CN107890778A - 一种移动式低温脱硝装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种移动式低温脱硝装置，包括第一移动平台和第二移动平台，所述第一移动平台上设有SCR反应器，所述SCR反应器横向布置于第一移动平台上，入口处与锅炉尾部除尘器后烟道连接，所述SCR反应器内设有多层低温催化剂，烟气在SCR反应器内由后往前流动经过多层低温催化，所述第二移动平台上设有尿素热解装置，所述尿素热解装置通过氨喷射装置与SCR反应器入口连接。本发明通过移动平台布设脱硝装置，实现了工业共享，大大降低了建设及运行成本。

Description

一种移动式低温脱硝装置
技术领域
本发明涉及脱硝环保设备技术领域，尤其涉及一种移动式低温脱硝装置。
背景技术
2011年9月发布的国家标准GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》中规定蒸发量65t/h以上的发电锅炉NOX排放浓度限值为100mg/m3，2014年5月发布的国家标准GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》中规定蒸发量65t/h以下的锅炉NOX排放浓度限值为200mg/m3。部分企业出于社会责任需要纷纷将NOX排放浓度限值定为50mg/m3，并且开始了将NOX排放浓度限值定为30mg/m3的研究。
当前国家标准并未对火力发电厂及其他各行业工厂内短时间运行的启动锅炉进行污染物排放限值要求，但随着国家和社会环保意识的加强，启动锅炉脱硝已成为大势所趋。
截至2016年底，国内电厂及其他各行业大约有3000台启动锅炉，主要为蒸发量15～40t/h的小型燃煤、燃油、燃气锅炉，每台启动锅炉按一年两次投运，每次投运时间24小时计算，未投入脱硝装置的启动锅炉每年排放烟气量约100亿Nm3。
当前启动锅炉脱硝技术主要有：
(1)选择性非催化还原技术(SNCR)，该方法不使用催化剂，直接将还原剂喷入锅炉，在850～1100℃温度范围内还原NOx，最常使用的还原剂为氨和尿素，SNCR脱硝效率为50％以下，由于该法受锅炉结构尺寸影响很大，多用作脱硝技术的补充处理手段。
(2)选择性催化还原技术(SCR)，其原理是在催化剂作用下，还原剂NH3在一定温度时有选择的将NO和NO2还原成N2，还原剂为氨，SCR脱硝效率为80％以上，电厂脱硝用催化剂为高温催化剂，要求烟气温度在300～400℃。
(3)脱硫脱硝一体塔，脱硝剂为活性焦，但此种方式脱硝效率低，建设及运行费用高，且无法满足越来越高的环保要求。
现有技术中，选择性非催化还原技术(SNCR)技术造价较低，只需将氨从工厂氨区引管道至启动锅炉，并进行锅炉内喷氨喷嘴的布置即可，但改技术脱硝效率低，仅能将NOX排放浓度降到200～300mg/m3，且因锅炉结构复杂、燃烧温度不均、喷氨不均等造成烟气NOX排放浓度严重不均和氨逃逸较大，同时选择性非催化还原技术(SNCR)技术是将氨直接喷入锅炉内部，从而导致锅炉腐蚀严重，锅炉检修维护工作增加，且容易造成安全事故；而当前选择性催化还原技术(SCR)虽然脱硝效率高，但都为固定式布置，基建投资大，一台蒸汽量为40t/h的启动锅炉脱硝系统需要300万元人民币以上，且催化剂需要定时更换，同时启动锅炉只是短时间断运行，投入产出比较低，且燃煤、燃油、燃气锅炉及其他短时间断运行工业炉脱硝位置烟气温度普遍较低(130～200℃)，因此并不适用于现有电厂的脱硝设备技术。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种移动式低温脱硝装置，该装置通过移动平台可实现工业共享，大大降低了建设及运行成本，同时该装置采用低温催化剂，有效解决了低温锅炉的NOX排放问题，并且该装置顶部设有检修口，可随时进行催化剂运行情况的观察，在设备运行一段时间后可使用再生液对催化剂进行活性再生，并及时方便的进行灰垢清洗，可有效防止催化剂堵塞、中毒，延长了催化剂的使用寿命。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种移动式低温脱硝装置，其特征在于：包括第一移动平台和第二移动平台，所述第一移动平台上设有SCR反应器，所述SCR反应器横向布置于第一移动平台上，入口处与锅炉尾部除尘器后烟道连接，所述SCR反应器内设有多层低温催化剂，烟气在SCR反应器内由后往前流动经过多层低温催化，所述第二移动平台上设有尿素热解装置，所述尿素热解装置通过氨喷射装置与SCR反应器入口处烟道连接。
进一步的，所述SCR反应器的进出口为漏斗状，且入口设有气流均布装置和导流板，出口设有导流板。
