CN116550141A - 一种scr脱硝系统及其工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及脱硫系统技术领域，且公开了一种SCR脱硝系统及其工艺，该SCR脱硝系统由锅炉、送风机、稀释风机、液氨储槽、液氨蒸发槽、烟囱、脱硝反应器、氮氧化物监视器、省煤器、除尘器、脱硫塔组成，还原剂(氨)用罐装卡车运输，以液体形态储存于氨罐中；液态氨在注入SCR系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化；气化的氨和稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中。本发明所述的SCR脱硝系统及其工艺，选择性催化还原法(SCR)脱硝技术是指在催化剂的作用下，还原剂(液氨)与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的NOx。选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应，而不与烟气中的氧气发生反应。

Description

一种SCR脱硝系统及其工艺
技术领域
本发明涉及脱硫系统技术领域，具体为一种SCR脱硝系统及其工艺。
背景技术
SCR脱硝技术方案根据甲方提供的沼气烟气参数，温度满足SCR高温催化要求，进行脱硝处理，烟气量3000m3/h，烟气中含NOx500mg/m3，出口NOx不高于120mg/m3，脱硝反应器采用1+1以保证脱硝效果。采用SCR脱硝工艺，设计SCR高温催化剂脱硝，在烟气出口处安装一台氨水蒸发器使氨水雾化和调节温度，进入脱硝反应器，进行脱硝。脱硝还原剂为15％浓度氨水溶液，出口NOx浓度按照不高于100mg/m3进行设计；
选择性催化还原法(SCR)脱硝技术是指在催化剂的作用下，还原剂(液氨)与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的NOx，因此迫切的需要一种SCR脱硝系统及其工艺来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种SCR脱硝系统及其工艺，为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种SCR脱硝系统，该SCR脱硝系统由锅炉、送风机、稀释风机、液氨储槽、液氨蒸发槽、烟囱、脱硝反应器、氮氧化物监视器、省煤器、除尘器、脱硫塔组成；
还原剂(氨)用罐装卡车运输，以液体形态储存于氨罐中；液态氨在注入SCR系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化；气化的氨和稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中；充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中催化剂的作用下发生反应，去除NOx；
每台锅炉配置2台脱硝反应器，反应器的截面尺寸根据锅炉的大小设计，每台脱硝反应器设计成2+1层催化剂布置方式，其中上层为预留层，烟气经过与氨气均匀混合后垂直向下流经反应器，反应器入口设置气流均布装置，反应器主要由里面布置的催化剂、催化剂支撑梁、反应器壳体、密封板等组成。
优选的，在反应器内，还原剂(液氨)在催化剂的作用下与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的NOx。
优选的，催化剂布置在2层到4层(或组)催化剂床上，且布置3层或4层，同时提供一个备用的催化床层。
优选的，脱硝反应器壳体为包含催化剂的外部结构，主要由框架钢结构、钢板焊接而形成密闭的空间。
优选的，所述脱硝反应器的入口设置有气流均布装置。
优选的，所述脱硝反应器的内部安装有加强板及支架均设计成不易积灰的型式，且在反应器壳体上设置更换催化剂的门、人孔门和安装声波吹灰器的孔。
一种SCR脱硝工艺，该SCR脱硝工艺包括以下步骤：
步骤一、还原剂(氨)用罐装卡车运输，以液体形态储存于氨罐中；
步骤二、液态氨在注入SCR系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化；
步骤三、气化的氨和稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中；充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中催化剂的作用下发生反应，去除NOx。
与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：该SCR脱硝系统及其工艺，选择性催化还原法(SCR)脱硝技术是指在催化剂的作用下，还原剂(液氨)与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的NOx，选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应，而不与烟气中的氧气发生反应。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明SCR脱硝系统工艺流程图；
