CN106994302A - 一种新型高效scr脱硝系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型高效SCR脱硝系统，包括氨水储罐、输送泵、空气预热器、氨水蒸发器、混合器、烟气预热器、引风机、脱销装置、烟囱和除尘器；脱销装置内部从上到下依次包括：烟气进口、导流板、整流器、催化剂床层、承托板、SCR反应器和烟气出口，整流器和催化剂床层之间的脱销装置上设有颗粒催化剂入口，催化剂床层底部、且在承托板上方的脱销装置上设有催化剂出口；氨水储罐、输送泵、氨水蒸发器、混合器、烟气预热器的烟气进口、烟气预热器的烟气出口、脱销装置、引风机和烟囱通过管路依次相接；空气预热器与氨水蒸发器通过管路相接；除尘器与混合器通过管路相接。利用上述系统可以在低温环境下对烟气中NOx进行处理，大大提高了脱硝效率。

Description

一种新型高效SCR脱硝系统
技术领域
本发明涉及一种新型高效SCR脱硝系统，属于脱硝领域。
背景技术
目前，生活垃圾焚烧厂烟气脱硝技术主要为选择性催化还原法(SCR)，SCR催化剂布置方式分为三种：高温高尘、高温低尘、低温低尘。采用高温高尘布置，SCR反应器布置在省煤器与空预器之间，工程上多为此种布置方式；高温低尘布置方式，SCR反应器布置在除尘器后，此时除尘器需采用高温除尘器，造价较高，工程上应用极少；低温低尘布置方式的SCR反应器布置在脱硫除尘之后。在中温催化剂的系统中，在系统布置上要增加蒸汽预热器以及烟气-烟气换热器，对烟气进行再加热，才能发生还原反应。工业生产的低温催化剂活性温度在160-250℃左右，使用低温催化剂系统，在布袋除尘器出口烟气温度为150-190℃的区间，不需要或者只需要少量加热，烟气直接与还原剂混合，在催化剂的作用下，脱除NOx。所以使用低温催化剂的建造和运营成本都更低，在脱硝效率方面，经过持续不断的研究，低温催化剂的效率与中温催化剂相比，脱硝效率相当，而使用寿命更长。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于垃圾电厂的高效的SCR烟气脱硝系统，可以在低温环境下对烟气中NOx进行处理，大大提高了脱硝效率。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种新型高效SCR脱硝系统，包括氨水储罐、输送泵、空气预热器、氨水蒸发器、混合器、烟气预热器、引风机、脱销装置、烟囱和除尘器；
脱销装置内部从上到下依次包括：烟气进口、导流板、整流器、催化剂床层、承托板、SCR反应器和烟气出口，整流器和催化剂床层之间的脱销装置上设有颗粒催化剂入口，催化剂床层底部、且在承托板上方的脱销装置上设有催化剂出口；
氨水储罐、输送泵、氨水蒸发器、混合器、烟气预热器的烟气进口、烟气预热器的烟气出口、脱销装置、引风机和烟囱通过管路依次相接；
空气预热器与氨水蒸发器通过管路相接；除尘器与混合器通过管路相接。
上述不同催化剂的最佳反应温度不同，可根据试剂使用的催化剂确定烟气预热器的加热温度，温度在150℃～200℃之间可控。
一种低温锰钛系颗粒催化剂，直径为5mm，长度为20-50mm。
利用上述系统可以在低温环境(150～180℃)下对烟气中NOx进行处理，大大提高了脱硝效率，达90％以上。
为了提高脱硝效率，上述新型高效SCR脱硝系统，还包括L型导向管和空气压缩机；L型导向管的一端为进口端、另一端为出口端，L型导向管的进口端与输送泵通过管路相接，L型导向管的出口端伸入氨水蒸发器、且指向混合器；空气压缩机与L型导向管的进口端相接，并向L型导向管内提供压缩空气。
为了进一步提高脱硝效率，导流板有两块以上，所有的导流板平行设置在脱销装置的顶部的烟气进口，烟气预热器的出口与脱销装置的顶部的烟气进口通过管路相接。
为了提高烟气的均匀性，优选，导流板与竖直方向的夹角为40-50°。
