CN106731250A - 一种高效低阻双级scr脱硝大颗粒灰拦截装置 - Google Patents
一种高效低阻双级scr脱硝大颗粒灰拦截装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置，包括：第一级拦灰机构和第二级拦灰机构，其中所述第一级拦灰机构设置在省煤器出口处，包括第一导流板、省煤器深灰斗、灰斗出口短拦灰网；其通过一水平烟道与所述第二级拦灰机构连通；所述第二级拦灰机构设置在竖直烟道入口处，其包括脱硝灰斗、气固分离后墙和第二导流板，其中所述脱硝灰斗设置在所述竖直烟道下方，所述第二导流板设置在所述竖直烟道入口内；所述气固分离后墙设置在竖直烟道后墙正对水平烟道处。本发明在不明显增加烟道阻力的前提下实现了大颗粒灰的高效拦截收集，从而有效预防了因大颗粒灰堵塞催化剂孔道造成的催化剂层严重堵塞的问题。
Description
技术领域
本发明涉及大气污染治理技术领域，具体地是涉及一种高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置。
背景技术
SCR：Selective Catalytic Reduction，简称SCR。SCR脱硝技术是指在280～420℃范围内，还原剂(如NH3、尿素和氨水等)在催化剂作用下，“有选择性”地与烟气中的NOx反应，生成无污染的N2和H2O的NOx减排技术。
现有技术中为了满足日益严格的NOx排放标准，燃煤电厂普遍安装了高温高尘式SCR烟气脱硝装置，SCR反应器布置在省煤器(省煤器是安装于锅炉尾部烟道下部用于回收余热的一种装置，将锅炉给水加热成汽包压力下的饱和水的受热面，由于它吸收低温烟气的热量，降低了烟气的排烟温度，节省了能源，提高了效率，所以称之为省煤器)和空气预热器之间。调研发现，部分SCR烟气脱硝装置投运期间催化剂层发生了严重的飞灰堵塞，堵塞面积甚至达到30％以上。这不仅大幅度降低脱硝装置性能，还提高了未堵塞区域催化剂孔内的烟气速度，恶化催化剂冲蚀磨损。造成催化剂严重堵灰的根源是炉渣大颗粒或者堆积飞灰坍塌堵塞催化剂孔道，堵塞区域飞灰堆积逐渐增长变大。因此，为了减轻催化剂层的飞灰堵塞，除了在SCR反应器内安装吹灰器外，还需在省煤器出口至SCR反应器之间的烟道内布置拦灰装置，减少进入SCR反应器的飞灰数量，特别是大颗粒灰。
燃煤电厂SCR脱硝装置通常只在省煤器出口和/或竖直烟道入口设置灰斗收集飞灰。虽然常规的灰斗也能拦截大颗粒灰，但拦截效率需要进一步提高。目前国内外已专门研发的SCR烟气脱硝装置大颗粒灰拦截技术主要包括三种类型：挡板拦灰法、筛网或多孔板拦灰法、缓流烟道沉降法。其中，挡板法通过在省煤器灰斗上方和出口设置拦灰挡板，使飞灰碰撞上挡板后改变运动方向落入灰斗，并通过出口挡板阻挡飞灰从省煤器灰斗中逃出，从而实现大颗粒灰的拦截收集。筛网或多孔板拦灰法是在水平烟道入口或竖直烟道入口安装与烟道截面呈一定夹角的金属筛网或多孔板，过滤收集比网孔大的飞灰颗粒，或通过碰撞沉降收集大颗粒灰。金属筛网和多孔板通常布满整个烟道截面。缓流烟道法是通过降低烟气流速使飞灰在重力的作用下沉降到竖直烟道入口的脱硝灰斗中。
挡板拦灰法通常对流场有较大影响，在追求高拦灰率时往往造成流场均匀性大幅度下降，流动阻力大幅度上升的问题。筛网和多孔板理论上能拦截所有比网孔尺寸大的飞灰颗粒，拦灰率和系统阻力与网孔尺寸成反比。由于金属筛网和多孔板通常布满整个烟道截面，因此这种技术存在网孔尺寸大阻力较低拦灰效果差，而减小网孔尺寸后又出现阻力过大的问题。另外，金属筛网还存在易磨破的问题。受现场空间限制，竖直烟道入口的缓流烟道的尺寸不能太大，难以在短距离内实现飞灰减速沉降的作用。
因此，本发明的发明人亟需构思一种新技术以改善其问题。
发明内容
