CN109663495A - 燃煤锅炉scr脱硝工艺及其氨/空气混合器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃煤锅炉SCR脱硝工艺及其氨/空气混合器，锅炉产生的烟气通过喷氨后再经过脱硝装置后排出，实现锅炉SCR脱硝；其中，控制进入喷氨格栅的氨气流量，将稀释氨气均匀的分布在烟道内与烟道烟气中的NOX充分混合，混合后的烟气到达脱硝装置的催化剂区域时发生化学反应将烟气中的NOX分解为水和氮气。本发明烟气内NOX脱除效果效率高，氨/空气混合器结构简单，制造成本低廉，能够实现烟气不间断脱硝的工作，在既不影响氨/空气混合器的正常运行，又能够解决氨/空气混合器的堵塞问题，又使内部的均流波纹板实现实时清洁，维持锅炉装置和脱硝装置能够持续正常运行，实现锅炉烟气环保达标排放。

Description

燃煤锅炉SCR脱硝工艺及其氨/空气混合器
技术领域
本发明涉及一种燃煤锅炉SCR脱硝工艺及其氨/空气混合器。
背景技术
目前国内大型火力发电厂为实现烟气环保排放指标，一般采用选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术，即能达到环保要求，又可节约还原剂用量，实现较低的生产运行成本。由于氨的爆炸极限是15％～28％，稀释风机流量一般按照锅炉100％负荷时供氨量对空气混合体积比为5％设计，因此某电厂锅炉配套的SCR脱硝装置设计气氨稀释风风量为3800Nm3/h，通过稀释风机将空气送入氨/空气混合器。
当前，燃煤锅炉SCR烟气脱硝装置的氨空气混合器在长时间使用后内部均流波纹板上会逐渐存留铵盐结晶、粉尘、水汽杂质等混合物，造成堵塞逐渐降低截面积，增大流通阻力，使稀释风量降低。当气氨在输送的稀释空气中的混合浓度超过15％的极限值时有爆炸风险，所以此种脱硝工艺流程设置低稀释风量的联锁保护，稀释风量过低时联锁动作使装置停运。因当前环保要求在运锅炉运行必须实现烟气排放环保达标，脱硝装置停运将导致锅炉停运。所以脱硝装置的正常投运对于维持锅炉生产运行非常重要。
防止氨/空气混合器堵塞导致锅炉装置停运的现有的办法是：①在锅炉装置运行中发现稀释风量逐渐降低至联锁值时，做检修计划锅炉停运，清理氨/空气混合器堵塞状况；②锅炉装置每次停运检修时都必须清理氨/空气混合器。这两种处理方式非常被动，影响锅炉装置的正常运行。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种燃煤锅炉SCR脱硝工艺及其氨/空气混合器，烟气内NOX脱除效果效率高，氨/空气混合器结构简单，制造成本低廉，能够实现烟气不间断脱硝的工作，既不影响氨/空气混合器的正常运行，又能够解决氨/空气混合器的堵塞问题，使内部的均流波纹板实现实时清洁，维持锅炉装置和脱硝装置持续正常运行，实现锅炉烟气环保达标排放。
本发明所述的一种燃煤锅炉SCR脱硝工艺，锅炉产生的烟气通过喷氨后再经过脱硝反应器后排出，实现锅炉SCR脱硝；
其中，控制进入喷氨格栅的氨气流量，将稀释氨气均匀的分布在烟道内与烟道烟气中的NOX充分混合，混合后的烟气到达脱硝反应器的催化剂区域时发生化学反应将烟气中的NOX分解为水和氮气。
脱硝反应器内设置催化剂层和催化剂预留备用层。
喷氨的氨气为用空气稀释后的氨气，氨气含量体积比≤5％。
