CN103041703B - 用于燃烧褐煤的scr烟气脱硝系统 - Google Patents

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本发明公开了一种用于燃烧褐煤的SCR烟气脱硝系统，从炉膛出来的烟气经水平烟道、省煤器、高温空气预热器后和喷氨格栅注入的还原剂氨水充分混合后，进入SCR反应器，在催化剂的作用下发生选择性催化还原反应，反应后烟气进入低温空气预热器。本发明保证了在燃烧褐煤时，通过调节空气旁路管道内空气流量大小，使得进入SCR反应器的高温烟气能被高温空气预热器中由风机输送至炉膛的空气冷却至脱硝催化剂所需的320-400℃，此时脱硝催化剂已无烧结的风险。而风机提供给炉膛的空气通过低温的空气预热器预热后，再在高温空气预热器中由高温烟气加热至褐煤或者褐煤掺烧所必须的400℃以上的温度范围。

Description

用于燃烧褐煤的SCR烟气脱硝系统
技术领域
本发明涉及一种用于褐煤或者褐煤掺烧的锅炉后SCR烟气脱硝系统，具体的说，涉及一种采用低温和高温两级空气预热器，将SCR反应器布置在两级空预器之间，确保在燃烧褐煤时，SCR反应器内烟气温度满足脱硝催化剂的反应活性温度，避免脱硝催化剂的烧结风险的SCR烟气脱硝系统。
背景技术
传统的烟气脱销系统如图2：煤粉在炉膛1内燃烧生成高温烟气，高温烟气依次通过水平烟道2，省煤器3；SCR反应器8通过烟气接入管4与省煤器3相连，烟气接入管4中依次布置导流板5、喷氨格栅6、静态混合器7，脱硝催化剂9布置在SCR反应器8中；SCR反应器8下部通过烟气输出管23与静电除尘器24连接，在静电除尘器24与SCR反应器之间的烟气输出管23内设有空气预热器22，烟气挡板19；所述炉膛1的空气输入管20与风机21经空气预热器22相连；卸氨压缩机15将液氨降压并保存到储氨罐13中，氨蒸发器12将储氨罐13内氨水蒸发，利用氨气引出管11进入氨/空气混合器10；送风机16通过空气输出管17与氨/空气混合器10相连；氨/空气混合器10与喷氨格栅6相连。喷氨格栅7的喷嘴与烟气流动方向一致；在SCR反应器中，烟气中NOx与喷氨格栅喷出的氨气在催化剂的作用下发生选择性催化还原反应，NOx被还原成N2和H2O。净化后烟气依次进入空气预热器22、静电除尘器24、FGD脱硫设备26后，通过烟囱排放。
在传统的SCR脱硝工艺中，由于脱硝催化剂的活性反应温度在320-400℃，而褐煤或者掺烧褐煤时，由于褐煤水分较高，需要使用空气预热器出口空气的温度达到400℃以上，而脱硝催化剂布置在空预器和省煤器之间，此时该区间的烟气温度会超过400℃。这样高的烟气温度不适合脱硝催化剂，通常会造成脱硝催化剂烧结，使得脱硝催化剂活性部分或者完全丧失，所以在掺烧褐煤或者燃烧褐煤的锅炉进行SCR烟气脱硝，如果按照传统SCR脱硝工艺，将SCR催化剂布置在省煤器和空预器之间，脱硝催化剂具有很高的烧结风险。
因此，如何解决在掺烧褐煤或者燃烧褐煤的锅炉进行SCR烟气脱硝时，确保烟气温度满足脱硝催化剂的反应活性温度，防止脱硝催化剂的烧结就显得相当重要。
发明内容
本发明提出的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于燃烧褐煤的SCR烟气脱硝系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于燃烧褐煤的SCR烟气脱硝系统，它包括：烟气接入管、导流板、喷氨格栅、静态混合器、SCR反应器、氨/空气混合器、氨蒸发器、储氨罐、卸氨压缩机、送风机、吹灰设备、烟气挡板、热风管道、风机、空气预热器、静电除尘器、引风机、高温空气预热器、旁路空气管道、空气挡板；其中，所述炉膛出口依次与水平烟道和省煤器连接。SCR反应器的入口通过烟气接入管与省煤器相连，烟气接入管中依次布置导流板、高温空气预热器、喷氨格栅、静态混合器；所述SCR反应器下部通过烟气输出管与静电除尘器连接，静电除尘器与SCR反应器的出口通过烟气输出管连接，烟气输出管中依次布置烟气挡板和空气预热器；风机依次通过空气预热器的空气管道、高温空气预热器的空气管道和炉膛相连；空气预热器之后引出旁路空气管道，绕过高温空气预热器，直接与炉膛相连；旁路空气管道中设置空气挡板；卸氨压缩机与储氨罐的入口相连，氨蒸发器与储氨罐相连，用于蒸发储氨罐内氨水；储氨罐的出口通过氨气引出管与氨/空气混合器的氨气入口连接；送风机通过空气输出管与氨/空气混合器的空气入口相连；氨/空气混合器的出口与喷氨格栅的喷嘴相连，喷氨格栅的喷嘴与烟气流动方向一致；静电除尘器和引风机相连。
