CN106310933A - 一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统及烟气脱硝的方法 - Google Patents

一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统及烟气脱硝的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统及烟气脱硝的方法。一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统，包括SCR反应器系统，SCR反应器系统包括SCR反应器和喷氨栅格；SCR反应器的烟气通道的烟气进口与水煤浆锅炉的烟气出口连接；喷氨栅格的氨气出口位于SCR反应器的烟气通道内，在喷氨栅格和SCR反应器的烟气通道的出口之间设置有催化剂。处理时，将水煤浆锅炉的烟气通入SCR反应器，将氨气通过喷氨栅格进入烟气通道与水煤浆锅炉的烟气混合，之后经催化剂处理。本发明的用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统及烟气脱硝的方法，是首个用于水煤浆锅炉的烟气处理系统及方法，具有烟气处理效果好等优点。

Description

一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统及烟气脱硝的方法
技术领域
本发明属于烟气处理领域，尤其涉及一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统及烟气脱硝的方法。
背景技术
水煤浆锅炉是指使用水煤浆为燃料的锅炉。水煤浆是一种由70％左右的煤粉，30％左右的水和少量药剂混合制备而成的液体，由供浆泵送入燃烧器经蒸汽雾化后以射流方式进入炉膛，促使煤浆气流与炽热烟气产生强烈混合，水分迅速蒸发，水煤浆颗粒获得了足够的热量并达到了一定的温度就开始着火燃烧。水煤浆在炉膛内燃烧产生的高温烟气经锅炉管束、省煤器、空预器等换热装置后从锅炉尾部排出，但是烟气需要经过脱硝、除尘、脱硫等工艺进行处理，并达到环保达标排放标准后，才能由烟囱排入大气，燃烧后的极少灰渣通过排渣系统排出炉外。
以青岛后海热电1,2#水煤浆锅炉为例，青岛后海热电1,2#水煤浆锅炉所使用的水煤浆水分含量33％，又采用了蒸汽雾化，导致烟气中蒸汽含量高，同时水煤浆燃烧时燃料容易结团，比一般煤粉锅炉燃尽困难，这对整个脱硝系统特别是SCR反应器的设计质量及使用寿命提出了很高的要求。
发明内容
鉴于现有技术所存在的问题，本发明提供一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统及烟气脱硝的方法，适用于水煤浆锅炉，具有烟气处理效果好、质量好、使用寿命长和有利于环境保护等优点。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统，包括SCR反应器系统，所述SCR反应器系统包括SCR反应器和喷氨栅格；
所述SCR反应器的烟气通道的烟气进口与水煤浆锅炉的烟气出口连接；喷氨栅格的氨气入口用于通入氨气或含有氨气的混合气体，喷氨栅格的氨气出口位于SCR反应器的烟气通道内，在喷氨栅格和SCR反应器的烟气通道的出口之间设置有催化剂；氨气或含有氨气的混合气体从喷氨栅格的氨气入口进入至烟气通道后与水煤浆锅炉产生的烟气中的氮氧化物混合后经催化剂反应生成氮气。
