CN104906950A - 低温scr烟气脱硝装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及低温SCR烟气脱硝装置。还原剂循环供应模块的出口通过第一管道与计量分配模块的进口连接，计量分配模块的出口通过若干个第二管道与还原剂溶液蒸发模块的进口连接，还原剂溶液蒸发模块的出口通过第三管道与稀释混合模块的进口连接，稀释混合模块的出口通过第四管道与反应器模块的进口连接；反应器模块中，喷氨部件、温度控制器和催化剂部件在反应器壳体内沿烟气流向顺序设置，第四管道连接喷氨部件；还原剂循环供应模块、计量分配模块、还原剂溶液蒸发模块、稀释混合模块和反应器模块分别与控制模块连接。本发明可有效解决催化剂磨损、中毒、高温烧结失效以及布置需要大量的空间等问题，脱除效率更高更稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于烟气净化硝酸厂、已内酰胺厂、燃气轮机、燃煤燃气锅炉、生活垃圾焚烧炉、炼油厂加热炉、乙烯裂解炉等所产生烟气的脱除装置，具体地说是一种低温SCR烟气脱硝装置。
背景技术
SCR（Selective Catalytic Reduction）——选择性催化还原法脱硝技术是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术，在日本、欧洲、美国等国家地区的大多数电厂中基本都应用此技术，它没有副产物，不形成二次污染，装置结构简单，并且脱除效率高（可达90%以上），运行可靠，便于维护等优点。
SCR脱硝技术的原理是：将含有NH3的还原剂送入脱硝反应器，依靠催化剂的作用将流经脱硝反应器的烟气中的NOx还原成的N2 和H2O。但现在的大量研究应用的主要是高温（300-400℃）SCR脱硝技术，即在300-400℃的较高温度下用催化剂选择性催化还原氮氧化物。其弊端在于，催化剂布置在空气预热器与省煤器之间，催化剂会被烟气中飞灰磨损，催化剂会出现中毒现象、催化剂会被高温烧结失效，并且催化剂的布置需要大量的空间，这些都是有待解决的问题。
因此开发低温SCR脱销技术就势在必行，其中把SCR脱硝步骤设置在脱硫除尘以后，这些问题均可解决，但由于烟气在脱硫除尘以后的温度只是在80℃，而生物质发电项目在脱硫除尘以后的温度在150℃左右，因此需增加对催化剂反应区的温度调节手段，以利于达到更高更稳定的脱除效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种低温SCR烟气脱硝装置，其设计合理，能够适应锅炉燃烧工况，尤其是生物质焚烧炉的特性，可以有效控制氮氧化物的排放；其应用于脱硫除尘后，可以有效解决催化剂被烟气中飞灰磨损、催化剂中毒现象、催化剂高温烧结失效以及催化剂的布置需要大量的空间等问题，以利于达到更高更稳定的脱除效率。
按照本发明提供的技术方案：低温SCR烟气脱硝装置，包括还原剂循环供应模块和计量分配模块，所述还原剂循环供应模块的出口通过第一管道与计量分配模块的进口连接，还原剂循环供应模块内部储有的还原剂溶液通过第一管道输送至计量分配模块；其特征在于：脱硝装置还包括还原剂溶液蒸发模块、稀释混合模块、反应器模块和控制模块；所述连接计量分配模块的出口通过若干个第二管道与还原剂溶液蒸发模块的进口连接，还原剂溶液通过计量分配模块分配为多路后通过若干个第二管道分别输出至还原剂溶液蒸发模块；所述还原剂溶液蒸发模块的出口通过第三管道与稀释混合模块的进口连接，还原剂溶液通过还原剂溶液蒸发模块转化为氨气后通过第三管道输送至稀释混合模块；所述稀释混合模块的出口通过第四管道与反应器模块的进口连接，氨气通过稀释混合模块稀释处理后通过第四管道输送至反应器模块；所述反应器模块包括设置在反应器壳体内的喷氨部件、温度控制器和至少一个催化剂部件，所述喷氨部件、温度控制器和催化剂部件在反应器壳体内沿烟气流向顺序设置，所述第四管道的出口端连接喷氨部件，经过稀释过的氨气经由喷氨部件喷入反应器壳体内并与烟气混合，所述温度控制器用于调控烟气温度，所述催化剂部件包括催化剂安装层和装在其中的催化剂，催化剂用于促使氨气还原烟气中的氮氧化物；所述还原剂循环供应模块、计量分配模块、还原剂溶液蒸发模块、稀释混合模块和反应器模块分别与控制模块连接并在控制模块控制下进行动作。
作为本发明的进一步改进，所述还原剂溶液为尿素或氨水。