本发明旨在提供一种高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置，其可以在不明显增加烟道阻力的前提下实现了大颗粒灰的高效拦截收集，从而有效预防了因大颗粒灰堵塞催化剂孔道造成的催化剂层严重堵塞的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置，包括：第一级拦灰机构和第二级拦灰机构，其中所述第一级拦灰机构设置在省煤器出口处，包括第一导流板、省煤器深灰斗、灰斗出口短拦灰网；其通过一水平烟道与所述第二级拦灰机构连通；所述第二级拦灰机构设置在竖直烟道入口处，其包括脱硝灰斗、气固分离后墙和第二导流板，其中所述脱硝灰斗设置在所述竖直烟道下方，所述第二导流板设置在所述竖直烟道入口内；所述气固分离后墙设置在竖直烟道后墙正对水平烟道处。
优选地，所述第一级拦灰机构包括第一导流板、省煤器深灰斗、灰斗出口短拦灰网；其中所述第一导流板设置在省煤器出口处并相对于水平面倾斜设置，所述省煤器深灰斗设置在所述第一导流板下方并于所述水平烟道固定连接；所述灰斗出口短拦灰网设置在所述水平烟道入口内靠近所述省煤器深灰斗处，并相对于水平面倾斜设置。
优选地，所述气固分离后墙为折线形气固分离后墙或弧线形气固分离后墙。
优选地，所述灰斗出口短拦灰网为多孔板拦灰网。
优选地，所述第一导流板为平直板。
优选地，所述省煤器深灰斗的斗深度大于所述脱硝灰斗的斗深度。
优选地，所述省煤器深灰斗的后墙与所述水平烟道的夹角在80-90度角之间。
优选地，所述灰斗出口短拦灰网与所述水平烟道的夹角为60度角。
优选地，所述灰斗出口短拦灰网的长度为所述水平烟道高度的八分之一到二分之一。
优选地，所述灰斗出口短拦灰网的长度为所述水平烟道高度的四分之一。
采用上述技术方案，本发明至少包括如下有益效果：
本发明所述的高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置，在不明显增加烟道阻力的前提下实现了大颗粒灰的高效拦截收集，从而有效预防了因大颗粒灰堵塞催化剂孔道造成的催化剂层严重堵塞的问题。
附图说明
图1为本发明所述的高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置的结构示意图；
图2为本发明所述的第一导流板的结构示意图；
图3为本发明所述的灰斗出口短拦灰网的结构示意图；
图4为本发明所述的省煤器深灰斗的俯视图。
其中：1、省煤器出口 2、第一导流板 3、省煤器深灰斗 4、灰斗出口短拦灰网 5、水平烟道 6、脱硝灰斗 7、气固分离后墙 8、第二导流板 9、竖直烟道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图4所示，为符合本发明的一种高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置，包括：第一级拦灰机构和第二级拦灰机构，其中所述第一级拦灰机构设置在省煤器出口1处，其通过一水平烟道5与所述第二级拦灰机构连通；所述第二级拦灰机构设置在竖直烟道9入口处，其包括脱硝灰斗6、气固分离后墙7和第二导流板8，其中所述脱硝灰斗6设置在所述竖直烟道9下方，所述第二导流板8设置在所述竖直烟道9入口内；所述气固分离后墙7设置在竖直烟道9后墙正对水平烟道5处。
优选地，所述第一级拦灰机构包括第一导流板2、省煤器深灰斗3、灰斗出口短拦灰网4；其中所述第一导流板2设置在省煤器出口1处并相对于水平面倾斜设置，所述省煤器深灰斗3设置在所述第一导流板2下方并于所述水平烟道5固定连接；所述灰斗出口短拦灰网4设置在所述水平烟道5入口内靠近所述省煤器深灰斗3处，并相对于水平面倾斜设置。
优选地，所述气固分离后墙7为折线形气固分离后墙7或弧线形气固分离后墙7。
优选地，所述灰斗出口短拦灰网4为多孔板拦灰网。
优选地，所述第一导流板2为平直板。
优选地，所述省煤器深灰斗3的斗深度大于所述脱硝灰斗6的斗深度。
优选地，所述省煤器深灰斗3为倒梯形。
优选地，所述省煤器深灰斗3的后墙与所述水平烟道5的夹角在80-90度角之间。
优选地，所述灰斗出口短拦灰网4与所述水平烟道5的夹角为60度角。
优选地，所述灰斗出口短拦灰网4的长度为所述水平烟道5高度的八分之一到二分之一。
优选地，所述灰斗出口短拦灰网4的长度为所述水平烟道5高度的四分之一。
