CN103007749A - 一种π型SCR脱硝反应器均布流场的导流装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种π型选择性催化还原法脱硝反应器均布流场的导流装置及方法。它是由反应器前部烟道导流板、反应器入口处导流板与整流器组成，反应器前部烟道的导流板由3块均匀分布的弧度直板组成，反应器入口处的导流板由9块非均匀分布的弧度直板组成，整流器与催化剂模块单元相对应，每个模块单元对应均布的四个正方形整流格。本发明的导流装置结构简单，解决烟道弯道处、催化剂上方烟气的导流问题，优化了选择性催化还原脱硝反应器本体内部的导流装置设计，均匀流速与压力分布，促进烟气与催化剂的充分接触，有效提高了脱硝效率。

Description

一种π型SCR脱硝反应器均布流场的导流装置及方法

所属技术领域

本发明涉及一种电厂π型选择性催化还原法脱硝反应器均布流场的导流装置及方法 

背景技术

随着电力工业尤其是火电厂的发展，烟气中NO_X渐成为火电厂主要酸性气体污染排放物之一。用来控制电站锅炉NO_X排放的技术可以分为三大类：使用低氮燃料、低NO_X燃烧技术及烟气脱硝。当前脱硝最有效、技术最成熟的方法就是燃烧后控制即烟气脱硝，而选择性催化还原脱硝法(SCR)是目前应用最为广泛的烟气脱硝技术，其原理是烟气与喷氨系统中喷出的还原剂氨，在300～400℃下，以TiO₂作为担体的V₂O₅、WO₃及MoO₃等金属氧化物作为催化剂进行反应，成氮气与水。选择性催化还原法脱硝反应器导流装置的作用是让烟气流速均匀，尽可能使通过催化剂的烟气流量分配合理，优化了催化反应，提高了烟气脱硝效率与催化剂使用寿命。本发明是π型SCR脱硝反应器的均布流场导流装置，一般安装在反应器前部烟道弯道和反应器的入口处，包括π型SCR反应器中反应器前部烟道导流板(1)、反应器本体上方导流板(2)与整流器(3)。 

对现有文献的检索，袁景淇等在《SCR脱硝反应器入口烟气均流导流组件》(专利申请号：200810205061.6)、刘汉强等在《一种气动流场均匀分布的装置及其计算方法》(专利申请号：200810304122.4)，虽给出导流板相应计算方法，但未采用计算流体力学软件进一步论证反应器内部流场均匀分布，未提出最佳导流板方案，且未在反应器入口处采取导流板设置，未说明反应器入口处导流板与催化剂上整流器装置的定量设计。 

本发明提供的导流装置在定量设计的基础上经计算流体力学软件反复验证，得出最佳的导流装置设计，能更好的优化π型SCR脱硝反应器内部流场分布。 

发明内容：

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：通过反应器前部烟道导流板(1)、反应器入口处导流板(2)与整流器(3)有效优化SCR反应器内部流场，促进还原剂氨与烟气中的氮氧化物反应，提高脱硝效率。 

所述的反应器前部烟道导流板(1)一般安装在π型反应器前部烟道弯道处，为3块同样的导流板，其导流板(1)的设计主要是前部烟道内弯管道的90℃弯曲弧度(10)并在与弧相切的两端上各自加上长度为半径R的直线段，最终成为Y1、Y2、Y3，其布置方式为通过 对角线(8)四等分，将Y1、Y2、Y3均匀布置在线(8上)，圆弧的中点对应均分点。 

所述的反应器上方导流板(2)一般安装在π型脱硝反应器本体上方，为9块同样的导流板，其导流板(2)的设计主要是反应器内弯管道的90℃弯曲弧度(10)并在与弧相切的垂直末端上加上长度为半径R的直线段，最终成为X1-X9，其布置方式为通过对角线(9)先等分一半，将X1-X5均匀布置在线(9)的前半段，后半段均匀布置X6-X9。 

所述的整流器(3)一般安装在导流板与第一层催化剂中间，整流器的布置与催化剂模块单元相对应，每个模块单元(11)对应均布的四块整流器格子(12)。 

本发明利用流体力学原理并经流体力学软件多次实践模拟得出的方法，导流板(1)设置在反应器前部烟道处，采用3块均匀布置的弧度直板，缓冲了还原剂氨与烟气的混合，使得进入反应器的流速均匀；导流板(2)设置在反应器上方，采用9块非均匀布置的弧度直板，进一步优化反应器内部气体的混合，均匀流速与压力分布，反应器内部无涡流产生；整流器(3)布置在第一层催化剂上，其布置与催化剂模块单元相对应，使得进入催化剂反应的气体更为均匀的与催化剂表面接触，达到充分反应，提高脱硝效率，进而优化反应器内部装置设计的目的。 