SCR是选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction)的英文简写，其原理是在催化剂作用下，还原剂NH3在290-400℃下有选择的将NO和NO2还原成N2，而几乎不发生NH3与O2的氧化反应，从而提高了N2的选择性，减少了NH3的消耗。
本发明的有益效果是：
本发明首次提出了将SCR反应器系统应用于水煤浆锅炉的烟气脱硝的过程中。
在设计煤种、锅炉最大工况(BMCR)、处理100％烟气量条件下，保证锅炉出口烟气中NOx排放浓度<50mg/Nm3(干烟气，6％含氧量)，实现水煤浆锅炉烟气脱硝超低排放。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述喷氨栅格包括主管路和分管路，主管路的一端为氨气入口,主管路的另一端与分管路的一端连接，所述分管路设有多个且分别与主管路的另一端连接，每个分管路的另一端设有多个栅格,栅格分布有孔，所述栅格位于烟气通道内，用于将氨气或含有氨气的混合气体通入烟气通道。
采用上述方案的有益效果是：通过喷氨栅格使氨气经主管路和分支管路进入到SCR反应器的烟道中，与烟道中的烟气混合，多个栅格的设置有利于烟气与氨气的充分混匀。
进一步，所述催化剂选自二氧化钛、五氧化二钒、三氧化钨中任一种或几种的混合。优选地，所述催化剂为五氧化二钒。
采用上述方案的有益效果是：催化剂的种类对催化性能具有重要影响。发明人在研究中意外的发现采用上述种类的催化剂具有很高的催化效果，有利于把氨气催化成氮气，从而符合排放标准进行排放。
进一步，在靠近烟气通道的烟气出口的一段通道竖直设置。
进一步，所述催化剂设有三层，三层催化剂在竖直方向上下设置，采用2+1布置方式。
所述的2+1布置方式，指的是其中两层催化剂固定设置在烟气通道内，另外一层催化剂可拆卸的设置在烟气通道内，从而使另外一层催化剂可以根据具体情况选择是否放置在烟气通道内。
采用上述方案的有益效果是：采用三层催化剂，可以显著提高催化效率。
进一步，所述SCR反应器还安装有烟气扰流装置、反应器入口温度测量装置、反应器差压测量装置、反应器出水温度测量装置、反应器出口氨气逃逸检测装置，反应器出口氮氧化合物检测设备、高位报警装置和声波吹灰器；
所述烟气扰流装置安装在催化剂的顶部，氨气与烟气混合后气体经烟气扰流装置后再经催化剂催化；
所述反应器入口温度测量装置设置在烟气通道的入口处；
反应器差压测量装置设置在催化剂处，用于检测催化剂的顶部和底部的差压；
反应器出水温度测量装置、反应器出口氨气逃逸检测装置、高位报警装置和反应器出口氮氧化合物检测设备设置在烟气通道的出口处；
所述声波吹灰器设置在催化剂的上部。
采用上述方案的有益效果是：
烟气扰流装置的设置有利于使烟气的分布更加均匀。
反应器入口温度测量装置的设置有利于检测入口的烟气温度，如果发现温度过低，可以停止供入氨气，因为如果温度过低反应较难进行，避免浪费氨气。
反应器差压测量装置和高位报警装置的设置，当反应器差压高于报警设置值时，说明催化剂堵塞严重，应停止喷氨，同时需要检测声波吹灰器是否运行正常。
反应器出口氨气逃逸检测装置和反应器出口氮氧化合物检测设备，该设备可以对SCR储存和分配系统进行在线调节，从而调整喷氨的量，最终保证出口NOx含量不大于50mg/Nm3，氨的逃逸率不大于3ppm。
声波吹灰器的设置保证催化剂上部及内部不发生积灰情况，并避免因死角积灰而造成催化剂失效导致脱硝效率的下降。
进一步，还包括氨水蒸发系统，所述氨水蒸发系统用于制备氨气或含有氨气的混合气体；所述氨水蒸发系统的氨气出口与SCR反应器的喷氨栅格的氨气入口连接。
采用上述方案的有益效果是：通过氨水蒸发系统将氨水转变为氨气，用于SCR反应器系统中进行脱硝处理。