作为本发明的进一步改进，所述还原剂溶液蒸发模块包括若干个喷头，所述喷头安装在第二管道的出口端。
作为本发明的进一步改进，所述反应器壳体为倒U形或倒L形。
作为本发明的进一步改进，所述反应器模块还包括整流部件，所述整流部件设置在温度控制器和催化剂之间，整流部件用于调整烟气流向，保证烟气与催化剂充分接触。
作为本发明的进一步改进，所述喷氨部件采用可拆卸式喷氨格栅，所述整流部件采用整流格栅。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
（1）、本发明设计合理，能够适应锅炉燃烧工况，尤其是生物质焚烧炉的特性，可以有效控制氮氧化物的排放；
（2）、本发明在烟气流转环节中的设置位置选择合理，应用于脱硫除尘后，可以有效解决催化剂被烟气中飞灰磨损、催化剂中毒现象、催化剂高温烧结失效以及催化剂的布置需要大量的空间等问题。
（3）、本发明可使锅炉烟气在80-240℃之间实现稳定的催化还原反应。
（4）、本发明的反应器模块中设置有温度控制器，可以对催化剂反应区的温度进行调节（对原烟气进行加热），以利于达到更高更稳定的脱除效率。
（5）、本发明催化剂部件中的催化剂安装层可兼容不同形式（如蜂窝式、板式、波纹式、颗粒式）的催化剂，为今后长期运行作优化设计，且占地空间小。
（6）、本发明中的氨逃逸少（<3ppm），不会出现由于氨逃逸等引起的构筑物腐蚀问题。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，实施例中的低温SCR烟气脱硝装置主要由还原剂循环供应模块1、计量分配模块2、还原剂溶液蒸发模块3、稀释混合模块4、反应器模块5和控制模块6组成。
如图1所示，所述还原剂循环供应模块1的出口通过第一管道7与计量分配模块2的进口连接，还原剂循环供应模块1内部储有的还原剂溶液通过第一管道7输送至计量分配模块2。所述还原剂溶液为尿素或氨水。
如图1所示，所述连接计量分配模块2的出口通过若干个第二管道8与还原剂溶液蒸发模块3的进口连接，还原剂溶液通过计量分配模块2分配为多路后通过若干个第二管道8分别输出至还原剂溶液蒸发模块3。
如图1所示，所述还原剂溶液蒸发模块3的出口通过第三管道9与稀释混合模块4的进口连接，还原剂溶液通过还原剂溶液蒸发模块3转化为氨气后通过第三管道9输送至稀释混合模块4。所述还原剂溶液蒸发模块3包括若干个喷头3.1，所述喷头3.1安装在第二管道8的出口端。
如图1所示，所述稀释混合模块4的出口通过第四管道10与反应器模块5的进口连接，氨气通过稀释混合模块4稀释处理后通过第四管道10输送至反应器模块5。
如图1所示，本发明实施例中，所述反应器模块5主要由设置在反应器壳体5.1内的喷氨部件5.2、温度控制器5.3、整流部件5.4和三个催化剂部件5.5，所述喷氨部件5.2、温度控制器5.3、整流部件5.4和催化剂部件5.5在反应器壳体5.1内沿烟气流向顺序设置，所述第四管道10的出口端连接喷氨部件5.2，经过稀释过的氨气经由喷氨部件5.2喷入反应器壳体5.1内并与烟气混合，所述温度控制器5.3用于调控烟气温度，所述整流部件5.4用于调整烟气流向，保证烟气与催化剂充分接触，所述催化剂部件5.5包括催化剂安装层和装在其中的催化剂，催化剂用于促使氨气还原烟气中的氮氧化物。
如图1所示，所述反应器壳体5.1为倒U形。所述喷氨部件5.2采用可拆卸式喷氨格栅，所述整流部件5.4采用常规的整流格栅。
如图1所示，所述还原剂循环供应模块1、计量分配模块2、还原剂溶液蒸发模块3、稀释混合模块4和反应器模块5分别与控制模块6连接并在控制模块6控制下进行动作。
本发明的工作原理如下：
在工作时，生活垃圾焚烧炉或工业锅炉内产生含有氮氧化物的烟气。烟气经脱硫除尘后进入本发明的反应器模块5中，从反应器壳体5.1的进口进入，依次流经喷氨部件5.2、温度控制器5.3、整流部件5.4和三个催化剂部件5.5，然后从反应器壳体5.1的出口排出。
在上述烟气流通过程中，还原剂循环供应模块1将自身内部储存的还原剂溶液通过第一管道7输送至计量分配模块2，由计量分配模块2将还原剂溶液分配为多路后通过若干个第二管道8分别输出至还原剂溶液蒸发模块3，通过还原剂溶液蒸发模块3将还原剂溶液转化为氨气后通过第三管道9输送至稀释混合模块4，氨气通过稀释混合模块4稀释处理后通过第四管道10输送至反应器模块5，经过稀释过的氨气经由喷氨部件5.2喷入反应器壳体5.1内并与烟气混合，控制模块6不断采集其余几个模块的参数信息，计算出合适的反应温度，并通过温度控制器5.3调控烟气温度至合适温度（80-240℃）；调温后的烟气通过整流部件5.4调整流向，保证烟气与催化剂充分接触，氨气与烟气中的氮氧化物在催化剂的催化作用下进行氧化还原化学反应，生成无害的氮气和水排出。
