CN205392184U - 小型燃气锅炉烟气低温催化脱硝系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种小型燃气锅炉烟气低温催化脱硝系统，包括燃烧器、尿素制备喷射系统、SCR反应器、换热器和引风机，其中：小型燃气锅炉的烟气出口经输出管道与SCR反应器的入口相接，输出管道上的热气输送入口经由热气管道与燃烧器的输出口相接，热气管道上的喷射口与尿素制备喷射系统的输出口相接，SCR反应器的出口经由输送管道与换热器的烟气入口相接，换热器的烟气出口经由烟气管道与置于烟囱的排放入口处的引风机的入口相接，换热器的冷水入口经由冷水管道与锅炉回水管相接，换热器的热水出口经由热水管道与小型燃气锅炉的入水口相接。本实用新型解决了小型燃气锅炉排放的低温烟气无法使用传统的SCR脱硝工艺进行脱硝处理的缺陷。

Description

小型燃气锅炉烟气低温催化脱硝系统
技术领域
本实用新型涉及一种小型燃气锅炉烟气低温催化脱硝系统，属于烟气脱硝技术领域。
背景技术
90年代，当人们认识到燃煤锅炉会带来较严重大气污染后，我国大中城市陆续开始对燃煤锅炉实施改造，其中北京市自1997年开始进行煤改气，采用天然气作为能源燃料的工业型燃气锅炉，用于供热采暖或提供生活热水。当时对燃气锅炉的氮氧化物排放的要求不高，在改造燃煤锅炉时并未针对排放的氮氧化物设计任何脱硝处理设备，主要是与燃气锅炉厂家配合，控制氮氧化物排放浓度小于200mg/m3。
如今，面对雾霾天气的时有发生，为了进一步推进大气环境质量治理，特别是中国的首都北京，开始对燃气锅炉采用先进的烟气处理技术来解决氮氧化物的排放问题，例如脱硫、脱硝等措施，从而来改善当地的空气质量。
从实际实施中可以发现，目前采用的SCR脱硝工艺对燃气锅炉排放的烟气温度要求较高，一般要求烟气温度要处于290～430℃之间，但是，北京市存在着大量的小型燃气锅炉，这些小型燃气锅炉排放的烟气温度一般处于120～150℃之间，为低温烟气，因此传统的SCR脱硝工艺便无法应用于小型燃气锅炉。
由此可见，对小型燃气锅炉的氮氧化物排放处理技术的研究势在必行。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种小型燃气锅炉烟气低温催化脱硝系统，其解决了小型燃气锅炉排放的低温烟气无法使用传统的SCR脱硝工艺进行脱硝处理的缺陷。
为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种小型燃气锅炉烟气低温催化脱硝系统，其特征在于：它包括燃烧器、尿素制备喷射系统、SCR反应器、换热器和引风机，其中：小型燃气锅炉的烟气出口经输出管道与SCR反应器的入口相接，输出管道上的热气输送入口经由热气管道与燃烧器的输出口相接，热气管道上的喷射口与尿素制备喷射系统的输出口相接，SCR反应器的出口经由输送管道与换热器的烟气入口相接，换热器的烟气出口经由烟气管道与置于烟囱的排放入口处的引风机的入口相接，换热器的冷水入口经由冷水管道与锅炉回水管相接，换热器的热水出口经由热水管道与小型燃气锅炉的入水口相接。
本实用新型的优点是：
1、本实用新型可有效对小型燃气锅炉排放的低温烟气中的NOx进行脱硝，使最终排放到大气中的NOx含量符合现今国家相关排放标准，并且本实用新型充分利用了脱硝后达标烟气的温度，通过热交换措施向小型燃气锅炉提供升温的热水，从而降低了小型燃气锅炉的燃气消耗，真正做到了省时、降耗、节能的目的。
2、本实用新型不需改变已有小型燃气锅炉自身的结构，对已有小型燃气锅炉自带的系统不会产生任何影响。
3、本实用新型中的尿素制备喷射系统提供的尿素溶液安全性高，无任何安全隐患。
4、本实用新型自动化程度高，无需人工参与，真正做到了“无人值守”，运行成本低、稳定可靠，使用寿命长。
附图说明
图1是本实用新型的组成示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型小型燃气锅炉烟气低温催化脱硝系统包括燃烧器20、尿素制备喷射系统30、SCR反应器40、换热器50和引风机60，其中：小型燃气锅炉10的烟气出口经输出管道与SCR反应器40的入口相接，输出管道上靠近小型燃气锅炉10烟气出口的热气输送入口经由热气管道与对输出管道内低温烟气进行升温处理的燃烧器20的输出口相接，热气管道上的喷射口与尿素制备喷射系统30的输出口相接，SCR反应器40的出口经由输送管道与换热器50的烟气入口相接，换热器50的烟气出口经由烟气管道与置于烟囱70的排放入口处的引风机60的入口相接，换热器50的冷水入口经由冷水管道与锅炉回水管(图中未示出)相接，换热器50的热水出口经由热水管道与小型燃气锅炉10的入水口相接。
在实际设计中，SCR反应器40可包括壳体，其中：从壳体的入口至出口，壳体内依次设有相分离的烟气整流装置、低温催化剂脱硝装置。在本实用新型中，低温催化剂脱硝装置内设有一层低温脱硝催化剂即可。低温脱硝催化剂优选采用复合铜基分子筛制成的脱硝催化剂，此脱硝催化剂的使用温度可低至160℃，与常规的钒基高温脱硝催化剂相比，在160℃温度条件下，其具有非常优异的催化性能，脱硝效率可达到95％以上。
在本实用新型中，SCR反应器40采用硬度高、耐腐蚀、耐高温的低锰合金材料制成，可有效防止低温烟气对其内部件的冲刷和腐蚀，延长使用寿命。
在实际设计中，尿素制备喷射系统30可包括尿素溶液存储罐、尿素输送泵和喷射枪，尿素溶液存储罐的输出口经由尿素输送泵与置于热气管道的喷射口处的喷射枪的输入口相接。
在实际实施中，燃烧器20、尿素制备喷射系统30和引风机60的控制端口分别与脱硝自控系统(图中未示出)的相应信号端口相接。
在实际运行中，小型燃气锅炉10的烟气出口、SCR反应器40的出口处可设有NOx排放浓度检测装置，实时监测本实用新型的脱硝效率，从而根据实际运行状况，通过脱硝自控系统自动控制燃烧器20的加热温度、尿素制备喷射系统30喷射尿素溶液的喷射量以及引风机60的启停和转速等。
在本实用新型中，小型燃气锅炉10、燃烧器20、换热器50、引风机60为本领域的已有设备，尿素制备喷射系统30为本领域的熟知系统，故它们的具体构成不在这里详述。
如图1，本实用新型的工作过程为：
小型燃气锅炉10的烟气出口在排放出低温烟气(约120℃)后，低温烟气经过输出管道上的热气输送入口时，与燃烧器20输出的加热气体(约500℃)混合，升温至160℃以上。燃烧器20在加热的同时，尿素制备喷射系统30向热气管道内喷入尿素溶液，尿素溶液热解产生NH3(稀释的氨气)，于是，NH3与升温烟气(160℃以上)一起进入SCR反应器40中，经过烟气整流装置混合均匀后，在低温催化剂脱硝装置内的低温脱硝催化剂作用下，NH3与升温烟气中的NOx进行还原反应，使烟气中有害的NOx变为无害的N2和H2O后排出达标烟气(约160℃)，于是，达标烟气在经过换热器50换热后被引风机60送入烟囱70，排放到大气中，完成烟气脱硝过程。
与此同时，锅炉回水管输出的回水被送入换热器50的冷水入口，在流过换热器50的过程中，回水充分吸收换热器50内达标烟气的温度而变为热水，继而输出送入小型燃气锅炉10的入水口，以降低小型燃气锅炉10对燃气的消耗。在这里需要说明的是，回水与达标烟气的热交换使得最终排放到大气中的达标烟气的温度可降低至100℃，以符合国家相关排放标准。
本实用新型的优点是：
1、本实用新型可有效对小型燃气锅炉排放的低温烟气中的NOx进行脱硝，使最终排放到大气中的NOx含量符合现今国家相关排放标准，并且本实用新型充分利用了脱硝后达标烟气的温度，通过热交换措施向小型燃气锅炉提供升温的热水，从而降低了小型燃气锅炉的燃气消耗，真正做到了省时、降耗、节能的目的。
2、本实用新型不需改变已有小型燃气锅炉自身的结构，对已有小型燃气锅炉自带的系统不会产生任何影响。
3、本实用新型中的尿素制备喷射系统提供的尿素溶液安全性高，无任何安全隐患。
4、本实用新型自动化程度高，无需人工参与，真正做到了“无人值守”，运行成本低、稳定可靠，使用寿命长。
以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (6)