进一步的，所述气流均布装置为均流板，所述均流板上设有均匀分布孔径一致的开孔。
进一步的，所述SCR反应器的入口处或出口处设有增压引风机。
进一步的，所述锅炉尾部除尘器后烟道为丁字形烟道，所述丁字形烟道的其中一个烟道上设有烟气挡板。
进一步的，所述SCR反应器设有多个人孔门。
进一步的，所述尿素热解装置设有电加热系统，其用于提供制备尿素溶液及尿素热解所需热量。
进一步的，所述氨喷射装置固定于SCR反应器入口处的烟道四周，并可进行喷射角度的调整，以便氨气与烟气的均匀充分混合。
进一步的，所述氨喷射装置将喷入的氨划分为若干个独立的区域，每个区域的喷氨量由手动蝶阀控制。
进一步的，所述SCR反应器及与SCR反应器连接的管道上设有外护板。
进一步的，所述SCR反应器进口烟道上设有加热装置，当烟气温度不足使催化剂起作用时加热装置自动起动，以保证脱硝效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过移动平台布设脱硝装置，使得该装置能够进行工业共享，大大降低了该装置的建设运行及检修维护成本，同时提高了该装置的利用率。
(2)本发明的脱硝装置采用自主研发的适用于120～180℃烟气温度的低温脱硝催化剂，且脱硝效率达85％以上，有效解决了燃煤、燃油、燃气启动锅炉及其他短时间断运行工业炉的NOX排放问题。
(3)本发明可及时方便的对灰垢进行清洗，防止催化剂堵塞、中毒，延长催化剂使用寿命。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明的移动脱硝装置的整体结构俯视图；
图2是本发明的SCR反应器整体结构示意图；
图3是本发明的尿素热解装置结构示意图；
图4是本发明的均流板装置结构示意图；
图5是本发明的喷氨格栅示意图；
其中：1、SCR反应器；2、第一移动平台；3、第二移动平台；4、尿素热解装置；5、低温催化剂；6、氨喷射装置；7、手动蝶阀；8、烟气挡板；9、烟道；10、人孔门；11、均流板；12、导流板；13、电加热装置；14、溶液计量装置；15、尿素溶解储存罐；16、尿素溶解泵；17、尿素溶液输送泵；18、计量与分配装置；19、背压控制阀；20、热分解室；21、控制装置；22、电加热装置；23、稀释风机；24、电加热装置；25增压风机。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在当前选择性催化还原技术(SCR)为固定式布置，基建投资大，且催化剂需要定时更换，投入产出比较低，且燃煤、燃油、燃气锅炉及其他短时间断运行工业炉脱硝位置烟气温度普遍较低(120～180℃)，因此并不适用于现有电厂的脱硝设备技术的问题，为了解决如上的技术问题，本申请提供了一种移动式低温脱硝装置，该装置机动性强，可采用工业共享模式，大大降低了企业建设投资成本，且该装置使用自主研发的低温催化剂，有效解决了小锅炉低温脱硝的效率问题。
如图1-3所示，一种移动式低温脱硝装置，其特征在于：包括第一移动平台2和第二移动平台3，所述第一移动平台2上设有SCR反应器1，所述SCR反应器1横向布置于第一移动平台2上，入口处与锅炉尾部除尘器后烟道9连接，所述SCR反应器1内设有多层低温催化剂5，烟气在SCR反应器1内由后往前流动经过多层低温催化，所述第二移动平台3上设有尿素热解装置4，所述尿素热解装置4通过氨喷射装置6与SCR反应器1入口处烟道9连接。
所述SCR反应器1的进出口为漏斗状，且入口设有气流均布装置11和导流12板，出口设有导流板12。
所述气流均布装置为均流板11，所述均流板11上设有均匀分布孔径一致的开孔，用于使板后的烟气压力及流速均匀，均流板如图4所示。
如图1所示，所述SCR反应器1的入口处或出口处设有增压引风机25。
所述锅炉尾部除尘器后烟道9为丁字形烟道，所述丁字形烟道的其中一个烟道上设有烟气挡板8。
所述SCR反应器1进口烟道9上设有加热装置13，当烟气温度不足使催化剂起作用时加热装置13自动起动，以保证脱硝效率。
如图2所示，所述SCR反应器1设有多个人孔门10，方便检修。
具体实施中，SCR反应器1的设计充分考虑与周围设备布置的协调性及美观性。反应器尺寸为优选为2.24×2.30×5.47(L)米，反应器材料优选为全封闭的钢结构设备，反应过程烟气由后到前流动。
如图1和图3所示，所述尿素热解装置4包括依次连接的尿素溶解储存罐15、溶解计量装置14、尿素溶解泵16、尿素溶液输送泵17、计量和分配装置18、背压控制阀19、绝热分解室20和控制装置21。