本发明的有益效果是，本发明采用高温和低温两级空气预热器，将脱硝设备布置在两级空气预热器之间，通过增加空气旁路管道，通过改变空气挡板开度，对进入SCR反应器温度进行适当调节。当烟气温度过高时，减小空气挡板开度，降低旁路空气管道内空气流量，增加空气与烟气之间的换热，充分降低烟气温度；当烟气温度接近脱硝催化剂所需活性反应温度时，提高空气挡板开度，适当增加旁路空气管道内空气流量，减少空气与烟气之间的换热，适当降低烟气温度。确保进入SCR反应器的烟气温度能够满足脱硝催化剂所需的320-400℃的活性反应温度，降低脱硝催化剂烧结的风险。同时，确保经过高温空气预热器加热后，进入炉膛的空气温度达到褐煤或者褐煤掺烧所必须的400℃以上的温度范围。
附图说明
图1为本发明用于燃烧褐煤的SCR烟气脱硝系统的结构示意图；
图2为传统SCR烟气脱硝系统的结构示意图；
图中：炉膛1、水平烟道2、省煤器3、烟气接入管4、导流板5、喷氨格栅6、静态混合器7、SCR反应器8、催化剂9、氨/空气混合器10、氨气引出管11、氨蒸发器12、储氨罐13、液氨槽车14、卸氨压缩机15、送风机16、空气输出管17、吹灰设备18、烟气挡板19、热风管道20、风机21、空气预热器22、烟气输出管23、静电除尘器24、引风机25、FGD脱硫设备26、高温空气预热器27、旁路空气管道28、空气挡板29。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，本发明的目的和效果将变得更加明显。
如图1所示，本发明用于燃烧褐煤的SCR烟气脱硝系统包括：烟气接入管4、导流板5、喷氨格栅6、静态混合器7、SCR反应器8、氨/空气混合器10、氨蒸发器12、储氨罐13、卸氨压缩机15、送风机16、吹灰设备18、烟气挡板19、热风管道20、风机21、空气预热器22、静电除尘器24、引风机25、高温空气预热器27、旁路空气管道28和空气挡板29。
炉膛1出口依次与水平烟道2和省煤器3连接。SCR反应器8的入口通过烟气接入管4与省煤器3相连，烟气接入管4中依次布置导流板5、高温空气预热器27、喷氨格栅6、静态混合器7；所述SCR反应器8下部通过烟气输出管23与静电除尘器24连接，静电除尘器24与SCR反应器8的出口通过烟气输出管23连接，烟气输出管23中依次布置烟气挡板19和空气预热器22；风机21依次通过空气预热器22的空气管道、高温空气预热器27的空气管道和炉膛1相连；空气预热器22之后引出旁路空气管道28，绕过高温空气预热器27，直接与炉膛1相连；旁路空气管道28中设置空气挡板29；卸氨压缩机15与储氨罐13的入口相连，氨蒸发器12与储氨罐13相连，用于蒸发储氨罐13内氨水；储氨罐13的出口通过氨气引出管11与氨/空气混合器10的氨气入口连接；送风机16通过空气输出管17与氨/空气混合器10的空气入口相连；氨/空气混合器10的出口与喷氨格栅6的喷嘴相连，喷氨格栅6的喷嘴与烟气流动方向一致；静电除尘器24和引风机25相连。
本发明的工作过程如下：锅炉运行后，炉膛1产生高温烟气依次通过水平烟道2、省煤器3、高温空气预热器27、喷氨格栅6进入静态混合器7；氨蒸发器13产生的氨蒸汽进入氨/空气混合器10后，与送风机16送来的空气混合，形成一定浓度的氨气，并由喷氨格栅6喷入烟气中；高温烟气和氨气在静态混合器7中混合均匀后，进入SCR反应器8；在SCR反应器8中，烟气中NOx与喷氨格栅6喷出的氨气在催化剂9的作用下发生选择性催化还原反应，NOx被还原成N2和H2O。净化后烟气依次进入低温空气预热器22、静电除尘器24，再由引风机25送入后续的FGD脱硫设备26进行脱硫处理，最后通过烟囱排放出去。在SCR反应器8中，高温烟气在高温空气预热器27中由风机21输送至炉膛1的空气进行冷却。当烟气温度过高时，通过减小空气挡板29开度，降低旁路空气管道28内空气流量，增加空气与烟气之间的换热，充分降低烟气温度；当烟气温度接近脱硝催化剂所需活性反应温度时，通过增大空气挡板29开度，适当增加旁路空气管道28内空气流量，减少空气与烟气之间的换热，适当降低烟气温度。通过对空气挡板29的调节，确保高温烟气经过空气冷却后，达到脱硝催化剂所需的320-400℃（如350℃），此时脱硝催化剂已无烧结的风险。而风机21提供给炉膛1的空气通过低温的空气预热器22预热后，再在高温空气预热器27中由高温烟气加热至褐煤或者褐煤掺烧所必须的400℃以上的温度范围。

