CN105597539A - 一种热汇流母管scr烟气脱硝系统 - Google Patents

一种热汇流母管scr烟气脱硝系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种热汇流母管SCR烟气脱硝系统，包括热汇流母管，多个并联的热烟气源通过热汇流母管与SCR烟气脱硝装置连接，SCR烟气脱硝装置与至少一个热烟气源连接，形成烟气回路。热烟气源与热汇流母管连接的烟气管道上均设有风门当选用高温型SCR催化剂装置时，SCR烟气脱硝装置包括喷氨格栅、SCR催化剂装置；选用中温型SCR催化剂装置时，SCR烟气脱硝装置包括调温装置、喷氨格栅、SCR催化剂装置。本发明提供的系统通过热汇流的方式将多个小容量的热烟气汇流到一个母管，共用一套SCR烟气脱硝装置，可以减少脱硝系统中烟气分析系统和喷氨格栅的配套数量，大大降低SCR烟气脱硝系统的成本，也便于氨气流量的控制。

Description

一种热汇流母管SCR烟气脱硝系统
技术领域
本发明属于烟气脱硝技术领域，具体涉及一种多个并联热烟气源通过热汇流母管合并使用一套SCR烟气脱硝装置的系统，尤其适用于单台发电机容量小于等于5MW的中小型气体燃气内燃机/燃气轮机发电脱硝系统。
背景技术
热电联产分布式供能系统是一种高效清洁的供能方式，由于其安全、节能与环保、平衡供求关系等优势得到大力发展。固定式燃气内燃机是分布式供能系统中最主要的一种供能主机。在燃料为非天然气时，单台固定式燃气内燃机的发电功率一般小于5MW，但在配套时会考虑其备用性，一般情况下会同时配套2台以上。
固定式燃气内燃机受燃烧方式的影响，NOx排放浓度较高，反应在运行过程中烟囱有冒“黄烟”现象。由于氮氧化物是形成酸雨，破坏大气臭氧层，导致温室效应及水质和土质恶化，引起严重的环境污染的重要因素，并可能对人类的健康带来危害，近年来氮氧化物的减排已纳入企业节能减排规划中。
SCR选择性催化还原法是指在催化剂的作用下，利用还原剂氨气同烟气中的NOx反应并生成无毒、无污染的N2和H2O。该脱硝方法以其技术成熟、安全、脱硝效率高得到了广泛应用。
目前在用的SCR烟气脱硝系统，均为一个热烟气源配套一套SCR烟气脱硝装置。在多个容量较小的热烟气源需要脱硝时，比如多台固定式燃气内燃机排气脱硝，由于单台内燃机排气量较小，需要的氨气量也较小，氨气的流量不易得到控制。过量的氨不仅提高了运行成本，而且会带来二次污染。另外，每套系统都必须配套价格昂贵的CEMS烟气分析系统和AIG喷氨格栅，脱硝系统初投资较大，成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种成本低，且便于氨气流量控制的SCR烟气脱硝系统。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种热汇流母管SCR烟气脱硝系统，其特征在于：包括热汇流母管，多个并联的热烟气源通过热汇流母管与SCR烟气脱硝装置连接，SCR烟气脱硝装置与至少一个热烟气源连接，形成烟气回路。
优选地，所述多个并联的热烟气源分别通过烟气管道与所述热汇流母管连接，每个所述热烟气源与热汇流母管连接的烟气管道上均设有风门。
优选地，所述风门为两通风门或三通风门；当为三通风门时，其中一个为旁通的接口，旁通就是旁通调节装置，可以通过旁通掉部分烟气，作为调节烟气温度的手段。旁通的烟气可以通过烟气管道或直接与烟囱连接排放，旁通的烟气也可以再次接入热烟气中。
优选地，当所述热烟气源的烟气温度大于420℃时，且所述SCR催化剂装置为大于420℃的高温型时，所述SCR烟气脱硝装置包括喷氨格栅、SCR催化剂装置，所述热汇流母管、喷氨格栅、SCR催化剂装置通过烟气管道依次连接。
优选地，当所述热烟气源的烟气温度大于420℃时，且所述SCR催化剂装置为300℃-420℃的中温型时，所述SCR烟气脱硝装置包括调温装置、喷氨格栅、SCR催化剂装置。
优选地，所述热汇流母管、调温装置、喷氨格栅、SCR催化剂装置通过烟气管道依次连接。
优选地，所述热汇流母管、喷氨格栅、调温装置、SCR催化剂装置通过烟气管道依次连接。
优选地，所述风门、调温装置、热汇流母管、喷氨格栅、SCR催化剂装置通过烟气管道依次连接。
优选地，所述调温装置为热交换器、烟气旁通调节、加入冷风调节中的一种或几种的组合。
优选地，所述热交换器为烟气-空气换热器、烟气-水汽换热器、烟气-导热油换热器中的一种或几种的组合。
优选地，所述热烟气源配置配套余热回收利用装置。
优选地，所述调温装置可以为外置的独立设备，也可是烟气流程中的部件。
本发明提供的系统克服了现有技术的不足，通过热汇流的方式将多个小容量的热烟气汇流到一个母管，共用一套SCR烟气脱硝装置，可以减少脱硝系统中烟气自动监控系统和喷氨格栅的配套数量，大大降低SCR烟气脱硝系统的成本，也便于氨气流量的控制。
附图说明
图1为实施例1提供的热汇流母管SCR烟气脱硝系统示意图；
图2为实施例2提供的热汇流母管SCR烟气脱硝系统示意图；
图3为实施例3提供的热汇流母管SCR烟气脱硝系统示意图；
