：2CO+O2→2CO2(3)2H2+O2→2H2O(4)；(8)锅炉脱硝后的废气经过引风机由烟囱排出。优选的，所述步骤(5)中，含氨废气包括氨气、一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、氮气、硫化氢和氧硫化碳，在温度为75℃，压力为0.25MPa条件下，氨气、一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、氮气、硫化氢和氧硫化碳占含氨废气的体积分数分别为20.35％、13.82％、51.36％、13.58％、0.04％、0.13％、0.01％、0.67％和0.01％。气化炉内，煤和水在富氧情况下进行反应时，主要产生一氧化碳、二氧化碳、氢气，由于煤中含有氮元素，同时发生副反应产生氨气。其中一氧化碳、氢气、二氧化碳作为有效工艺气经变换炉对部分一氧化碳进行反应，转化成二氧化碳和氢气，经换热系统将工艺气温度从430℃降低至40℃，温度降低后的工艺气经洗氨塔洗涤掉副反应产生的氨气，洁净的工艺气送下一工段，富含氨气的洗涤水经汽提塔减压、加热汽提，将溶解在洗涤水中的氨解吸成为含有气态氨的含氨废气，产生的含氨废气中，氨的含量达到20％以上。传统的脱硝技术只是在炉膛出口至过热器入口段为反应区，来不及反应的氨气则逃逸至后工段。炉膛底部至炉膛出口(37m左右)850-1100℃、炉膛出口至过热器入口(3m左右)为850-950℃，此两段为锅炉脱硝的有效反应区，而此技术因为是在锅炉底部以气态方式加入含氨废气，从炉膛底部至过热器入口40m左右的烟气流通的过程均为反应区，与传统SNCR技术在锅炉炉膛出口以5％左右的氨水进行加入相比，增加了反应物的停留时间，增加了反应物进行反应的时间，提高了反应效率，因在整个反应过程中始终处于反应温度中，且含氨废气中含有可燃气体，保证了反应过程中的反应温度，因整个反应温度得到保障、反应物停留时间得到增加，反应物之间得到充分反应，从而减少了未参与反应的反应物，减少了氨逃逸量。传统的锅炉脱硝所逃逸的氨气在温度降低后与烟气中的二氧化硫进行反应，生成硫酸铵、亚硫酸铵粘性较大的结晶物，结晶物与烟气中的锅炉灰结合，粘结在空气预热器及脱硫除尘布袋上，从而产生污堵。本专利技术还包括一种以含氨废气为脱硝剂的锅炉脱硝系统，系统包括气化炉、碳洗塔、变换炉、换热系统、氨洗涤塔、汽提塔、废气混合器、锅炉送风系统、锅炉、引风机和烟囱，气化炉通过管道与碳洗塔的进口连接，碳洗塔的出口通过管道与变换炉的进口连接，变换炉的出口与换热系统的进口连接，换热系统的出口与氨洗涤塔的进口连接，氨洗涤塔设有气体出口和液体出口，氨洗涤塔的液体出口与汽提塔的进口连接，汽提塔的出口与废气混合器的进口连接，废气混合器经过锅炉送风系统与锅炉的下部连接，锅炉的出口经过引风机与烟囱连接。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：(1)本专利技术以含氨废气作为脱硝剂，进行资源化利用，减少了废气排放污染，显著降低了烟气脱硝成本。(2)本专利技术中含氨废气以气态进入锅炉内进行脱硝工艺，与传统的SNCR脱硝加入氨水相比，减少了液态水汽化的汽化潜热消耗，减少了热量浪费。(3)经过本专利技术脱硝工艺，使得氮氧化物排放浓度小于100mg/m3。(4)本专利技术与传统的脱硝技术相比提高了反应效率，增加了反应物停留时间，保证了反应温度，减少了氨逃逸量，取得了良好的经济效益和环保效益，同时降低了尾部烟道因结晶物与灰混合而发生污堵的可能性。附图说明图1为本专利技术工艺流程图；1.气化炉、2.碳洗塔、3.变换炉、4.换热系统、5.氨洗涤塔、6.汽提塔、7.废气混合器、8.锅炉送风系统、9.锅炉、10.引风机、11.烟囱。具体实施方式下面结合具体实施例来进一步描述本专利技术，本专利技术的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。