所述的燃煤锅炉SCR脱硝工艺用氨/空气混合器，包括氨/空气混合器主体，氨/空气混合器主体前端为入口段，后端为出口段；氨/空气混合器主体内设置均流波纹板，均流波纹板入口段一侧设置波纹板吹扫装置，波纹板吹扫装置上设置就地温度测点和压力测点，波纹板吹扫装置的进气管上设置蒸汽吹扫阀，进气管的支管上设置蒸汽疏水阀。
入口段上设置进气口，出口段上设置出口。
氨/空气混合器主体上部设置气氨进口。
波纹板吹扫装置为高压干蒸汽喷射装置，高压蒸汽喷射装置端部设置喷头。
氨气从氨气母管引至机组脱硝氨气管，入口压力0.3～0.6MPa。
通过氨气电动调节阀根据脱硝率进行PID调节，控制进入氨气/空气混合器的氨气流量。进入氨气/空气混合器的氨气流量根据烟道中氮氧化物的含量来确定。
蒸汽温度为300℃、压力1.2Mpa。
在控制蒸汽开关的阀门前设置就地温度测点和压力测点，监视通入的蒸汽品质达到温度250℃、压力0.8Mpa以上。
(1)进入氨气/空气混合器的氨气是通过脱硝氨气管进入，入口压力0.3～0.6MPa，再通过氨气电动调节阀根据脱硝率进行PID调节，控制进入氨气/空气混合器的氨气流量；
(2)进入氨气/空气混合器的稀释氨气的空气由稀释风机产生；
(3)在氨气/空气混合器内氨气与空气均匀，混合后的稀释氨气进入稀释氨气母管，再通过支管的手动调节阀控制进入喷氨格栅的稀释氨气流量，喷氨格栅内有多个喷嘴，将稀释氨气均匀的分布在烟道内与烟道烟气中的NOX充分混合，混合后的烟气到达催化剂区域时发生化学反应将烟气中的NOX分解为水和氮气。
其中，喷氨格栅内优选7个喷头。
本发明氨/空气混合器的均流波纹板前，入口段的正中部设置高压干蒸汽喷口，在通入蒸汽时能够对波纹板进行吹扫清洁，解决氨/空气混合器的堵塞问题。
采用的蒸汽来源为厂用蒸汽母管，参数为温度300℃、压力1.2Mpa。为保证吹扫蒸汽品质，在蒸汽吹扫阀的进气侧设置就地温度测点和压力测点，监视通入的蒸汽品质达到温度250℃、压力0.8Mpa以上。
在进气管的支管上设置蒸汽疏水阀，在使用前排除蒸汽管线内的冷凝水保证蒸汽品质。
本发明含有选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝装置的燃煤电站锅炉的烟气系统工艺流程。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明燃煤锅炉SCR脱硝工艺及其氨/空气混合器，烟气内NOX脱除效果效率高，氨/空气混合器结构简单，制造成本低廉，能够实现烟气不间断脱硝的工作，在既不影响氨/空气混合器的正常运行，又能够解决氨/空气混合器的堵塞问题，又使内部的均流波纹板实现实时清洁，维持锅炉装置和脱硝装置能够持续正常运行，实现锅炉烟气环保达标排放。
附图说明
图1本发明氨/空气混合器的结构示意图；
图2本发明的燃煤锅炉SCR脱硝工艺流程图；
图中，1、进气口，2、气氨进口，3、均流波纹板，4、喷头，5、蒸汽吹扫阀，6、蒸汽疏水阀，7、压力测点，8、就地温度测点，9、氨/空气混合器主体，10、出口，11、氨气入管，12-1、第一烟道，12-2、第二烟道，13、脱硝反应器，14、低温省煤器，15、锅炉16-1第一风机，16-2第二风机，17、波纹板吹扫管，18、出烟口，19、氨/空气混合器，20、喷氨管。
具体实施方式
实施例1