进一步，所述氨水蒸发系统包括：氨水蒸发槽、喷射器和增压风机，所述氨水蒸发槽的顶部设有氨气出口，所述氨水蒸发槽的底部设有进风口，所述喷射器安装在氨水蒸发槽的中部；
水煤浆锅炉的二次风通过增压风机从进风口进入到氨水蒸发槽中,增压风机用于使氨水蒸发形成含有氨气的混合气体；
氨水经喷射器喷射至氨水蒸发槽中，与增压风机输送过来的风混合后，产生含有氨气的混合气体，含有氨气的混合气体由氨水蒸发槽的氨气出口通入喷氨栅格中。
采用上述方案的有益效果是：氨水进入到喷射器中，利用锅炉的二次风将氨水分解为氨气和水，氨气用于SCR反应器系统。
进一步，还包括冷却回路，用于冷却增压风机。
采用上述方案的有益效果是：通过冷却装置的设置，有利于延长设备的使用寿命。
进一步，还包括氨水储存及分配系统，所述氨水储存及分配系统的氨水出口与氨水蒸发系统的氨水入口连接。
采用上述方案的有益效果是：用于储存氨水，可以根据SCR反应器系统的用量需求，为SCR反应器系统提供氨水。
进一步，所述氨水储存及分配系统包括：氨水储罐和氨水输送装置，储存在氨水储罐中的氨水通过氨水输送装置输送至氨水蒸发系统，多余的氨水返回至氨水储罐中进行循环利用。
采用上述方案的有益效果是：氨水储罐用于储存氨水，氨水供给SCR反应器系统，多余的氨水可以返回至氨水储罐中，具有节约氨水的优点。
本发明还提供一种上述水煤浆锅炉的烟气脱硝方法，包括以下步骤：
将水煤浆锅炉的烟气通入SCR反应器的烟气通道内，将氨气通过喷氨栅格进入烟气通道与水煤浆锅炉的烟气混合，之后经催化剂处理，处理后得到的产物直接排放或通入其他设备。
采用上述方案的有益效果是：
本发明首次实现了水煤浆锅炉的超低排放要求(低于50mg/Nm3)，NOx原始排放值高(800mg/Nm3)，脱硝效率要求高，可以大于93％。
附图说明
图1为本发明所述一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统及烟气脱硝的方法的连接示意图；
图2为本发明所述氨水储存及分配系统的结构示意图；
图3为本发明所述氨水蒸发系统的结构示意图；
图4为本发明SCR反应器系统的结构示意图；
图5为喷氨栅格的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、氨水储存及分配系统，11、氨水储罐，12、氨水输送装置，2、氨水蒸发系统，21、喷射器，22、增压风机，23、氨水蒸发槽，3、SCR反应器系统，4、SCR反应器，41、烟气通道，42、催化剂，43、烟气扰流装置，44、反应器入口温度测量装置，45、反应器差压测量装置,46、反应器出水温度测量装置，47、反应器出口氨气逃逸检测装置，48、反应器出口氮氧化合物检测设备，5、喷氨栅格，51、主管路，52、分管路，521、栅格，6、锅炉二次风，7、工厂冷却水，8、冷却水回水。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1-5所示，一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统，包括氨水储存及分配系统1、氨水蒸发系统2和SCR反应器系统3。如图1所示，所述氨水储存及分配系统1与氨水蒸发系统2连接，所述氨水蒸发系统2和SCR反应器系统3。
如图2所示，氨水储存及分配系统1的氨水出口与氨水蒸发系统2的氨水入口连接。所述氨水储存及分配系统1包括：氨水储罐11和氨水输送装置12，储存在氨水储罐11中的氨水通过氨水输送装置12输送至氨水蒸发系统2，多余的氨水返回至氨水储罐11中进行循环利用。