为了进一步提高烟气的均匀性，进一步提高脱硝效率，相邻两导流板之间的间距为5-10cm，导流板的厚度为2-4cm。进一步优选，导流板有3块。
为了进一步提高控制的准确性，从而提高脱硝效率，新型高效SCR脱硝系统，还包括烟气检测仪，烟气检测仪一端脱销装置的进口相接，另一端与SCR反应器的出口相接。
本申请上下、顶部、底部等方位词，均指系统正常使用时的相对位置。
工作时，输送泵将氨水储罐中氨水引至氨水蒸发器，利用压缩空气将氨水往混合器方向吹送，空气预热器利用系统负压吸入空气，将空气进行加热至250℃左右，热空气进入蒸发器对氨水进行稀释、蒸发；氨水经氨水蒸发器蒸发为氨气，氨气与除尘器方向过来的烟气在混合器内混合均匀；在混合器和脱销装置间设置烟气加热器，对脱销装置的入口烟气温度进行控制；烟气加热至一定温度，依次通过导流板、整流器、颗粒催化剂床层、承托板后，进入低温SCR反应器；烟气检测仪对脱销装置前后温度及NH3、NOx浓度进行监控，烟气通过催化剂层在150～180℃下实现对NOX的脱除；颗粒催化剂通过颗粒催化剂入口及催化剂出口完成催化剂的装卸。
氨水的浓度一般为18-30％。氨气作为SCR脱硝系统的还原剂，其爆炸极限为15％-28％，为保证氨注入烟道的绝对安全及均匀混合，需要将氨浓度降低到爆炸极限以下，一般控制在5％以内。
监测系统对烟气预热器、反应器前后NOx值进行检测，将前后NOx值换算成脱硝效率。烟气预热器温度与脱硝效率在150～200℃范围内成正比，设定系统所需达到的脱硝效率，根据脱硝效率控制烟气预热器加热温度及喷氨量，若实际运用时不需要达到很高的脱硝效率可不进行烟气预热器加热。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明高效SCR脱硝系统，利用负压抽取空气并对其加热，以压缩空气为吹送介质，热空气为加热源对氨水进行蒸发，对氨气进行稀释，可以大大提高氨水的蒸发速率，确保氨气浓度在安全范围内(体积百分比在5％以内)；提出了一种装载颗粒催化剂的SCR反应器，方便颗粒催化剂的装卸，有利于催化剂与烟气充分反应；所使用颗粒催化剂为低温催化剂，最佳反应温度为150℃～180℃，通过检测系统可对最佳反应温度、喷氨量、脱硝效率进行合理控制。
附图说明
图1为本发明新型高效SCR脱硝系统结构示意图；
图中，1-氨水储罐，2-输送泵，3-空气预热器，4-氨水蒸发器，5-混合器，6-烟气预热器，7-SCR反应器，8-烟气分析仪，9-引风机，10-烟囱，11-除尘器，12-导流板，13-整流器，14-颗粒催化剂入口，15-催化剂床层，16-催化剂出口，17-承托板，18-空气，19-压缩空气，20-烟气。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
如图所示，新型高效SCR脱硝系统，包括氨水储罐、输送泵、空气预热器、氨水蒸发器、混合器、烟气预热器、引风机、脱销装置、烟囱和除尘器；
脱销装置内部从上到下依次包括：烟气进口、导流板、整流器、催化剂床层、承托板、SCR反应器和烟气出口，整流器和催化剂床层之间的脱销装置上设有颗粒催化剂入口，催化剂床层底部、且在承托板上方的脱销装置上设有催化剂出口；
氨水储罐、输送泵、氨水蒸发器、混合器、烟气预热器的烟气进口、烟气预热器的烟气出口、脱销装置、引风机和烟囱通过管路依次相接；
空气预热器与氨水蒸发器通过管路相接；除尘器与混合器通过管路相接。
实施例2
与实施例1基本相同，所不同的是：新型高效SCR脱硝系统，还包括L型导向管和空气压缩机；L型导向管的一端为进口端、另一端为出口端，L型导向管的进口端与输送泵通过管路相接，L型导向管的出口端伸入氨水蒸发器、且指向混合器；空气压缩机与L型导向管的进口端相接，并向L型导向管内提供压缩空气。
实施例3
