CN206103702U - 一种scr补nox控制氨逃逸的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种SCR补NO_X控制氨逃逸的装置。该装置包括省煤器出口、导流板、喷氨格栅、混合器、整流器、首层催化剂、第二层催化剂、喷氮格栅、第三层催化剂、SCR入口烟道和抽气管道，整流器、首层催化剂、第二层催化剂、喷氮格栅和第三层催化剂依次设置，导流板、喷氨格栅和混合器分别设置在省煤器出口和整流器之间，抽气管道设置在省煤器出口和喷氮格栅之间。本实用新型可以抽取省煤器出口一小部分烟气供给SCR反应器最后一层催化剂，抽取的这部分烟气对于最后一层催化剂中局部富氨区域因缺少NO_X发生反应的问题起到一定的补偿作用，一定程度上弥补了氨氮比分布不均导致的氨逃逸过大的问题。

Description

一种SCR补NOX控制氨逃逸的装置

技术领域

本实用新型涉及燃煤电站SCR烟气脱硝领域，特别是一种SCR补NO_X控制氨逃逸的装置。

背景技术

随着国家对燃煤电站大气污染物NO_X控制标准的提高，现役机组大多进行了脱硝改造，在众多脱硝手段中，选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)烟气脱硝技术因其脱硝效率高、技术成熟成为大型火电机组脱硝改造的首选技术。SCR脱硝机理为：氮氧化物(NO_X)与还原剂(NH₃)混合后在催化剂的作用下转化为无公害的氮气和水。然而，SCR普遍存在着硫酸氢铵(ABS)沉积的问题，ABS是由反应器出口未完全反应的NH₃(氨逃逸)与烟气中的SO₃与在一定条件下生成的，液态下的ABS具有腐蚀性及粘性危害催化剂及空预器。因此，通过控制氨逃逸来减轻ABS沉积是SCR当前研究的重要课题。

相关研究表明：氨逃逸的产生主要与两方面的因素有关，一方面为催化剂的体积量，由于NO_X的脱除仅发生在催化剂内，因此反应器内应布置有足够体积量的催化剂以完成NO_X与NH₃的催化还原反应，否则将产生大量氨逃逸；另一方面为氨氮比的均匀程度，当反应器催化剂的体积量足够时，由于氨氮比的分布不均，同样会产生大量氨逃逸。氨氮比分布不均，低氨浓度区域，由于还原剂供给不足，脱硝效率被限制在局部氨氮比以内，而局部高氨浓度区(氨氮比大于1)由于缺少足够量的NO_X与之反应，NH₃最终从反应器出口逃逸。

为此，在SCR催化剂的体积量及氨氮比均匀程度一定的情况下，尽可能的减小反应器出口的氨逃逸，以减轻空预器ABS沉积，是目前SCR急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、能够解决氨逃逸量大的SCR补NO_X控制氨逃逸的装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种SCR补NOX控制氨逃逸的装置，包括省煤器出口、导流板、喷氨格栅、混合器、整流器、首层催化剂、第二层催化剂、喷氮格栅、第三层催化剂、SCR入口烟道和抽气管道，整流器、首层催化剂、第二层催化剂、喷氮格栅和第三 层催化剂依次设置，导流板、喷氨格栅和混合器分别设置在省煤器出口和整流器之间，抽气管道设置在省煤器出口和喷氮格栅之间。

本实用新型可以抽取省煤器出口一小部分烟气供给SCR反应器最后一层催化剂，抽取的这部分烟气对于最后一层催化剂中局部富氨区域因缺少NO_X发生反应的问题起到一定的补偿作用，一定程度上弥补了氨氮比分布不均导致的氨逃逸过大的问题。同时，抽取的烟气量很少不会对反应器出口NO_X的排放产生较大影响。

作为优选，还包括用于调节抽气量的SCR入口烟道侧挡板门和SCR反应器侧挡板门，SCR入口烟道侧挡板门设置在抽气管道靠近省煤器出口的位置，SCR反应器侧挡板门设置在抽气管道靠近喷氮格栅的位置。其优点在于，通过挡板门控制抽取的烟气量，从而使得抽取的烟气量既能较好的控制氨逃逸，又能保证NO_X的排放量控制在标准以内。

作为优选，还包括引风机，引风机设置在抽气管道上。其优点在于，引风机用于从SCR入口烟道抽取一小部分烟气进入第三层催化剂再次反应消耗富余的HN₃，从而降低氨逃逸量。

作为优选，喷氮格栅设有20-40个分区，每个分区设有单独的支管，支管流量可调；且每根支管配备一定数量的喷嘴。其优点在于，喷氨格栅和喷氮格栅可以均匀的供给烟气，单独的支管可用于单独的调节流量，从而取得更理想的效果。