在本发明的一个实施例中，氨水输送装置12为氨水输送泵，每个储罐配有多个氨水输送泵。氨水储罐11的数量也可以选择多个。利用氨水输送泵将氨水输送至氨水储罐11后，再利用氨水输送泵将氨水输送至氨水蒸发系统2，多余的氨水可以通过氨水输送泵送回至氨水储罐11进行循环利用。
来自氨水输送系统的氨水经过计量分配模块进入氨水蒸发系统，氨水蒸发的热源来自锅炉热二次风，热二次风由高温风机从热二次风道引出，经过风机增压后进入氨水蒸发槽，例如：质量浓度为20％的氨水在蒸发器内由热二次风加热汽化并稀释，然后进入锅炉SCR反应器系统的喷氨栅格系统。
如图3所示，所述氨水蒸发系统2用于制备氨气或含有氨气的混合气体，所述氨水蒸发系统的氨气出口与SCR反应器系统的喷氨栅格的氨气入口连接。所述氨水蒸发系统2包括：氨水蒸发槽23、喷射器21和增压风机22，所述氨水蒸发槽23的顶部设有氨气出口，所述氨水蒸发槽23的底部设有进风口，所述喷射器21安装在氨水蒸发槽23的中部；
所述喷射器21可以设有多个，多个喷射器21在上下布置；
水煤浆锅炉二次风6通过增压风机22从进风口进入到氨水蒸发槽23中，增压风机22用于使氨水蒸发形成含有氨气的混合气体；
氨水经喷射器21喷射至氨水蒸发槽23中，与增压风机22输送过来的风混合后，产生含有氨气的混合气体，含有氨气的混合气体由氨水蒸发槽23的氨气出口通入喷氨栅格5中。
所述氨水蒸发系统2还包括冷却装置，用于对增压风机22冷却降温，避免温度过高影响设备的使用寿命，工厂冷却水7为增加风机降温后得到冷却水回水8。
采用上述底部进风上部出氨气的方式，可以提高制备氨气的生产效率。
如图4所示，所述SCR反应器系统3包括SCR反应器4和喷氨栅格5；
所述SCR反应器4的烟气通道41的烟气进口与水煤浆锅炉的烟气出口连接；喷氨栅格5的氨气入口用于通入氨气或含有氨气的混合气体，喷氨栅格5的氨气入口与氨水蒸发系统2的氨气出口连接，喷氨栅格5的氨气出口位于SCR反应器4的烟气通道41内，在喷氨栅格5和SCR反应器4的烟气通道4的出口之间设置有催化剂42，氨气或含有氨气的混合气体从喷氨栅格5的氨气入口进入至烟气通道41后与水煤浆锅炉产生的烟气中的氮氧化物混合后经催化剂反应生成氮气。
如图5所示，所述喷氨栅5格包括主管路51和分管路52，主管路51的一端为氨气入口，主管路51的另一端与分管路52的一端连接，所述分管路52设有多个且分别与主管路的另一端连接，每个分管路52的另一端设有多个栅格521，栅格521分布有通孔，所述栅格521位于烟气通道41内，用于将氨气或含有氨气的混合气体通入烟气通道41内。
所述催化剂42选自二氧化钛、五氧化二钒、三氧化钨中任一种或几种的混合。
在靠近烟气通道41的烟气出口的一段通道竖直设置。
所述催化剂42设有三层，三层催化剂在竖直方向上下设置，采用2+1布置方式。在本发明的一个实施例中，所述催化剂为蜂窝式催化剂。
所述SCR反应器4还安装有烟气扰流装置43、反应器入口温度测量装置44、反应器差压测量装置45、反应器出水温度测量装置46、反应器出口氨气逃逸检测装置47，反应器出口氮氧化合物检测设备48、高位报警装置和声波吹灰器；
所述烟气扰流装置43安装在催化剂42的顶部，氨气与烟气混合后气体经烟气扰流装置43后再经催化剂42催化；
所述反应器入口温度测量装置44设置在烟气通道的入口处；
反应器差压测量装置45设置在催化剂42处，用于检测催化剂的顶部和底部的差压；
反应器出水温度测量装置46、反应器出口氨气逃逸检测装置47、高位报警装置设置和反应器出口氮氧化合物检测设备47设置在烟气通道的出口处；
所述声波吹灰器设置在催化剂42的上部，每层催化剂均设有声波吹灰器。
利用上述烟气脱硝的反应原理和方法为：