Claims (6)
1.低温SCR烟气脱硝装置，包括还原剂循环供应模块（1）和计量分配模块（2），所述还原剂循环供应模块（1）的出口通过第一管道（7）与计量分配模块（2）的进口连接，还原剂循环供应模块（1）内部储有的还原剂溶液通过第一管道（7）输送至计量分配模块（2）；其特征在于：脱硝装置还包括还原剂溶液蒸发模块（3）、稀释混合模块（4）、反应器模块（5）和控制模块（6）；所述连接计量分配模块（2）的出口通过若干个第二管道（8）与还原剂溶液蒸发模块（3）的进口连接，还原剂溶液通过计量分配模块（2）分配为多路后通过若干个第二管道（8）分别输出至还原剂溶液蒸发模块（3）；所述还原剂溶液蒸发模块（3）的出口通过第三管道（9）与稀释混合模块（4）的进口连接，还原剂溶液通过还原剂溶液蒸发模块（3）转化为氨气后通过第三管道（9）输送至稀释混合模块（4）；所述稀释混合模块（4）的出口通过第四管道（10）与反应器模块（5）的进口连接，氨气通过稀释混合模块（4）稀释处理后通过第四管道（10）输送至反应器模块（5）；所述反应器模块（5）包括设置在反应器壳体（5.1）内的喷氨部件（5.2）、温度控制器（5.3）和至少一个催化剂部件（5.5），所述喷氨部件（5.2）、温度控制器（5.3）和催化剂部件（5.5）在反应器壳体（5.1）内沿烟气流向顺序设置，所述第四管道（10）的出口端连接喷氨部件（5.2），经过稀释过的氨气经由喷氨部件（5.2）喷入反应器壳体（5.1）内并与烟气混合，所述温度控制器（5.3）用于调控烟气温度，所述催化剂部件（5.5）包括催化剂安装层和装在其中的催化剂，催化剂用于促使氨气还原烟气中的氮氧化物；所述还原剂循环供应模块（1）、计量分配模块（2）、还原剂溶液蒸发模块（3）、稀释混合模块（4）和反应器模块（5）分别与控制模块（6）连接并在控制模块（6）控制下进行动作。
2.如权利要求1所述的低温SCR烟气脱硝装置，其特征在于：所述还原剂溶液为尿素或氨水。
3.如权利要求1所述的低温SCR烟气脱硝装置，其特征在于：所述还原剂溶液蒸发模块（3）包括若干个喷头（3.1），所述喷头（3.1）安装在第二管道（8）的出口端。
4.如权利要求1所述的低温SCR烟气脱硝装置，其特征在于：所述反应器壳体（5.1）为倒U形或倒L形。
5.如权利要求1所述的低温SCR烟气脱硝装置，其特征在于：所述反应器模块（5）还包括整流部件（5.4），所述整流部件（5.4）设置在温度控制器（5.3）和催化剂之间，整流部件（5.4）用于调整烟气流向，保证烟气与催化剂充分接触。
6.如权利要求1所述的低温SCR烟气脱硝装置，其特征在于：所述喷氨部件（5.2）采用可拆卸式喷氨格栅，所述整流部件（5.4）采用整流格栅。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106705091A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-05-24 | 西安交通大学 | 一种减缓scr催化剂失活和空气预热器堵塞的系统和方法 |
| CN108686479A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-10-23 | 长沙埃比林环保科技有限公司 | 一种高硫氮氧化物废气的处理方法 |
| CN108786443A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-11-13 | 石宏扬 | 一种低温循环再生脱硝催化装置 |
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2015
- 2015-06-23 CN CN201510349066.6A patent/CN104906950A/zh active Pending
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