图4为实施例4提供的热汇流母管SCR烟气脱硝系统应用示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
图1为实施例1提供的热汇流母管SCR烟气脱硝系统示意图，此种方式不配置余热回收利用装置。
所述的热汇流母管SCR烟气脱硝系统是将多个并联热烟气源通过热汇流母管合并使用一套SCR烟气脱硝装置。SCR烟气脱硝装置包括喷氨格栅5、SCR催化剂装置6。
多个并联热烟气源1分别通过烟气管道与同一个热汇流母管3连接，每个热烟气源1与热汇流母管3连接的烟气管道上均装有风门2。热汇流母管3、喷氨格栅5、SCR催化剂装置6通过烟气管道依次连接，SCR烟气脱硝装置与至少一个热烟气源连接，形成烟气回路。
喷氨格栅5布置在SCR催化剂装置6前。
当烟气温度大于420度，选用高温型(大于420℃)SCR催化剂时可直接使用。
当烟气温度大于420度，选用中温型(320℃～420℃)SCR催化剂时，需配置调温装置将烟气温度调节到许可范围内。
实施例2
图2为实施例2提供的热汇流母管SCR烟气脱硝系统示意图，此种方式适合于余热回收利用装置布置在热汇流母管后的场合。
所述的热汇流母管SCR烟气脱硝系统是将多个并联热烟气源通过热汇流母管合并使用一套SCR烟气脱硝装置。SCR烟气脱硝装置包括调温装置4、喷氨格栅5、SCR催化剂装置6。
多个并联热烟气源1分别通过烟气管道与热汇流母管3连接，每个热烟气源1与热汇流母管3连接的烟气管道上均装有风门2。热汇流母管3、调温装置4、喷氨格栅5、SCR催化剂装置6通过烟气管道依次连接，SCR烟气脱硝装置与至少一个热烟气源连接，形成烟气回路。
调温装置可以是将空气和/或低温风直接加入到烟气中的调温方式。
调温装置还可以是热交换器，空气和/或低温风直接加入到烟气中的组合手段。热交换器可以是烟气-空气换热器、烟气-水汽换热器、烟气-导热油换热器中的一种或几种的组合。
调温装置可以为外置的独立设备，也可以是热烟气流程中的一个部件。
调温装置4布置在SCR催化剂装置6前。
喷氨格栅5布置在SCR催化剂装置6前，且位于热汇流母管上，可以布置在调温装置4后(如图2所示)，也可布置在调温装置4前。
SCR催化剂为中温型300℃-420℃。
实施例3
图3为实施例3提供的热汇流母管SCR烟气脱硝系统示意图，此种方式适合于中温型(300℃-420℃)SCR催化剂，调温装置布置在热烟气支管上。SCR烟气脱硝装置包括喷氨格栅5、SCR催化剂装置6。
多个并联热烟气源1分别通过烟气管道与同一个热汇流母管3连接，每个热烟气源1与热汇流母管3连接的烟气管道上均装有风门2、调温装置4，风门2、调温装置4、热汇流母管3、喷氨格栅5、SCR催化剂装置6通过烟气管道依次连接，SCR烟气脱硝装置与至少一个热烟气源连接，形成烟气回路。
当风门2为三通风门时，可通过旁通部分烟气作为控制烟气温度的一种手段，也就是旁通调温方式。
调温装置可以是将空气和/或低温风直接加入到烟气中的调温方式。
调温装置还可以是热交换器，空气和/或低温风直接加入到烟气中、旁通调温的组合手段。热交换器可以是烟气-空气换热器、烟气-水汽换热器、烟气-导热油换热器中的一种或几种的组合。
调温装置可以为外置的独立设备，也可以是热烟气流程中的一个部件。
实施例4
下面以应用于全国最大的瓦斯发电厂——山西晋城寺河瓦斯发电厂的脱硝系统为例，具体阐述本实施例提供的热汇流母管SCR烟气脱硝装置。
山西晋城寺河瓦斯发电有限公司共安装了60台卡特彼勒的G3520C燃气发电机组，每台燃气发电机的排气通过烟气管道与三通风门连接，每5台三通风门后的烟气汇流到烟气母管，接入余热回收利用装置，该项目2008年已投入使用。
为了根本去除燃气内燃机的“黄烟”现象，拟对现有排烟系统采用选择性催化还原法SCR进行脱硝。
图4为本实施例提供的热汇流母管SCR烟气脱硝系统应用示意图，包括五台燃气发电机、5只三通风门、1台余热回收利用装置组成的烟气回路，SCR烟气脱硝装置的部件喷氨格栅、调温装置、SCR催化剂装置依次布置在余热回收利用装置的过热器后、蒸发器前的烟道内。
从5台燃气发动机排出的热烟气，分别通过烟气管道与三通风门连接，5台三通风门出来的热烟气汇流到烟气母管后顺序通过过热器、喷氨格栅、调温装置、SCR催化剂装置、蒸发器和省煤器后通过烟囱排入大气。
本实施例中，调温装置为烟气-水换热器，且布置在过热器后，作为烟气流程中的一个部件，其换热面成为原蒸发受热面的组成部分。由于本项目为改造项目，且余热回收利用装置为受控设备，为避免对原有系统改动太大，本调温装置的水侧自成循环回路。从原余热回收利用装置的下降管引入一根水管到调温装置的汽包水侧作为调温装置的水的来源，调温装置产生的蒸汽接入原余热回收利用装置的主蒸汽管，在过热器中被加热到原余热回收利用装置的设计参数。
本实施例中，喷氨格栅布置在调温蒸发器前，为Cornetech(美国康宁)中温型催化剂装置。
山西晋城寺河瓦斯发电有限公司全厂共配套了12套热汇流母管SCR烟气脱硝系统。
本实施例中，每台发电机的排气烟道的尺寸是DN300，三通风门的尺寸是DN300，热汇流母管的尺寸是DN1200。