将水煤浆锅炉的烟气通入SCR反应器4的烟气通道41，将氨气通过喷氨栅格5进入烟气通道41与水煤浆锅炉的烟气混合，之后经催化剂42处理，处理后得到的产物直接排放或通入其他设备。
具体可以采用以下操作：
(1)控制氨水储存及分配系统1的氨水浓度为17％-20％；
(2)制备含有氨气的混合气体：
将氨水储存及分配系统1的氨水通入氨水蒸发槽23，所述氨水耗量为220kg/h，氨水压力为0.5-0.6Mpa，温度为20℃。
将锅炉二次风6经过增压风机送至喷射器21喷射至氨水蒸发槽23内，风机入口二次风参数为：流量1540Nm3/h，风机入口压力3000Pa，温度为340℃。采用上述参数，有利于提高制备氨气的生产效率。
利用锅炉二次风6蒸发氨水，制得含有氨气的混合气体。
(3)进行脱硝反应：
将含有氨气的混合气体经喷氨栅格5的栅格的通孔喷入SCR反应器，所述喷氨栅格5的栅格的通孔的直径范围为5-6mm，氨气从喷氨栅格5的通孔喷出的流速为16m/s以上，同时将水煤浆锅炉产生的烟气通入烟道内，含有氨气的混合气体与烟气混合，所述氨气与烟气中一氧化氮的摩尔比为(0.95-1)：1，之后经催化剂42处理，每一层催化剂入口处烟气流速相对偏差≤15％；每一层催化剂入口处氨氮比分布相对偏差≤5％；每一层催化剂入口处气流入射角度≤10°，催化剂孔径为7-8mm、比表面积为460-470m2/m3、孔隙率为75％-77％、脱硝表面积为9.3-9.8m2，催化剂用量为35-36m3，SCR装置最低连续喷氨温度310℃，最高连续喷氨温度420℃，经催化反应后得到氮气和水。
为了保证整个脱硝系统的脱硝效率、脱硝系统的设计质量及使用寿命要求，首先对整个脱硝系统进行了CFD模拟，利用数值模拟方法确定本工程SCR反应器及连接烟道设计，选择合理的喷氨格栅布置方式并根据实际的生产情况进行调整。每一层催化剂入口处烟气流速相对偏差≤15％；每一层催化剂入口处氨氮比分布相对偏差≤5％；每一层催化剂入口处气流入射角度≤10°，使得整个SCR脱硝反应流场处于最优化的状态，实现最理想的脱硝效果。
水煤浆锅炉所使用的水煤浆水分含量33％，又采用了蒸汽雾化，导致烟气中蒸汽含量高，而SCR脱硝反应的副产物中有水的生成，水煤浆锅炉烟气成分水分含量大，会抑制SCR脱硝反应的进行，导致脱硝效果下降。水煤浆燃烧时燃料容易结团，比一般煤粉锅炉燃尽困难，燃料结团容易导致催化剂堵塞积灰，发明人在本烟气脱硝工程的催化剂选型及选量时综合考虑以上因素，通过选择合适催化剂孔径、比表面积、孔隙率、脱硝表面积及催化剂用量等，保证了SCR脱硝实现最佳优化，催化剂内部不宜发生积灰情况。发明人曾进行了大量的催化剂的筛选实验，在研究中发现，本烟气脱硝工程采用选用钒钛钨催化剂，在催化选型时主要成分有二氧化钛(TiO2)、五氧化二钒(V2O5)、三氧化钨(WO3)等，催化剂采用2+1布置方式。
发明人在大量研究中意外的发现，当催化剂孔径为7-8mm、比表面积为460-470m2/m3、孔隙率为75％-77％、脱硝表面积为9.3-9.8m2，催化剂用量为35-36m3，此时的脱效率最好，可以达到93％以上。
来自氨水蒸发系统2的氨气进入栅格521，栅格521布置在催化剂上部。氨气从栅格521内部的小孔流出，与烟气通道41内烟气充分混合然后经过烟气扰流装置43流向催化剂42，在催化剂42内部进行脱硝化学反应。化学反应式如下：
SCR反应器的布置形式为2+1层。
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O；
6NO2+8NH3→7N2+12H2O；