本发明所述的导流板与整流器装置结构简单，设计便捷，可提高π型脱硝反应器的脱硝效率、促进催化剂有效利用、提高催化剂使用寿命。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 

图1是本发明的导流板与整流器示意图。 

图2是脱硝反应器图。 

图3是反应器内催化剂俯视图。 

图中1.反应器前部烟道导流板，2.反应器上方导流板，3.整流器，4.催化剂层，5.反应器前部烟道，6.喷氨装置，7.反应器本体，8.反应器前部烟道对角线，9.反应器上方对角线，10.反应器内弯烟道90℃弯角弧度，11.催化剂单元，12.整流器格子。 

具体实施方式

本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，但不限于下述实施例。 

图1所示的导流板(1)、导流板(2)、整流器(3)为本发明的导流装置。本实施例采用弧度直板(Y1、Y2、Y3)均匀分布反应器前部弯角烟道，该导流板为反应器前部弯烟道90℃弯角弧度与两端点相切、长度为R的直线段共同组成的，弧度的中心点定位在直线(8)的 三个均分点上上；弧度直板(X1-X9)非均匀分布在反应器上方，反应器内弯管道的90℃弯曲弧度(10)并在与弧相切的垂直末端加上长度为半径R的直线，其布置方式为X1-X5均匀布置在线(9)的前半段，后半段均匀布置X6-X9，其圆弧中心位于相应均分点上；整流器(3)的布置与催化剂模块单元相对应，每个模块单元(11)对应均布的四个整流器格子(12)。 

图2所示为SCR脱硝反应器结构图，反应器前部烟道顶部联通反应器本体上方处安装两处导流板装置，在第一层催化剂上方安装整流器装置。烟气进入前部烟道(5)与喷氨装置(6)喷射的还原剂氨一同经烟道通过导流板(Y1-Y3)，烟气经导流板与烟道的间隙进入反应器本体(7)上方的导流板(X1-X9)，再进入整流器(3)经整流格子(参见图3)整流后均匀分布在各催化剂模块单元中，经三层催化剂催化反应后，净烟气排出。 

实施结果： 

本实施例SCR脱硝反应器尺寸为长13000mm×宽15000mm×高14000mm，反应器内弯烟道半径R为1200mm，反应器内设置三层催化剂，催化剂模块的尺寸为长1500mm×宽1500mm×高1200mm。对角线(8)长4740mm，分为四等分，将90℃半径为R的圆弧与两端点相切且长度为R的直线共同组成的的弧度直板放置前部烟道处，其圆弧中心点位于三个均分点上；对角线(9)长13800mm，前半段长6900mm分为6等分，后半段分为4等分，将90℃半径为R的圆弧与圆弧垂直相切的下端上加上长度为半径R的直线共同组成的弧度直板放置反应器上方，其(X1-X5)圆弧中心点位于对角线(9)前半段五个均分点上，X6位于对角线(9)中心点，X7-X9位于对角线(9)后半段三个均分点上；单个整流器格子为均布的四等分催化剂模块单元，即为750mm×750mm。 

Claims (4)

1.一种π型选择性催化还原法脱硝反应器均布流场的导流装置及方法，包括反应器前部烟道导流板(1)、反应器入口处导流板(2)与整流器(3)，其特征在于：所述导流板是两组导流装置，一处位于反应器前部烟道处，为均匀分布的3块弧度直板，一处位于反应器本体上方处，为非均匀分布的弧度直板，所述的整流器是烟气经两组导流板之后的再次导流，位于第一层催化剂上方，为均匀分布的正方形格子。 

2.根据权利要求1所述的π型选择性催化还原法脱硝反应器均布流场的导流装置及方法，其特征是：所述的导流板(2)，即弧度直板(Y1、Y2、Y3)均匀分布在反应器前部弯角烟道，由反应器前部弯烟道90℃弯角弧度与两端点相切、长度为R的直线共同组成的，弧度的中心点定位在直线8的三个均分点上。 

3.根据权利要求1所述的π型选择性催化还原法脱硝反应器均布流场的导流装置及方法，其特征是：所述的导流板(2)，即弧度直板(X1-X9)非均匀分布在反应器上方，由反应器内弯管道的90℃弯曲弧度(10)并在与弧相切的垂直末端加上长度为半径R的直线，其布置方式为X1-X5均匀布置在线(9)的前半段的五个均分点上，X6位于对角线(9)中心点，X7-X9位于对角线(9)后半段三个均分点上。 

4.根据权利要求1所述的π型选择性催化还原法脱硝反应器均布流场的导流装置及方法，其特征是：整流器(3)的布置与催化剂模块单元相对应，每个模块单元(11)对应均布的四个正方形整流器格子(12)。 

Images