CN203379810U - 火力发电厂烟气脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火力发电厂烟气脱硝装置，包括选择性催化还原脱硝反应器，还包括设置在选择性催化还原脱硝反应器的进气烟道的换热器，换热器设有用于调节换热介质的流量的流量调节器；本实用新型的火力发电厂烟气脱硝装置为全负荷脱硝装置，通过在催化还原脱硝反应器的进气烟道处设置换热器，发电厂燃煤产生的烟气在进入脱硝反应器前必须与换热器中的换热介质进行热量交换，所交换热量的多少则取决于流量调节器所控制的换热介质的流量，以此使烟气进入温度保持在催化剂的反应温度区间内，保证锅炉在所有负荷区间内实现氮氧化物的达标排放，同时提高脱硝催化剂的使用寿命；本实用新型结构简单，在不影响机组经济运行前提下实现环保减排。

Description

火力发电厂烟气脱硝装置

技术领域

本实用新型涉及一种脱硝装置，特别涉及一种火力发电厂使用的对其燃煤产生的烟气进行脱硝的装置。

背景技术

NO_x是造成大气污染的主要污染源之一，通常所说的NO_x包括N₂O、NO、NO₂、N₂O₃、N₂O₄和N₂O₅，其中NO和NO₂是重要的大气污染物，它们排放到大气中易形成酸雨及光化学烟雾，破坏臭氧层和造成温室效应，给自然环境和人类健康带来了严重的危害。我国NO_x的排放量中70％来自于煤炭的直接燃烧，电力工业又是我国的燃煤大户，因此作为重点行业火力发电厂必须对NO_x的排放加以控制。

目前，火力发电厂广泛采用SCR（选择性催化还原法，Selective CatalyticReduction）控制NO_x的排放。SCR是目前较好的烟气脱硝技术，它是一种炉后脱硝方法，是利用还原剂（NH₃、尿素）在金属催化剂作用下，选择性地与NO_x反应生成N₂和H₂O，而不是被O₂氧化，目前SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR两种。两种方法都是利用氨对NO_x的还原功能，在催化剂的作用下将NO_x还原为对大气影响较小的N₂和H₂O。在SCR中使用的催化剂大多以TiO₂为载体，以V₂O₅或V₂O₅-WO₃或V₂O₅-MoO₃为活性成分制成蜂窝式、板式或波纹式三种类型催化剂。不同的催化剂适宜的反应温度不同，而且脱硝装置的进口烟气温度随锅炉负荷变化而变化。当锅炉负荷低于机组负荷50%THA时，造成反应温度偏低，催化剂的活性会降低，导致脱硝效率下降，且如果催化剂持续在低温下运行会使催化剂发生永久性损坏；当锅炉负荷接近机组负荷100%THA时，反应温度过高，NH₃容易被氧化，NO_x生成量增加，还会引起催化剂材料的相变，使催化剂的活性退化。目前，国内外SCR系统大多采用高温催化剂，反应温度区间为320℃～420℃，因此在烟气进入脱硝装置前必须对烟气进入温度进行控制，以适应SCR脱硝装置的需要。

因此，有必要对现有的SCR脱硝装置进行改进，其能够对进入选择性催化还原脱硝反应器的烟气进行温度控制，使烟气进入温度保持在催化剂的反应温度区间内，保证锅炉在所有负荷区间内实现氮氧化物的达标排放，同时提高脱硝催化剂的使用寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种火力发电厂烟气脱硝装置，其能够对进入选择性催化还原脱硝反应器的烟气进行温度控制，使烟气进入温度保持在催化剂的反应温度区间内，保证锅炉在所有负荷区间内实现氮氧化物的达标排放，同时提高脱硝催化剂的使用寿命。

本实用新型的火力发电厂烟气脱硝装置，包括选择性催化还原脱硝反应器，还包括设置在所述选择性催化还原脱硝反应器的进气烟道的换热器，所述换热器设有用于调节换热介质的流量的流量调节器。

进一步，所述换热器为管式换热器。

进一步，所述换热介质为液体，所述进气烟道中的烟气在所述换热器的管外流动，所述换热介质在在所述换热器的管内流动。

进一步，所述流量调节器设置在所述换热器的进液管道上。

进一步，所述换热介质为水。

进一步，所述流量调节器为调节阀或者变频泵。

本实用新型的有益效果：本实用新型的火力发电厂烟气脱硝装置为全负荷脱硝装置，通过在催化还原脱硝反应器的进气烟道处设置换热器，火力发电厂燃煤产生的烟气在进入脱硝反应器前必须与换热器中的换热介质进行热量交换，所交换热量的多少则取决于流量调节器所控制的换热介质的流量，以此使烟气进入温度保持在催化剂的反应温度区间内，保证锅炉在所有负荷区间内实现氮氧化物的达标排放，同时提高脱硝催化剂的使用寿命；本实用新型结构简单、使用方便，以达到国家环保排放标准为目的，在不影响机组经济运行前提下，达到环保减排的目标。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型简化的结构示意图。