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O；
最终将氨气转化为氮气和水，检测合格后，可以达标排放或进入下一个工序。
SCR装置最低连续喷氨温度310℃，最高连续喷氨温度420℃。根据烟气灰尘含量及烟道尺寸，在SCR反应器上部设置两台声波吹灰器，保证催化剂上部及内部不发生积灰情况，并避免因死角积灰而造成催化剂失效导致脱硝效率的下降。
在SCR催化剂反应器上部均匀布置三个温度测点，并设计低温报警，当温度低于300℃时，应停止喷氨。
SCR反应器设置差压测量装置，并设置高位报警装置，当反应器差压高于报警设置值时，说明催化剂堵塞严重，应停止喷氨，同时需要检测声波吹灰器是否运行正常。
在SCR反应器下游设置NH3逃逸检测设备、反应器出口(NOx,O2)检测等设备，该设备输出值可以对SCR计量分配模块进行在线调节，脱硝装置出口NOx含量不大于50mg/Nm3，氨的逃逸率不大于3ppm。
实施例1
利用上述系统进行脱硝的方法包括以下步骤：
(1)氨水储存及分配系统1的氨水浓度为17％；
(2)制备含有氨气的混合气体：
将氨水储存及分配系统1的氨水通入氨水蒸发槽23，所述氨水耗量为220kg/h，氨水压力为0.5Mpa，温度为20℃。
将锅炉二次风6经过增压风机送至喷射器21喷射至氨水蒸发槽23内，风机入口二次风参数为：流量1540Nm3/h，风机入口压力3000Pa，温度为340℃。采用上述参数，有利于提高制备氨气的生产效率。
利用锅炉二次风6蒸发氨水，制得含有氨气的混合气体。
(3)进行脱硝反应：
将含有氨气的混合气体经喷氨栅格5的栅格的通孔喷入SCR反应器，所述喷氨栅格5的栅格的通孔的直径为5mm，氨气从喷氨栅格5的通孔喷出的流速为16m/s以上，同时将水煤浆锅炉产生的烟气通入烟道内，含有氨气的混合气体与烟气混合，所述氨气与烟气中一氧化氮的摩尔比为0.95：1，之后经催化剂42处理，催化剂为二氧化钛(TiO2)，每一层催化剂入口处烟气流速相对偏差≤15％；每一层催化剂入口处氨氮比分布相对偏差≤5％；每一层催化剂入口处气流入射角度≤10°，催化剂孔径为7mm、比表面积为460m2/m3、孔隙率为75％、脱硝表面积为9.3m2，催化剂用量为35m3，SCR装置最低连续喷氨温度310℃，最高连续喷氨温度420℃，经催化反应后得到氮气和水。
实施例2
利用上述系统进行脱硝的方法包括以下步骤：
(1)氨水储存及分配系统1的氨水浓度为20％；
(2)制备含有氨气的混合气体：
将氨水储存及分配系统1的氨水通入氨水蒸发槽23，所述氨水耗量为220kg/h，氨水压力为0.6Mpa，温度为20℃。
将锅炉二次风6经过增压风机送至喷射器21喷射至氨水蒸发槽23内，风机入口二次风参数为：流量1540Nm3/h，风机入口压力3000Pa，温度为340℃。采用上述参数，有利于提高制备氨气的生产效率。
利用锅炉二次风6蒸发氨水，制得含有氨气的混合气体。
(3)进行脱硝反应：
将含有氨气的混合气体经喷氨栅格5的栅格的通孔喷入SCR反应器，所述喷氨栅格5的栅格的通孔的直径为6mm，氨气从喷氨栅格5的通孔喷出的流速为16m/s以上，同时将水煤浆锅炉产生的烟气通入烟道内，含有氨气的混合气体与烟气混合，所述氨气与烟气中一氧化氮的摩尔比为1：1，之后经催化剂42处理，催化剂为五氧化二钒(V2O5)，每一层催化剂入口处烟气流速相对偏差≤15％；每一层催化剂入口处氨氮比分布相对偏差≤5％；每一层催化剂入口处气流入射角度≤10°，催化剂孔径为8mm、比表面积为470m2/m3、孔隙率为75％-77％、脱硝表面积为9.8m2，催化剂用量为36m3，SCR装置最低连续喷氨温度310℃，最高连续喷氨温度420℃，经催化反应后得到氮气和水。