本实施例所述的一种燃煤锅炉SCR脱硝工艺，锅炉产生的烟气通过喷氨后再经过脱硝装置后排出，实现锅炉SCR脱硝；
其中，控制进入喷氨格栅的氨气流量，将稀释氨气均匀的分布在烟道内与烟道烟气中的NOX充分混合，混合后的烟气到达脱硝装置的催化剂区域时发生化学反应将烟气中的NOX分解为水和氮气。
脱硝反应器内设置催化剂层和催化剂预留备用层。
喷氨的氨气为用空气稀释后的氨气，氨气含量体积比≤5％。
所述的燃煤锅炉SCR脱硝工艺用氨/空气混合器，包括氨/空气混合器主体9，氨/空气混合器主体9前端为入口段，后端为出口段；氨/空气混合器主体9内设置均流波纹板3，均流波纹板3入口段一侧设置波纹板吹扫装置，波纹板吹扫装置上设置就地温度测点8和压力测点7，波纹板吹扫装置的进气管上设置蒸汽吹扫阀5，进气管的支管上设置蒸汽疏水阀6。
入口段上设置进气口1，出口段上设置出口10。
氨/空气混合器主体9上部设置气氨进口2。
波纹板吹扫装置为高压干蒸汽喷射装置，高压蒸汽喷射装置端部设置喷头4。
氨/空气混合器的氨气来源：氨气从氨气母管引至机组脱硝氨气管，入口压力0.3～0.6MPa，再通过氨气电动调节阀根据脱硝率进行PID调节，控制进入氨气/空气混合器的氨气流量。
蒸汽温度为300℃、压力1.2Mpa。
在控制蒸汽开关的阀门前设置就地温度测点8和压力测点7，监视通入的蒸汽品质达到温度250℃、压力0.8Mpa以上。
本发明的工艺流程图如图1，包括锅炉15，锅炉15一侧设置第一烟道12-1，第一烟道12-1连通脱硝反应器13，脱硝反应器13下部设置低温省煤器14，低温省煤器14连通第二烟道12-2，第二烟道12-2端部设置出烟口18；
第一烟道12-1上设置喷氨装置，喷氨装置包括氨/空气混合器19，氨/空气混合器19连接氨气入管11、第一风机16-1、第二风机16-2和波纹板吹扫管17，氨气通过氨气入管11进入氨/空气混合器19经第一风机16-1和第二风机16-2吹风稀释后进入喷氨管20，喷氨管20上设置多个支管，支管上均设置喷头，实现氨气均匀喷入第一烟道12-1。
(1)氨/空气混合器的氨气来源：进入氨气/空气混合器的氨气是通过脱硝氨气管进入，入口压力0.5MPa，再通过氨气电动调节阀根据脱硝率进行PID调节，控制进入氨气/空气混合器的氨气流量；
(2)进入氨气/空气混合器稀释氨气的空气由稀释风机产生；
(3)在氨气/空气混合器内氨气与空气均匀，混合后的稀释氨气进入稀释氨气母管，再通过支管的手动调节阀控制进入喷氨格栅的稀释氨气流量，喷氨格栅内有多个喷嘴，将稀释氨气均匀的分布在烟道内与烟道烟气中的NOX充分混合，混合后的烟气到达催化剂区域时发生化学反应将烟气中的NOX分解为水和氮气。
其中，喷氨格栅内优选7个喷头。
本发明氨/空气混合器的均流波纹板前，入口段的正中部设置高压干蒸汽喷口，在通入蒸汽时能够对波纹板进行吹扫清洁，解决氨/空气混合器的堵塞问题。
采用的蒸汽来源为厂用蒸汽母管，参数为温度300℃、压力1.2Mpa。为保证吹扫蒸汽品质，在蒸汽吹扫阀的进气侧设置就地温度测点和压力测点，监视通入的蒸汽品质达到温度250℃、压力0.8Mpa以上。
在进气管的支管上设置蒸汽疏水阀，在使用前排除蒸汽管线内的冷凝水保证蒸汽品质。
实施例2
本发明的脱硝工艺和装置与实施例1相同，不同点在于，氨/空气混合器的氨气来源：进入氨气/空气混合器的氨气是通过脱硝氨气管进入，入口压力0.6MPa。
