CN104208958B - 一种用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置，包括壳体(1)、设于壳体(1)底部的集灰斗(2)和固定于壳体(1)上的可翻转预除尘单元(3)，所述可翻转预除尘单元(3)底部设于集灰斗(2)的顶部边缘。该除尘装置结构简单、使用方便，可将SCR入口对催化剂造成巨大磨损的大颗粒除去，从而降低催化剂的磨损，延长催化剂在燃用高灰份煤机组上的使用寿命；通过控制金属烧结滤片的孔隙尺寸，控制预除尘颗粒的范围，具有预除尘效果好、阻力小、结构简单、适用面广等优点。

Description

一种用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置

技术领域

本发明属于发电设备领域，特别涉及一种用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置。

背景技术

选择性催化还原(SCR)脱硝技术因技术成熟、脱硝效率高，被公认为是最有效的燃煤烟气脱硝方法，在我国燃煤电厂广泛应用。据统计，截至2012年年底已投运的SCR脱硝机组总容量已超过2.3亿千瓦，预计到2014年底，脱硝机组普及率将达80％，机组容量将达到6.6亿千瓦。为了维持催化剂的高活性及运行的经济性，现有SCR脱硝系统普遍采用高尘布置方式，即将SCR反应器布置在锅炉省煤器与空气预热器之间。由于流经该位置的烟气未经除尘，烟气中含有高浓度的粉尘颗粒和可使催化剂中毒的Ca、Se的物质，因此，SCR脱硝催化剂磨损、堵塞和中毒成为该种布置方式脱硝系统面临的难题。

目前，虽然催化剂生产厂家也从催化剂结构及加工工艺过程着手，积极采取相关措施增加催化剂的耐磨性，如顶端硬化、壁面增厚等；但是，受我国电厂用煤供应复杂性和多样性的影响，这些措施仍无法解决燃用高灰份煤种机组面临的磨损、堵塞问题。例如，中国专利200710092757.8和201110183762.6公开了在脱硝入口处增设预除尘装置，但由于SCR入口处烟气温度较高(300～450℃)，不适宜采用传统的布袋和静电除尘方法，可以在该温度区段工作的旋风除尘器一般只应用于小型机组，应用于大型燃煤电厂不仅阻力大，且对烟气流速要求较高，布置比较复杂。因此，如何降低SCR脱硝系统入口烟尘浓度，对保证催化剂活性及整个脱硝系统运行的稳定性和经济性具有重要的意义。

由此可见，现有选择性催化还原脱硝技术主要存在以下两方面的问题：

(1)催化剂磨损问题

受我国煤炭资源和燃料供应政策的制约，目前燃煤机组燃料供应呈现出复杂性和多样性的特点，通常热值低、品质差、灰含量高(一般30％～40％，含量最高可达50％)，由此导致烟气中飞灰浓度极高，造成催化剂磨损，严重影响其使用寿命，成为目前脱硝系统亟需解决的问题。

(2)大型燃煤电站锅炉高温除尘难的问题

对于大型燃煤电站锅炉而言，高温除尘一直是个难点。目前，可在高温下运行的旋风分离器由于阻力大，且对入口速度要求高，布置困难差等原因不适宜大型燃煤电站锅炉。

发明内容

发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、实施方便、可适应高温条件下除尘的用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置。

技术方案：本发明提供的一种用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置，包括壳体、设于壳体底部的集灰斗和固定于壳体上的可翻转预除尘单元，所述可翻转预除尘单元底部设于集灰斗的顶部边缘。

作为改进，所述可翻转预除尘单元包括支撑框架、固定于支撑框架上的碳化硅粉末烧结除尘滤板和旋转铰链，所述可翻转预除尘单元顶部通过旋转铰链与壳体连接。

作为另一种改进，所述可翻转预除尘单元包括通过铰链连接的上部固定预除尘单元和下部翻转预除尘单元，所述上部固定预除尘单元顶部与壳体连接；所述上部固定预除尘单元和下部翻转预除尘单元分别包括支撑框架和固定于支撑框架上的碳化硅粉末烧结除尘滤板。