图2为本发明脱硝反应过程示例图。
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。附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图中某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，附图中不同种类的剖面线不是按照国标进行标注的，也不对元件的材料进行要求，是对图中元件的剖视图进行区分，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构、部件及其说明可能省略是可以理解的，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。
请参阅图1-2，一种SCR脱硝系统，包括该SCR脱硝系统由水箱、锅炉、吸收塔、除尘器、回流槽、引风机、烟囱、残渣仓、消石灰仓组成，水存放与所述水箱中，且从该所述水箱放水至吸收塔内，所述吸收塔通过回流槽与除尘器相连接，所述除尘器的一端连接有引风机，且经过引风机将除尘器内的灰尘经过烟囱排出，所述吸收塔与锅炉相互联通，所述除尘器的下端一侧设置有残渣仓，且消石灰仓位于残渣仓的右侧。
其中，该SCR脱硝系统的SO2脱除率达90％-98％。
其中，该SCR脱硝系统适用于蒸发量75t/h-1025t/h之间的锅炉。
其中，吸收塔利用气体混合物在液体吸收剂中溶解度的不同，使易溶的组分溶于吸收剂中，并与其他组分分离。
其中，引风机的的风机叶轮工作表面复合陶瓷层硬度HRA≥86。
其中，水箱的储水量为2000-3000L。
一种循环流化床半干法脱硫工艺，该循环流化床半干法脱硫工艺包括以下步骤：
步骤一、以循环流化床原理为基础以干态消石灰粉Ca(OH)2作为吸收剂，通过吸收剂的多次再循环，在脱硫塔内延长吸收剂与烟气的接触时间，以达到高效脱硫的目的，同时大大提高了吸收剂的利用率；
步骤二、通过化学反应，有效除去烟气中的SO2、SO3、HF与HCL等酸性气体，得到脱硫终产物脱硫渣，完成电站锅炉烟气脱硫。
其中，脱硫终产物脱硫渣是一种自由流动的干粉混合物，无二次污染，同时可进一步综合利用。
其中，该循环流化床半干法脱硫工艺的化学反应式为：
Ca(OH)2+SO2＝CaSO3+H2O；
Ca(OH)2+2HF＝CaF2+2H2O；
Ca(OH)2+SO3＝CaSO4+H2O；
Ca(OH)2+2HCl＝CaCl2+2H2O；
CaSO3+1/2O2＝CaSO4。
本发明的SCR工艺流程为还原剂(氨)用罐装卡车运输，以液体形态储存于氨罐中；液态氨在注入SCR系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化；气化的氨和稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中；充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中催化剂的作用下发生反应，去除NOx。
SCR脱硝工艺主要组成：
1、SCR反应器
每台锅炉配置2台脱硝反应器，反应器的截面尺寸根据锅炉的大小设计，每台脱硝反应器设计成2+1层催化剂布置方式，其中上层为预留层。烟气经过与氨气均匀混合后垂直向下流经反应器，反应器入口设置气流均布装置，反应器主要由里面布置的催化剂、催化剂支撑梁、反应器壳体、密封板等组成。在反应器内，还原剂(液氨)在催化剂的作用下与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的NOx。
2、催化剂
催化剂有贵金属和普通金属之分，贵金属催化剂由于它们和硫反应，且价格昂贵，实际上不予采用，普通催化剂催化效率不是很高，价格也比较贵，要求反应温度范围为300～400℃。比较常用的催化剂含有氧化钒和氧化钛。SCR催化剂由陶瓷支架和活性成分(氧化钒，氧化钛，有时候还有钨)组成，现在使用的催化剂性状主要有两种：蜂窝形和板形。采用预制成型的蜂窝型陶瓷，催化剂填充在蜂窝空中或涂刷在基质上。采用板形时在支撑材料外涂刷催化剂。烟气含尘时，吸收塔一般是垂直布置，烟气由上而下流动。催化剂布置在2层到4层(或组)催化剂床上，为充分利用催化剂，一般布置3层或4层，同时提供一个备用的催化床层。当催化剂活性降低时，在备用层中安装催化剂。持续失活后，在旋转基座上更换催化剂，一次只换一层，从顶层开始，这种方法可以充分利用催化剂。吸收塔内布置吹灰器，定期吹灰，吹去沉积在催化床上的灰尘。
3、反应器壳体和钢结构