1.一种小型燃气锅炉烟气低温催化脱硝系统，其特征在于：它包括燃烧器、尿素制备喷射系统、SCR反应器、换热器和引风机，其中：小型燃气锅炉的烟气出口经输出管道与SCR反应器的入口相接，输出管道上的热气输送入口经由热气管道与燃烧器的输出口相接，热气管道上的喷射口与尿素制备喷射系统的输出口相接，SCR反应器的出口经由输送管道与换热器的烟气入口相接，换热器的烟气出口经由烟气管道与置于烟囱的排放入口处的引风机的入口相接，换热器的冷水入口经由冷水管道与锅炉回水管相接，换热器的热水出口经由热水管道与小型燃气锅炉的入水口相接。
2.如权利要求1所述的小型燃气锅炉烟气低温催化脱硝系统，其特征在于：
所述SCR反应器包括壳体，其中：从壳体的入口至出口，壳体内依次设有相分离的烟气整流装置、低温催化剂脱硝装置。
3.如权利要求2所述的小型燃气锅炉烟气低温催化脱硝系统，其特征在于：
所述低温催化剂脱硝装置内设有一层低温脱硝催化剂。
4.如权利要求3所述的小型燃气锅炉烟气低温催化脱硝系统，其特征在于：
所述低温脱硝催化剂为采用复合铜基分子筛制成的脱硝催化剂。
5.如权利要求1所述的小型燃气锅炉烟气低温催化脱硝系统，其特征在于：
所述尿素制备喷射系统包括尿素溶液存储罐、尿素输送泵和喷射枪，尿素溶液存储罐的输出口经由尿素输送泵与置于所述热气管道的喷射口处的喷射枪的输入口相接。
6.如权利要求1至5中任一项所述的小型燃气锅炉烟气低温催化脱硝系统，其特征在于：
所述燃烧器、所述尿素制备喷射系统和所述引风机的控制端口分别与脱硝自控系统的相应信号端口相接。
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