Claims (10)

1.一种热汇流母管SCR烟气脱硝系统，其特征在于：包括热汇流母管(3)，多个并联的热烟气源(1)通过热汇流母管(3)与SCR烟气脱硝装置连接，SCR烟气脱硝装置与至少一个热烟气源(1)连接，形成烟气回路。
2.如权利要求1所述的一种热汇流母管SCR烟气脱硝系统，其特征在于：所述多个并联的热烟气源(1)分别通过烟气管道与所述热汇流母管(3)连接，每个所述热烟气源(1)与热汇流母管(3)连接的烟气管道上均设有风门(2)。
3.如权利要求2所述的一种热汇流母管SCR烟气脱硝系统，其特征在于：所述风门(2)为两通风门或三通风门；当为三通风门时，其中一个为旁通的接口，旁通就是旁通调节装置，旁通的烟气通过烟气管道与烟囱或原热烟气源(1)连接。
4.如权利要求1或2所述的一种热汇流母管SCR烟气脱硝系统，其特征在于：当所述热烟气源(1)的烟气温度大于420度，且SCR催化剂装置(6)选用大于420℃的高温型催化剂装置时，所述SCR烟气脱硝装置包括喷氨格栅(5)、SCR催化剂装置(6)，所述热汇流母管(3)、喷氨格栅(5)、SCR催化剂装置(6)通过烟气管道依次连接。
5.如权利要求2所述的一种热汇流母管SCR烟气脱硝系统，其特征在于：当所述热烟气源(1)的烟气温度大于420度，且SCR催化剂装置(6)选用300℃-420℃的中温型催化剂装置时，所述SCR烟气脱硝装置包括热汇流母管(3)、调温装置(4)、喷氨格栅(5)、SCR催化剂装置(6)。
6.如权利要求5所述的一种热汇流母管SCR烟气脱硝系统，其特征在于：所述热汇流母管(3)、调温装置(4)、喷氨格栅(5)、SCR催化剂装置(6)通过烟气管道依次连接。
7.如权利要求5所述的一种热汇流母管SCR烟气脱硝系统，其特征在于：所述热汇流母管(3)、喷氨格栅(5)、调温装置(4)、SCR催化剂装置(6)通过烟气管道依次连接。
8.如权利要求5所述的一种热汇流母管SCR烟气脱硝系统，其特征在于：所述风门(2)、调温装置(4)、热汇流母管(3)、喷氨格栅(5)、SCR催化剂装置(6)通过烟气管道依次连接。
9.如权利要求5-8任一项所述的一种热汇流母管SCR烟气脱硝系统，其特征在于：所述调温装置(4)为热交换器、烟气旁通调节、加入冷风调节中的一种或几种的组合。
10.如权利要求9所述的一种热汇流母管SCR烟气脱硝系统，其特征在于：所述热交换器为烟气-空气换热器、烟气-水汽换热器、烟气-导热油换热器中的一种或几种的组合。
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