反应器壳体是包含催化剂的外部结构，主要由框架钢结构、钢板焊接而形成密闭的空间。为了防止烟气的散热，在反应器内外护板之间布置保温材料。为支撑催化剂，在每层催化剂的下面布置有支撑钢结构梁，将催化剂模块成排布置在支撑梁上。在反应器的入口设置气流均布装置，反应器内部易于磨损的部位设有防磨措施。内部各种加强板及支架均设计成不易积灰的型式，同时将考虑热膨胀的补偿措施。在反应器壳体上设置更换催化剂的门、人孔门和安装声波吹灰器的孔。
4、烟道系统
烟道分为反应器入口烟道和出口烟道二部分。入口烟道从锅炉尾部省煤器出口膨胀节至反应器入口为止。在入口烟道上布置有氨喷射装置、管式混合器、烟气导流板和灰斗等。出口烟道从反应器出口至锅炉尾部空预器入口为止。在出口烟道上布置有烟气导流板等。
5、氨储存制备供应系统
液氨用罐装卡车运输，以液体形态储存于氨储罐中；液态氨在注入SCR系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化，并经过缓冲罐稳压后供应反应器脱硝使用，这部分工作都是在氨储存制备供应系统内完成的。氨储存制备供应系统主要由卸料压缩机、液氨储罐、氨气蒸发槽、氨气缓冲槽及氨输送管道等，并备有氮气吹扫系统。
6、氨喷射系统
氨喷射系统包括由气化的氨与稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中这一工艺过程。
7、稀释风机
氨在空气中的体积浓度达到16～25％时，会形成II类可燃爆炸性混合物。为保证注入烟道的氨与空气混合物的安全，除控制混合器内氨的浓度远低于其爆炸下限外，还保证氨在混合器内均匀分布，喷入反应器入口烟道的氨气为空气稀释后的含5％左右氨气的混合气体。所选择的风机满足脱除烟气中NOx最大值的要求，并留有一定的余量。
8、氨/空气混合器
为了保证氨气与稀释空气均匀混合，每台锅炉采用2台混合器，混合器为隔板式。
9、氨喷射格栅
氨气的注入采用格栅式，在管道上布置很多喷嘴，以保证喷入烟道内的氨与烟气均匀分配和混合。在喷射格栅的入口每一区域分配管道上设有手动流量调节阀，以调节个个区域氨气的分配。
10、吹灰系统
SCR反应器采用声波吹灰器，每台反应器安装一套声波吹灰系统。每一层催化剂设置3台吹灰器，一台锅炉共装有12台声波吹灰器。吹灰控制纳入机组DCS系统。
本说明中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
所需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种SCR脱硝系统，其特征在于：该SCR脱硝系统由锅炉、送风机、稀释风机、液氨储槽、液氨蒸发槽、烟囱、脱硝反应器、氮氧化物监视器、省煤器、除尘器、脱硫塔组成；
还原剂(氨)用罐装卡车运输，以液体形态储存于氨罐中；液态氨在注入SCR系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化；气化的氨和稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中；充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中催化剂的作用下发生反应，去除NOx；
每台锅炉配置2台脱硝反应器，反应器的截面尺寸根据锅炉的大小设计，每台脱硝反应器设计成2+1层催化剂布置方式，其中上层为预留层，烟气经过与氨气均匀混合后垂直向下流经反应器，反应器入口设置气流均布装置，反应器主要由里面布置的催化剂、催化剂支撑梁、反应器壳体、密封板等组成。
2.根据权利要求1所述的一种SCR脱硝系统，其特征在于：在反应器内，还原剂(液氨)在催化剂的作用下与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的NOx。
3.根据权利要求1所述的一种SCR脱硝系统，其特征在于：催化剂布置在2层到4层(或组)催化剂床上，且布置3层或4层，同时提供一个备用的催化床层。
4.根据权利要求1所述的一种SCR脱硝系统，其特征在于：脱硝反应器壳体为包含催化剂的外部结构，主要由框架钢结构、钢板焊接而形成密闭的空间。
5.根据权利要求1所述的一种SCR脱硝系统，其特征在于：所述脱硝反应器的入口设置有气流均布装置。
6.根据权利要求1所述的一种SCR脱硝系统，其特征在于：所述脱硝反应器的内部安装有加强板及支架均设计成不易积灰的型式，且在反应器壳体上设置更换催化剂的门、人孔门和安装声波吹灰器的孔。
7.一种SCR脱硝工艺，其特征在于：该SCR脱硝工艺包括以下步骤：
步骤一、还原剂(氨)用罐装卡车运输，以液体形态储存于氨罐中；
步骤二、液态氨在注入SCR系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化；
步骤三、气化的氨和稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中；充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中催化剂的作用下发生反应，去除NOx。
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