实施例3
本发明的脱硝工艺和装置与实施例1相同，不同点在于，氨/空气混合器的氨气来源：进入氨气/空气混合器的氨气是通过脱硝氨气管进入，入口压力0.3MPa。
某台燃煤锅炉启动正常运行4000小时后，发现SCR烟气脱硝装置的稀释风量由3500Nm3/h降低至2600Nm3/h，此时判断为氨/空气混合器在长时间使用后均流波纹板表面被铵盐结晶、粉尘、水汽杂质等混合物附着造成堵塞，使稀释风量降低。稀释风量接近极限报警值，即将造成脱硝装置停运。
此时对氨/空气混合器进行蒸汽吹扫操作。到达现场后，确认厂用蒸汽母管已投用后先开启蒸汽疏水门对蒸汽管线进行疏水操作。疏水30min后，观察蒸汽已达到温度280℃、压力1.0Mpa。开启蒸汽吹扫门对均流波纹板表面进行吹扫，吹扫15min后关闭蒸汽吹扫门。观察稀释风量已达到3000Nm3/h以上，吹扫操作结束。若观察稀释风量仍未达到3000Nm3/h以上，开启蒸汽吹扫门继续吹扫15min。如此循环，直至稀释风量达到3000Nm3/h以上为止。

Claims (10)

1.一种燃煤锅炉SCR脱硝工艺，其特征在于，锅炉产生的烟气通过喷氨后再经过脱硝反应器后排出，实现锅炉SCR脱硝；
其中，控制进入喷氨格栅的氨气流量，将稀释氨气均匀的分布在烟道内与烟道烟气中的NOX充分混合，混合后的烟气到达脱硝反应器的催化剂区域时发生化学反应将烟气中的NOX分解为水和氮气。
2.根据权利要求1所述的燃煤锅炉SCR脱硝工艺用氨/空气混合器，其特征在于，脱硝反应器内设置催化剂层和催化剂预留备用层。
3.根据权利要求1所述的燃煤锅炉SCR脱硝工艺用氨/空气混合器，其特征在于，喷氨的氨气为用空气稀释后的氨气，氨气含量体积比≤5％。
4.一种权利要求1所述的燃煤锅炉SCR脱硝工艺用氨/空气混合器，包括氨/空气混合器主体(9)，其特征在于，氨/空气混合器主体(9)前端为入口段，后端为出口段；氨/空气混合器主体(9)内设置均流波纹板(3)，均流波纹板(3)入口段一侧设置波纹板吹扫装置，波纹板吹扫装置上设置就地温度测点(8)和压力测点(7)，波纹板吹扫装置的进气管上设置蒸汽吹扫阀(5)，进气管的支管上设置蒸汽疏水阀(6)。
5.根据权利要求4所述的燃煤锅炉SCR脱硝工艺用氨/空气混合器，其特征在于，入口段上设置进气口(1)，出口段上设置出口(10)。
6.根据权利要求4所述的燃煤锅炉SCR脱硝工艺用氨/空气混合器，其特征在于，氨/空气混合器主体(9)上部设置气氨进口(2)。
7.根据权利要求4所述的燃煤锅炉SCR脱硝工艺用氨/空气混合器，其特征在于，波纹板吹扫装置为高压干蒸汽喷射装置，高压蒸汽喷射装置端部设置喷头(4)。
8.根据权利要求4所述的燃煤锅炉SCR脱硝工艺用氨/空气混合器，其特征在于，进入氨气/空气混合器的氨气入口压力0.3～0.6MPa。
9.根据权利要求4所述的燃煤锅炉SCR脱硝工艺用氨/空气混合器，其特征在于，蒸汽温度为300℃、压力1.2Mpa。
10.根据权利要求4所述的燃煤锅炉SCR脱硝工艺用氨/空气混合器，其特征在于，在控制蒸汽开关的阀门前设置就地温度测点(8)和压力测点(7)，监视通入的蒸汽品质达到温度250℃、压力0.8Mpa以上。
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