实施例3
利用上述系统进行脱硝的方法包括以下步骤：
(1)氨水储存及分配系统1的氨水浓度为17％-20％；
(2)制备含有氨气的混合气体：
将氨水储存及分配系统1的氨水通入氨水蒸发槽23，所述氨水耗量为220kg/h，氨水压力为0.55Mpa，温度为20℃。
将锅炉二次风6经过增压风机送至喷射器21喷射至氨水蒸发槽23内，风机入口二次风参数为：流量1540Nm3/h，风机入口压力3000Pa，温度为340℃。采用上述参数，有利于提高制备氨气的生产效率。
利用锅炉二次风6蒸发氨水，制得含有氨气的混合气体。
(3)进行脱硝反应：
将含有氨气的混合气体经喷氨栅格5的栅格的通孔喷入SCR反应器，所述喷氨栅格5的栅格的通孔的直径为5.5mm，氨气从喷氨栅格5的通孔喷出的流速为16m/s以上，同时将水煤浆锅炉产生的烟气通入烟道内，含有氨气的混合气体与烟气混合，所述氨气与烟气中一氧化氮的摩尔比为0.98：1，之后经催化剂42处理，催化剂为三氧化钨(WO3)，每一层催化剂入口处烟气流速相对偏差≤15％；每一层催化剂入口处氨氮比分布相对偏差≤5％；每一层催化剂入口处气流入射角度≤10°，催化剂孔径为7.5mm、比表面积为465m2/m3、孔隙率为76％、脱硝表面积为9.5m2，催化剂用量为35.6m3，SCR装置最低连续喷氨温度310℃，最高连续喷氨温度420℃，经催化反应后得到氮气和水。
实验效果检测：
表1
根据表1中的数据可以看出，本发明所述的用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统及烟气脱硝的方法具有脱硝效果高等优点。
发明人也曾经将本发明所述的技术方案在青岛后海1,2#水煤浆锅炉烟气脱硝工程中进行验证，结果表明，青岛后海1,2#水煤浆锅炉烟气脱硝工程的氮氧化物排放浓度是超低排放(低于50mg/Nm3)，同时该工程也是国内首个水煤浆锅炉实现超低排放工程。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统，其特征在于，包括SCR反应器系统(3)，所述SCR反应器系统(3)包括SCR反应器(4)和喷氨栅格(5)；
所述SCR反应器(4)的烟气通道(41)的烟气进口与水煤浆锅炉的烟气出口连接；喷氨栅格(5)的氨气入口用于通入氨气或含有氨气的混合气体，喷氨栅格(5)的氨气出口位于SCR反应器(4)的烟气通道(41)内，在喷氨栅格(5)和SCR反应器(4)的烟气通道(41)的出口之间设置有催化剂(42)，氨气或含有氨气的混合气体从喷氨栅格(5)的氨气入口进入至烟气通道(41)后与水煤浆锅炉产生的烟气中的氮氧化物混合后经催化剂反应生成氮气。
2.根据权利要求1所述一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统，其特征在于，所述喷氨栅格(5)包括主管路(51)和分管路(52)，主管路(51)的一端为氨气入口，主管路(51)的另一端与分管路(52)的一端连接，所述分管路(52)设有多个且分别与主管路的另一端连接，每个分管路(52)的另一端设有多个栅格(521)，栅格(521)设有孔，所述栅格(521)位于烟气通道(41)内，用于将氨气或含有氨气的混合气体通入烟气通道(41)内。
3.根据权利要求1所述一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统，其特征在于，所述催化剂(42)选自二氧化钛、五氧化二钒、三氧化钨中任一种或几种的混合；在靠近烟气通道(41)的烟气出口的一段通道竖直设置，所述催化剂(42)设有三层，三层催化剂在竖直方向上下设置，其中两层催化剂与烟气通道固定设置，另外一层催化剂可拆卸的设置在烟气通道内。