与实施例2基本相同，所不同的是：导流板有三块，所有的导流板平行设置在脱销装置的顶部的烟气进口，烟气预热器的出口与脱销装置的顶部的烟气进口通过管路相接；导流板与竖直方向的夹角为45°；相邻两导流板之间的间距为8cm，导流板的厚度为3cm。
实施例4
与实施例3基本相同，所不同的是：新型高效SCR脱硝系统，其特征在于：还包括烟气检测仪，烟气检测仪一端脱销装置的进口相接，另一端与SCR反应器的出口相接。
上述各例中的新型高效SCR脱硝系统工作时，输送泵将氨水储罐中氨水引至氨水蒸发器，利用压缩空气将氨水往混合器方向吹送，空气预热器利用系统负压吸入空气，将空气进行加热至250℃左右，热空气进入蒸发器对氨水进行稀释、蒸发；氨水经氨水蒸发器4蒸发为氨气，氨气与除尘器方向过来的烟气在混合器内混合均匀；在混合器和脱销装置间设置烟气加热器，对脱销装置的入口烟气温度进行控制；烟气加热至一定温度，依次通过导流板、整流器、颗粒催化剂床层、承托板后，进入低温SCR反应器；烟气检测仪对脱销装置前后温度及NH3、NOx浓度进行监控，烟气通过催化剂层在160℃～180℃下实现对NOX的脱除；颗粒催化剂通过颗粒催化剂入口及催化剂出口完成催化剂的装卸，脱硝效率均达99％以上。

Claims (9)

1.一种新型高效SCR脱硝系统，其特征在于：包括氨水储罐、输送泵、空气预热器、氨水蒸发器、混合器、烟气预热器、引风机、脱销装置、烟囱和除尘器；
脱销装置内部从上到下依次包括：烟气进口、导流板、整流器、催化剂床层、承托板、SCR反应器和烟气出口，整流器和催化剂床层之间的脱销装置上设有颗粒催化剂入口，催化剂床层底部、且在承托板上方的脱销装置上设有催化剂出口；
氨水储罐、输送泵、氨水蒸发器、混合器、烟气预热器的烟气进口、烟气预热器的烟气出口、脱销装置、引风机和烟囱通过管路依次相接；
空气预热器与氨水蒸发器通过管路相接；除尘器与混合器通过管路相接。
2.如权利要求1所述的新型高效SCR脱硝系统，其特征在于：还包括L型导向管和空气压缩机；L型导向管的一端为进口端、另一端为出口端，L型导向管的进口端与输送泵通过管路相接，L型导向管的出口端伸入氨水蒸发器、且指向混合器；空气压缩机与L型导向管的进口端相接，并向L型导向管内提供压缩空气。
3.如权利要求1或2所述的新型高效SCR脱硝系统，其特征在于：导流板有两块以上，所有的导流板平行设置在脱销装置的顶部的烟气进口，烟气预热器的出口与脱销装置的顶部的烟气进口通过管路相接。
4.如权利要求3所述的新型高效SCR脱硝系统，其特征在于：导流板与竖直方向的夹角为40-50°。
5.如权利要求3所述的新型高效SCR脱硝系统，其特征在于：相邻两导流板之间的间距为5-10cm，导流板的厚度为2-4cm。
6.如权利要求3所述的新型高效SCR脱硝系统，其特征在于：导流板有3块。
7.如权利要求1或2所述的新型高效SCR脱硝系统，其特征在于：还包括烟气检测仪，烟气检测仪一端脱销装置的进口相接，另一端与SCR反应器的出口相接。
8.如权利要求1或2所述的新型高效SCR脱硝系统，其特征在于：催化剂床层中所用催化剂为低温锰钛系颗粒催化剂，直径为5mm，长度为20-50mm。
9.利用权利要求2-8任意一项所述的新型高效SCR脱硝系统脱硝的方法，其特征在于：输送泵将氨水储罐中氨水引至氨水蒸发器，利用压缩空气将氨水往混合器方向吹送，空气预热器利用系统负压吸入空气，将空气进行加热至250±10℃，热空气进入蒸发器对氨水进行稀释、蒸发；氨水经氨水蒸发器蒸发为氨气，氨气与除尘器方向过来的烟气在混合器内混合均匀；利用烟气预热器，对脱销装置的入口烟气温度进行控制；烟气进入脱硝装置，依次通过导流板、整流器、颗粒催化剂床层、承托板后，进入低温SCR反应器；烟气检测仪对脱销装置前后温度及NH3、NOx浓度进行监控，烟气通过催化剂床层在160℃～180℃下实现对NOX的脱除。
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