Claims (1)

1.一种用于燃烧褐煤的SCR烟气脱硝系统，炉膛（1）出口依次与水平烟道（2）和省煤器（3）连接；其特征在于，它包括：烟气接入管（4）、导流板（5）、喷氨格栅（6）、静态混合器（7）、SCR反应器（8）、氨/空气混合器（10）、氨蒸发器（12）、储氨罐（13）、卸氨压缩机（15）、送风机（16）、吹灰设备（18）、烟气挡板（19）、热风管道（20）、风机（21）、空气预热器（22）、静电除尘器（24）、引风机（25）、高温空气预热器（27）和旁路空气管道（28）；其中SCR反应器（8）的入口通过烟气接入管（4）与省煤器（3）相连，烟气接入管（4）中依次布置导流板（5）、高温空气预热器（27）、喷氨格栅（6）、静态混合器（7）；所述SCR反应器（8）下部通过烟气输出管（23）与静电除尘器（24）连接，烟气输出管（23）中依次布置烟气挡板（19）和空气预热器（22）；风机（21）依次通过空气预热器（22）的空气管道、高温空气预热器（27）的空气管道和炉膛（1）相连；空气预热器（22）通过旁路空气管道（28）直接与炉膛（1）相连，旁路空气管道（28）中设置空气挡板（29）；卸氨压缩机（15）与储氨罐（13）的入口相连，氨蒸发器（12）与储氨罐（13）相连，用于蒸发储氨罐（13）内氨水；储氨罐（13）的出口通过氨气引出管（11）与氨/空气混合器（10）的氨气入口连接；送风机（16）通过空气输出管（17）与氨/空气混合器（10）的空气入口相连；氨/空气混合器（10）的出口与喷氨格栅（6）的喷嘴相连，喷氨格栅（6）的喷嘴与烟气流动方向一致；静电除尘器（24）和引风机（25）相连。
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