实施例1一种以含氨废气为脱硝剂的锅炉脱硝工艺工艺的具体步骤如下：(1)在气化炉内，煤和水在富氧情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以含氨废气为脱硝剂的锅炉脱硝工艺，其特征在于，工艺的具体步骤如下：(1)在气化炉内，煤和水在富氧情况下反应，产生以工艺气为主同时含副反应物氨气的粗工艺气，粗工艺气进入碳洗塔，在碳洗塔内除去固体颗粒物；(2)含氨粗工艺气经过碳洗塔后进入变换炉，在变换炉内部分一氧化碳和水蒸气在催化剂的作用下转化成二氧化碳和氢气，副反应物氨气不参与反应；(3)含氨粗工艺气经过变换炉后进入换热系统，在换热系统中进行降温，粗工艺气温度从430℃降到40℃，压力为6.0MPa；(4)含氨粗工艺气经过换热系统后进入氨洗涤塔，含氨粗工艺气在洗涤塔内与喷淋水逆向接触，在6.0MPa的压力下，氨气溶解在水中，形成含氨洗涤水，含氨洗涤水进入汽提塔；(5)在汽提塔中，压力为0.2MPa，含氨洗涤水在汽提塔上端喷入，底部加蒸汽，蒸汽与含氨洗涤水逆流接触换热，将溶解在洗涤水中的氨汽提成为含有气态氨的含氨废气；(6)含氨废气经过汽提塔后进入废气混合器，在废气混合器内与锅炉二次风均匀混合，含氨废气与二次风的体积比为7:5000‑15000；(7)与锅炉二次风均匀混合后的含氨废气由废气混合器出来后经过锅炉送风系统，以气态从锅炉下部进入锅炉，在温度为850‑1150℃条件下，含氨废气与锅炉内的烟气充分接触，进行脱硝反应，含氨废气在锅炉中与烟气中NOx的还原反应如式(1)和式(2):4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O  (1)2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O  (2)此外，含氨废气在锅炉内还发生如式(3)和式(4)如的反应：2CO+O2→2CO2  (3)2H2+O2→2H2O  (4)；(8)锅炉脱硝后的废气经过引风机由烟囱排出。...

【技术特征摘要】
1.一种以含氨废气为脱硝剂的锅炉脱硝工艺，其特征在于，工艺的具体步骤如下：(1)在气化炉内，煤和水在富氧情况下反应，产生以工艺气为主同时含副反应物氨气的粗工艺气，粗工艺气进入碳洗塔，在碳洗塔内除去固体颗粒物；(2)含氨粗工艺气经过碳洗塔后进入变换炉，在变换炉内部分一氧化碳和水蒸气在催化剂的作用下转化成二氧化碳和氢气，副反应物氨气不参与反应；(3)含氨粗工艺气经过变换炉后进入换热系统，在换热系统中进行降温，粗工艺气温度从430℃降到40℃，压力为6.0MPa；(4)含氨粗工艺气经过换热系统后进入氨洗涤塔，含氨粗工艺气在洗涤塔内与喷淋水逆向接触，在6.0MPa的压力下，氨气溶解在水中，形成含氨洗涤水，含氨洗涤水进入汽提塔；(5)在汽提塔中，压力为0.2MPa，含氨洗涤水在汽提塔上端喷入，底部加蒸汽，蒸汽与含氨洗涤水逆流接触换热，将溶解在洗涤水中的氨汽提成为含有气态氨的含氨废气；(6)含氨废气经过汽提塔后进入废气混合器，在废气混合器内与锅炉二次风均匀混合，含氨废气与二次风的体积比为7:5000-15000；(7)与锅炉二次风均匀混合后的含氨废气由废气混合器出来后经过锅炉送风系统，以气态从锅炉下部进入锅炉，在温度为850-1150℃条件下，含氨废气与锅炉内的烟气充分接触，进行脱硝反应，含氨废气在锅炉中与烟气中NOx的还原反应如式(1)和式(2):4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(1)2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O(2)此外...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先亮，邵永飞，段永升，李翠梅，
申请(专利权)人：久泰能源内蒙古有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15