作为另一种改进，所述集灰斗和可翻转预除尘单元设置于壳体端部；或者集灰斗和可翻转预除尘单元设置于壳体中部。

作为另一种改进，还包括前压力测点和后压力测点，所述前压力测点设于可翻转预除尘单元前的壳体内，后压力测点设于可翻转预除尘单元前的壳体内。

作为另一种改进，还包括后吹灰器，所述后吹灰器设于可翻转预除尘单元后的壳体内。

作为另一种改进，还包括前吹灰器，所述前吹灰器设于可翻转预除尘单元前的壳体内。

作为另一种改进，还包括检修人孔门，所述检修人孔门设于壳体上。

作为另一种改进，还包括烟尘挡块，所述烟尘挡块设于可翻转预除尘单元前的壳体底部。

有益效果：本发明提供的用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置结构简单、使用方便，可将SCR入口对催化剂造成巨大磨损的大颗粒除去，从而降低催化剂的磨损，延长催化剂在燃用高灰份煤机组上的使用寿命；通过控制金属烧结滤片的孔隙尺寸，控制预除尘颗粒的范围，具有预除尘效果好、阻力小、结构简单、适用面广等优点。

具体而言，本发明相对于现有技术具有以下突出的优势：

(1)本发明提供的预除尘装置采用可翻转滤板与高压气体(蒸汽或压缩空气)反吹灰相结合方式进行清灰，与旋风分离器和挡板式预除尘相比，本发明提出的预除尘装置脱除颗粒的粒径范围宽且可控，对烟气流速等无要求，适应性强，且整个系统的阻力较小。

(2)本发明提供的预除尘装置采用耐高温的碳化硅金属粉末烧结而成的多孔滤片作为除尘核心部件，可适用于800℃以下高温除尘，通过控制滤片孔隙尺寸可实现对SCR脱硝入口不同粒径的颗粒进行预除尘，有效的解决了SCR脱硝入口除尘难的问题；可应用于任何容量的机组，可解决大型燃煤电站锅炉高温除尘难的问题。

(3)本发明提供的预除尘装置通过在集灰斗前加装烟尘挡块，可使集灰斗上部和滤板前形成一个回流区，从而能够将部分滤板表面的飞灰卷吸到集灰斗中，促进了滤板表面飞灰脱落。

(4)本发明提供的预除尘装置具有结构简单、实施方便，适用于现有脱硝系统的改造。

附图说明

图1是实施例1的用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置的结构示意图；

图2是可翻转预除尘单元的结构示意图；

图3是碳化硅粉末烧结除尘滤板的实物图；

图4是实施例2的用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置的结构示意图；

图5是烟尘挡块的布置示意图；

图6是实施例3的用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置的结构示意图；

图7是实施例4的用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步说明。

实施例1

用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置，见图1～3，壳体1、设于壳体1底部的集灰斗2、固定于壳体1上的可翻转预除尘单元3、前压力测点4、后压力测点5、后吹灰器6、检修人孔门8，可翻转预除尘单元3底部设于集灰斗2的顶部边缘。前压力测点4设于可翻转预除尘单元3前的壳体1内，后压力测点5设于可翻转预除尘单元3后的壳体1内。后吹灰器6设于可翻转预除尘单元3后的壳体1内。前吹灰器7设于可翻转预除尘单元3前的壳体1内。

可翻转预除尘单元3包括支撑框架31、固定于支撑框架31上的碳化硅粉末烧结除尘滤板32和旋转铰链33，可翻转预除尘单元3顶部通过旋转铰链与壳体1连接。碳化硅粉末烧结除尘滤板32是由碳化硅粉末烧结而成，见图3，孔隙大小在烧结过程中可调，在实际应用过程中，可根据需要选择不同孔隙尺寸的碳化硅粉末烧结除尘滤板32。

可翻转预除尘单元3与省煤器出口烟道10连接，为了使吸附在碳化硅粉末烧结除尘滤板32表面的部分飞灰能在自重的作用下落入集灰斗中，设计可翻转预除尘单元3与水平烟道的夹角为α，α取值范围为45～90°。在可翻转预除尘单元3前后分别安装的前压力测点4、后压力测点5，用于检测预除尘单元阻力变化，定性表征滤板3-2表面积灰量。在可翻转预除尘单元3后安装2～4个前吹灰器7，该前吹灰器7为可伸缩式，只有吹灰时才深入烟道，吹灰介质为蒸汽或高压空气。紧挨着可翻转预除尘单元3前布置一个集灰斗2，集灰斗下部安装锁气器和放灰阀，定期将灰斗中飞灰到灰罐或空预器出口烟道中。

在运行过程中，含带一定量飞灰的烟尘气流经可翻转预除尘单元3，飞灰会被碳化硅粉末烧结除尘滤板32捕获。随着碳化硅粉末烧结除尘滤板32表面捕获灰量的增加，可翻转预除尘单元3前后压差会逐渐增大，同时部分飞灰在重力作用下会脱离碳化硅粉末烧结除尘滤板32落入集灰斗2中。当压差大于一定值时，可采用可伸缩式的前吹灰器7对可翻转预除尘单元3进行反吹扫，吹掉的飞灰颗粒落入集灰斗2，待差压恢复正常后，停止吹灰。