其中，所述尿素溶解储存罐15为立式平底结构，设有液面显示仪、温度显示仪及电加热装置22，电加热装置22用于保证尿素溶液温度高于结晶温度5℃，当尿素溶液温度过低时，电加热装置22自动启动提供制备尿素溶液所需热量。优选的，尿素溶液储罐15采用SS304不锈钢制造。
所述溶解计量装置14，其用于计量配制50％质量浓度的尿素溶液所需的尿素量及去离子水量。
所述尿素溶解泵16用于将尿素溶液从储存溶解罐15底部向侧部进行循环，使尿素溶液更好地溶解混合，优选的，尿素溶液溶解泵16为不锈钢本体，碳化硅机械密封的离心泵。
所述尿素溶液输送泵17，其用于将尿素溶液从尿素溶液储罐15输送至计量和分配装置18。
所述计量和分配装置18，用于精确地测量和控制输送到绝热分解室20的尿素溶液流量，用于控制绝热分解室20每只尿素溶液喷射器的流量及雾化和氮气的压力和流量。
所述背压控制阀19，用于保证尿素溶液管路中的压力。
所述绝热分解室20，其用于将雾化后喷入分解室尿素溶液在350～600℃的高温热风条件下热解。
所述绝热分解室20前设有电加热装置24和稀释风机23，自然风通过稀释风机23输送到电加热装置24，电加热装置24将自然风加热到约600℃后通入绝热分解室20内，加热后的自然风用于提供尿素热解所需热量及对尿素热解后的氨气进行稀释，保证设备安全。
所述控制装置21，其用于控制从绝热分解室20输送至氨喷射系统6的氨流量。
所述绝热分解室20后的气氨输送管道设有保温装置，用于保证氨喷射系统6前的气氨温度，以及操作安全。
如图1和图5所示，所述氨喷射装置6固定于SCR反应器1入口处的烟道9四周，喷入的氨通过氨喷射装置6的喷氨格栅被划分为若干个独立的区域，每个区域的喷氨量由手动蝶阀7控制，同时氨喷射装6置可进行喷射角度的调整，以便氨气与烟气在进入SCR反应器1之前充分混合均匀。
如图2所示，所述SCR反应器1及与SCR反应器1连接的管道上设有外护板。
所述低温催化剂5为蜂窝式低温催化剂，在反应器内优选为3层布置。
为了消除尿素溶液结晶的影响，在尿素溶液管道上还设置有水冲洗系统。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种移动式低温脱硝装置，其特征在于：包括第一移动平台和第二移动平台，所述第一移动平台上设有SCR反应器，所述SCR反应器横向布置于第一移动平台上，入口处与锅炉尾部除尘器后烟道连接，所述SCR反应器内设有多层低温催化剂，烟气在SCR反应器内由后往前流动经过多层低温催化，所述第二移动平台上设有尿素热解装置，所述尿素热解装置通过氨喷射装置与SCR反应器入口处烟道连接。
2.如权利要求1所述的一种移动式低温脱硝装置，其特征在于，所述SCR反应器的进出口为漏斗状，且入口设有气流均布装置和导流板，出口设有导流板。
3.如权利要求2所述的一种移动式低温脱硝装置，其特征在于，所述气流均布装置为均流板，所述均流板上设有均匀分布孔径一致的开孔。
4.如权利要求1所述的一种移动式低温脱硝装置，其特征在于，所述SCR反应器的入口处或出口处设有增压引风机，所述SCR反应器上设有多个人孔门。
5.如权利要求1所述的一种移动式低温脱硝装置，其特征在于，所述锅炉尾部除尘器后烟道为丁字形烟道，所述丁字形烟道的其中一个烟道上设有烟气挡板。
6.如权利要求1所述的一种移动式低温脱硝装置，其特征在于，所述SCR反应器及与SCR反应器连接的管道上设有外护板。
7.如权利要求1所述的一种移动式低温脱硝装置，其特征在于，所述尿素热解装置设有电加热系统，其用于提供制备尿素溶液及尿素热解所需热量。
8.如权利要求1所述的一种移动式低温脱硝装置，其特征在于，所述氨喷射装置固定于SCR反应器入口处的烟道四周，并可进行喷射角度的调整，以便氨气与烟气的均匀充分混合。
9.如权利要求1所述的一种移动式低温脱硝装置，其特征在于，所述氨喷射装置将喷入的氨划分为若干个独立的区域，每个区域的喷氨量由手动蝶阀控制。
10.如权利要求1所述的一种移动式低温脱硝装置，其特征在于，所述SCR反应器进口烟道上设有加热装置，当烟气温度不足使催化剂起作用时加热装置自动起动，以保证脱硝效率。
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郑志侠等编: "《水泥行业污染物综合控制技术》", vol. 1, 中国环境出版社, pages: 111 *

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CN108325384A (zh) * 2018-04-12 2018-07-27 山东联盛环保科技有限公司 一种全负荷烟气脱硝装置

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