本实施例的工作原理在于：第一级拦灰机构是通过第一导流板2将大部分大颗粒灰引入省煤器深灰斗3，并采用近垂直省煤器深灰斗3后墙和大深度灰斗减少大颗粒灰从灰斗中的逃出量。另外，在省煤器出口1设置长度约水平烟道5高度1/4的多孔板拦灰网，以大约60度的角度安装在水平烟道5入口对未被落入省煤器深灰斗3的小密度大颗粒灰和从省煤器灰斗逃出的大颗粒灰进行拦截收集。第二级拦灰机构是通过折线型气固分离后墙7将通常位于水平烟道5下半层的大颗粒灰碰撞减速反弹进入脱硝灰斗6，同时将烟气导流到竖直烟道9，通过竖直烟道9至SCR反应器。
本发明提出的高效低阻力SCR脱硝装置大颗粒灰拦截技术中两级拦灰技术是相互独立的，即用户可以根据现场空间条件限值单独采用第一级拦灰机构或第二级拦灰机构，也可采用两级组合拦灰机构，大大提高了所研发技术和装置在现场的实用性。
为了验证本发明技术方案的效果，采用物理模型试验方法对其阻力和拦灰效果进行了测量，结果如下表1所示。从表中可以看出，本发明提出的大颗粒灰拦截技术基本不增加烟道阻力，甚至能通过改善流场降低烟道阻力。当只采用第一级拦灰机构时，逃逸至SCR反应器的飞灰可以减少88.5％，降低至0.71％。只采用第二级拦灰机构时，逃逸至SCR反应器的飞灰可以减少42.4％，降低至3.57％。
表1 大颗粒灰拦截技术物理模型试验结果
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置，其特征在于，包括：第一级拦灰机构和第二级拦灰机构，其中所述第一级拦灰机构设置在省煤器出口处，其通过一水平烟道与所述第二级拦灰机构连通；所述第二级拦灰机构设置在竖直烟道入口处，其包括脱硝灰斗、气固分离后墙和第二导流板，其中所述脱硝灰斗设置在所述竖直烟道下方，所述第二导流板设置在所述竖直烟道入口内；所述气固分离后墙设置在竖直烟道后墙正对水平烟道处。
2.如权利要求1所述的高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置，其特征在于：所述第一级拦灰机构包括第一导流板、省煤器深灰斗、灰斗出口短拦灰网；其中所述第一导流板设置在省煤器出口处并相对于水平面倾斜设置，所述省煤器深灰斗设置在所述第一导流板下方并于所述水平烟道固定连接；所述灰斗出口短拦灰网设置在所述水平烟道入口内靠近所述省煤器深灰斗处，并相对于水平面倾斜设置。
3.如权利要求2所述的高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置，其特征在于：所述气固分离后墙为折线形气固分离后墙或弧线形气固分离后墙。
4.如权利要求2或3所述的高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置，其特征在于：所述灰斗出口短拦灰网为多孔板拦灰网。
5.如权利要求2-4任一所述的高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置，其特征在于：所述第一导流板为平直板。
6.如权利要求2-5任一所述的高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置，其特征在于：所述省煤器深灰斗的斗深度大于所述脱硝灰斗的斗深度。
7.如权利要求2-6任一所述的高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置，其特征在于：所述省煤器深灰斗的后墙与所述水平烟道的夹角在80-90度角之间。
8.如权利要求2-7任一所述的高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置，其特征在于：所述灰斗出口短拦灰网与所述水平烟道的夹角为60度角。
9.如权利要求2-8任一所述的高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置，其特征在于：所述灰斗出口短拦灰网的长度为所述水平烟道高度的八分之一到二分之一。
10.如权利要求2-9任一所述的高效低阻双级SCR脱硝大颗粒灰拦截装置，其特征在于：所述灰斗出口短拦灰网的长度为所述水平烟道高度的四分之一。
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