实施例2

用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置，见图4～5，与实施例1基本相同，不同之处仅在于：在可翻转预除尘单元3前的壳体1底部、集灰斗2前布置一个烟尘挡块9，其作用是在集灰斗2上部和可翻转预除尘单元3前形成一个回流区，该回流区冲刷碳化硅粉末烧结除尘滤板32表面，从而能够促使碳化硅粉末烧结除尘滤板32表面更多的飞灰能够通过重力落入灰斗，减少吹灰的次数。

烟尘挡块9横截面为三角形，迎风面与水平烟道夹角为β，β取值范围为10～45°。挡块的高度为a，a的取值依据集灰斗2入口的宽度b确定，a/b取值范围为0.5～1.2。

实施例3

用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置，见图6，与实施例1基本相同，不同之处仅在于：可翻转预除尘单元3包括通过铰链36连接的上部固定预除尘单元34和下部翻转预除尘单元35，上部固定预除尘单元34顶部与壳体1连接；上部固定预除尘单元34和下部翻转预除尘单元35分别包括支撑框架31和固定于支撑框架31上的碳化硅粉末烧结除尘滤板32；还包括前吹灰器7，前吹灰器7设于可翻转预除尘单元3前的壳体1内。

在运行过程中，一旦可翻转预除尘单元3前后压差大于一定值，即可采用前吹灰器7对上部固定预除尘单元34进行吹扫，吹掉的飞灰颗粒一部分落入集灰斗2，另一部分落到下部翻转预除尘单元35滤板表面。待上部固定预除尘单元34吹灰结束后，将下部翻转预除尘单元35向前翻转至水平位置，部分吸附在滤板表面的飞灰在重力的作用下会落入灰斗5中，之后，采用布置在灰斗上部的可伸缩前吹灰器7反吹下部翻转预除尘单元35，待吹扫结束后，再将下部翻转预除尘单元35旋转恢复至原位。

实施例4

用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置，见图7，与实施例1基本相同，不同之处仅在于：可翻转预除尘单元3布置在省煤器出口拐角处，且可旋转。在运行过程中，可翻转预除尘单元3旋转至A号位置，当压差达到一定值时，将可翻转预除尘单元3旋转至B号位，然后，开启可伸缩后吹灰器6反吹预除尘单元的滤板，待压力恢复后，再将可翻转预除尘单元3旋转至A号位。

本实施例适用于水平烟道较短，且烟气中飞灰浓度较低的机组。

Claims (2)

1.一种用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置，其特征在于：包括壳体(1)、设于壳体(1)底部的集灰斗(2)和固定于壳体(1)上的可翻转预除尘单元(3)，所述可翻转预除尘单元(3)底部设于集灰斗(2)的顶部边缘；所述可翻转预除尘单元(3)包括支撑框架(31)、固定于支撑框架(31)上的碳化硅粉末烧结除尘滤板(32)和旋转铰链(33)，所述可翻转预除尘单元(3)顶部通过旋转铰链与壳体(1)连接；所述可翻转预除尘单元(3)包括通过铰链(36)连接的上部固定预除尘单元(34)和下部翻转预除尘单元(35)，所述上部固定预除尘单元(34)顶部与壳体(1)连接；所述上部固定预除尘单元(34)和下部翻转预除尘单元(35)分别包括支撑框架(31)和固定于支撑框架(31)上的碳化硅粉末烧结除尘滤板(32)；所述集灰斗(2)和可翻转预除尘单元(3)设置于壳体(1)端部，或者集灰斗(2)和可翻转预除尘单元(3)设置于壳体(1)中部；还包括前压力测点(4)和后压力测点(5)，所述前压力测点(4)设于可翻转预除尘单元(3)前的壳体(1)内，后压力测点(5)设于可翻转预除尘单元(3)后的壳体(1)内；还包括后吹灰器(6)，所述后吹灰器(6)设于可翻转预除尘单元(3)后的壳体(1)内；还包括前吹灰器(7)，所述前吹灰器(7)设于可翻转预除尘单元(3)前的壳体(1)内；还包括烟尘挡块(9)，所述烟尘挡块(9)设于可翻转预除尘单元(3)前的壳体(1)底部；所述壳体(1)为卧式壳体。

2.根据权利要求1所述的一种用于选择性催化还原脱硝系统的可翻转预除尘装置，其特征在于：还包括检修人孔门(8)，所述检修人孔门(8)设于壳体(1)上。