具体实施方式

图1为本实用新型简化的结构示意图，如图所示：本实用新型的火力发电厂烟气脱硝装置，包括选择性催化还原脱硝反应器1，还包括设置在所述选择性催化还原脱硝反应器1的进气烟道11的换热器2，所述换热器2设有用于调节换热介质的流量的流量调节器3；选择性催化还原脱硝反应器1是本烟气脱硝装置的核心设备，其主要功能是承载催化剂，为脱硝反应提供空间，同时保证烟气流动的顺畅与气流分布的均匀，为脱硝反应的顺利进行创造条件；根据烟气流速、催化剂数量和脱硝率确定选择性催化还原脱硝反应器1的截面积，再根据实际需要确定其距地面的高度；选择性催化还原脱硝反应器1进出口设置柔性接头与机组主体联接；换热器2设置在催化还原脱硝反应器1的进气烟道11处，其位置可选择在可适应选择性催化还原脱硝反应器1的入口烟道的各种布置形式；火力发电厂燃煤产生的烟气在进入选择性催化还原脱硝反应器1前必须与换热器2中的换热介质进行热量交换，所交换热量的多少则取决于流量调节器3所控制的换热介质的流量，以此使烟气进入温度保持在催化剂的反应温度区间内，保证锅炉在所有负荷区间内实现氮氧化物的达标排放，同时提高脱硝催化剂的使用寿命。

本实施例中，所述换热器3为管式换热器；管式换热器的处理能力大、选材范围广、适应性强，而且易于制造，生产成本较低，清洗较方便，在高温高压下也能适用；换热器3的结构与一般管式换热器相同，包括壳体、传热管束、管板、折流板和管箱等部件。

本实施例中，所述换热介质为液体，所述进气烟道11中的烟气在所述换热器2的管外流动，所述换热介质在所述换热器2的管内流动；在换热器3内进行换热的两种流体分别为液体换热介质和烟气，其中液体换热介质行程为管程，烟气为壳程，换热器2管束的壁面为传热面；图1中的箭头方向即为低温液体的流动方向。

本实施例中，所述流量调节器3设置在所述换热器2的进液管道21上；方便对进液流量进行调节。

本实施例中，所述换热介质为水；水的来源广泛、成本低廉，本烟气脱硝装置的水来源于火力发电系统中的锅炉给水或除氧器出口水。

本实施例中，所述流量调节器3为调节阀；调节阀适合于以水作为换热介质的换热器3；流量调节器3的控制回路包括敏感元件、调节元件和控制元件，敏感元件是一个变送器，能够用来测量机组负荷，变送器的输出被送到调节元件，它确定并测量给定值或期望值与工艺参数的实际值之间的偏差，一个接一个地把校正信号送出给最终控制元件，调节阀阀门改变了换热介质的流量，使烟气在进入脱硝反应器前与换热器中的换热介质进行不同程度的热量交换。

锅炉烟气在进入选择性催化还原脱硝反应器1前经过换热器2后烟气温度降低至脱硝催化剂最佳允许温度区间，本烟气脱硝装置调节烟气温度的具体流程如下：当机组负荷降低，选择性催化还原脱硝反应器1进口烟气温度下降时，通过换热器2的进液管道21上的流量调节器3减少水流量，换热器2出水温度相对升高，换热器2换热温压减少，换热器2内换热量下降，换热器2出口烟气温度相对升高，达到催化剂最佳允许温度区间；当机组负荷升高，选择性催化还原脱硝反应器1进口烟气温度上升时，通过换热器2的进液管道21上的流量调节器3增加水流量，换热器2出水温度相对降低，换热器2换热温压增加，换热器2内换热量增加，换热器2出口烟气温度相对降低，达到脱硝装置催化剂最佳允许温度区间。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种火力发电厂烟气脱硝装置，包括选择性催化还原脱硝反应器（1），其特征在于：还包括设置在所述选择性催化还原脱硝反应器（1）的进气烟道（11）的换热器（2），所述换热器（2）设有用于调节换热介质的流量的流量调节器（3）。

2.根据权利要求1所述的火力发电厂烟气脱硝装置，其特征在于：所述换热器（3）为管式换热器。

3.根据权利要求2所述的火力发电厂烟气脱硝装置，其特征在于：所述换热介质为液体，所述进气烟道（11）中的烟气在所述换热器（2）的管外流动，所述换热介质在所述换热器（2）的管内流动。

4.根据权利要求3所述的火力发电厂烟气脱硝装置，其特征在于：所述流量调节器（3）设置在所述换热器（2）的进液管道（21）上。

5.根据权利要求4所述的火力发电厂烟气脱硝装置，其特征在于：所述换热介质为水。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的火力发电厂烟气脱硝装置，其特征在于：所述流量调节器（3）为调节阀或者变频泵。

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