4.根据权利要求3所述一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统，其特征在于，所述SCR反应器(4)还安装有烟气扰流装置(43)、反应器入口温度测量装置(44)、反应器差压测量装置(45)、反应器出水温度测量装置(46)、反应器出口氨气逃逸检测装置(47)、反应器出口氮氧化合物检测设备(48)、高位报警装置和声波吹灰器；
所述烟气扰流装置(43)安装在催化剂(42)的顶部，氨气与烟气混合后气体经烟气扰流装置(43)后再经催化剂(42)催化；
所述反应器入口温度测量装置(44)设置在烟气通道的入口处；
反应器差压测量装置(45)设置在催化剂(42)处，用于检测催化剂的顶部和底部的差压；
反应器出水温度测量装置(46)、反应器出口氨气逃逸检测装置(47)、高位报警装置和反应器出口氮氧化合物检测设备(48)设置在烟气通道的出口处；
所述声波吹灰器设置在催化剂(42)的上部。
5.根据权利要求1-4任一项所述一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统，其特征在于，还包括氨水蒸发系统(2)，所述氨水蒸发系统(2)用于制备氨气或含有氨气的混合气体；所述氨水蒸发系统的氨气出口与SCR反应器的喷氨栅格的氨气入口连接。
6.根据权利要求5所述一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统，其特征在于，所述氨水蒸发系统(2)包括：氨水蒸发槽(23)、喷射器(21)和增压风机(22)，所述氨水蒸发槽(23)的顶部设有氨气出口，所述氨水蒸发槽(23)的底部设有进风口，所述喷射器(21)安装在氨水蒸发槽(23)的中部；
水煤浆锅炉二次风(6)通过增压风机(22)从进风口进入到氨水蒸发槽(23)中，增压风机(22)用于使氨水蒸发形成含有氨气的混合气体；
氨水经喷射器(21)喷射至氨水蒸发槽(23)中，与增压风机(22)输送过来的风混合后，产生含有氨气的混合气体，含有氨气的混合气体由氨水蒸发槽(23)的氨气出口通入喷氨栅格(5)中。
7.根据权利要求6所述一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统，其特征在于，所述氨水蒸发系统(2)还包括冷却回路，所述冷却回路用于对增加风机(22)降温。
8.根据权利要求5所述一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统，其特征在于，还包括氨水储存及分配系统(1)，所述氨水储存及分配系统(1)的氨水出口与氨水蒸发系统(2)的氨水入口连接。
9.根据权利要求8所述一种用于水煤浆锅炉的烟气脱硝系统，其特征在于，所述氨水储存及分配系统(1)包括：氨水储罐(11)和氨水输送装置(12)，储存在氨水储罐(11)中的氨水通过氨水输送装置(12)输送至氨水蒸发系统(2)，多余的氨水返回至氨水储罐(11)中进行循环利用。
10.一种权利要求1-9任一项水煤浆锅炉的烟气脱硝方法，其特征在于，包括以下步骤：
将水煤浆锅炉的烟气通入SCR反应器(4)的烟气通道(41)，将氨气通过喷氨栅格(5)进入烟气通道(41)与水煤浆锅炉的烟气混合，之后经催化剂(42)处理，处理后得到的产物直接排放或通入其他设备。
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