作为优选，第三层催化剂与第二层催化剂之间的距离为3-4m。其优点在于，可以减少喷氮格栅喷出的烟气对催化剂造成磨损，同时增强喷入NO_X与反应器内烟气的混合效果。

作为优选，还包括用于吹灰的压缩空气管道和压缩空气源，压缩空气源通过压缩空气管道与抽气管道连接。其优点在于，通过定期吹灰，可以防止喷氨格栅和喷氮格栅堵塞。

作为优选，根据SCR反应器入口烟气中NO_X浓度及出口烟气中NO_X浓度将抽气量控制为总烟气量的0.1％-5％。其优点在于，提高控制氨逃逸的效果。

作为优选，喷氮格栅的喷嘴喷出的烟气流速为该处反应器内烟气流速的1.0-1.5倍。其优点在于，可以防止喷氮格栅堵塞。

本实用新型同现有技术相比具有以下优点及效果：由于本实用新型抽取SCR入口烟道一部分烟气与最后一层催化剂上方的烟气混合进入最后一层催化剂反应，抽取的这部分烟气有效的缓解了氨氮比分布不均导致的局部富氨区域因缺 少NO_X反应而引起的氨逃逸过大问题，本实用新型克服了氨氮比分布不均对提高效率的限制，并且抽取的这部分烟气对反应器出口NO_X的排放影响很小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例2的结构示意图。

图2为本实用新型的数值模拟得到的喷氮格栅30个分区均匀的喷入NO_X量对氨逃逸的控制与出口NO_X增加量的影响示意图。

标号说明：

1、省煤器出口 2、下转角导流板

3、喷氨格栅 4、混合器

5、上转角导流板 6、整流器

7、首层催化剂 8、第二层催化剂

9、喷氮格栅 10、第三层催化剂

11、SCR入口烟道侧挡板门 12、引风机

13、抽气管道 14、SCR反应器侧挡板门

15、压缩空气管道 16、压缩空气源

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例1：

首层催化剂7入口氨氮比分布不均，因此首层催化剂7每个区域的脱硝程度不均，进而导致进入第二层催化剂8氨氮比的不均匀程度进一步扩大，同样的第二层催化剂8脱硝程度的不均会进一步的扩大氨氮比的不均，最终进入最后一层催化剂氨氮比的均匀程度非常低，即局部区域氨氮比非常高，局部区域氨氮比非常低。局部低氨氮比区域，由于过量的NO_X缺少NH₃与之反应，最终导致反应器出口局部NO_X浓度偏高；而局部高氨氮比区域，大量的NH₃富余，没有足够量的NO_X将NH₃反应掉，该区域的NH₃最终逃逸。

SCR烟气脱硝主要发生在前面的催化剂中，最后一层催化剂起到吸收氨逃逸的作用。

参考图1，本实施例由主要包括:省煤器出口1、下转角导流板2、喷氨格栅3、混合器4、上转角导流板5、整流器6、首层催化剂7、第二层催化剂8、喷氮格栅9、第三层催化剂10、SCR入口烟道侧挡板门11、引风机12、抽气管道13和SCR反应器侧挡板门14。整流器6、首层催化剂7、第二层催化剂8、喷氮格栅9和第三层催化剂10依次设置，下转角导流板2、喷氨格栅3、混合器4和上转角导流板5依次设置在省煤器出口1和整流器6之间。SCR入口烟道侧挡板门11设置在抽气管道13靠近省煤器出口1的位置，SCR反应器侧挡板门14设置在抽气管道13靠近喷氮格栅9的位置，两个侧挡板门用于调节抽气量。抽气管道13设置在省煤器出口1和喷氮格栅9之间，引风机12设置在抽气管道13上。

烟气经过省煤器进入SCR反应器，在入口烟道位置与喷氨格栅3喷出的氨气混合后进入催化剂层进行脱硝反应，SCR每层催化剂由若干催化剂模块组成，为控制反应器出口的氨逃逸，必须保证每个催化剂模块上方氨氮比分布近乎相同，更加严格的应保证每个催化剂孔道上方氨氮比分布近似相同，而现役机组SCR脱硝改造空间有限，因此喷氨截面距离催化剂层的混合距离有限，很难保证首层催化剂7入口氨氮比完全均匀。

本实用新型利用引风机12于SCR入口烟道抽取一小部分烟气，通过SCR入口烟道侧挡板门11和SCR反应器侧挡板门14控制抽取的烟气量，烟气量的抽取既要考虑入口烟气中NO_X的浓度，又不能对反应器出口NO_X的排放造成很大影响，即抽取的烟气量既能较好的控制氨逃逸，又能保证NO_X的排放量控制在标准以内。抽取的烟气经第三层催化剂10上方的喷氮格栅9喷出，喷氮格栅9根据不同反应器分成20-40个分区，喷氮格栅9可均匀的供给烟气，为取得更理想的效果，每个分区可根据反应器出口NO_X分布，设置单独的支管，从而单独的调节流量，每根支管配备一定数量的喷嘴：反应器出口NO_X浓度高的地方对应分区少喷或不喷；反应器出口NO_X浓度低的地方多喷。同时，考虑到喷氮格栅9喷出的烟气对催化剂造成磨损，同时增强喷入NOx与反应器内烟气的混合效果，将第三层催化剂10与第二层催化剂8之间的距离扩大为3m-4m。

本实用新型抽取SCR入口烟道段的一小部分烟气，通过喷氮格栅9供给第三层催化剂10，补偿了进入第三层催化剂10烟气中局部区域缺少的NO_X，不仅有效的控制了反应器出口的氨逃逸，而且对反应器出口NO_X的排放量影响较小。 如图2所示，数值模拟结果显示：喷氮格栅9均匀喷的情况下，即可起到很好的效果。如果根据反应器出口NO_X调节每个分区喷入量，效果会更佳。本实用新型对电厂经济安全运行大有裨益：反应器出口氨逃逸的降低，大幅减少了ABS的生成量，空预器堵塞积灰的问题随之得以解决。

实施例2：

如图1所示，本实施例与实施例1相似，其不同之处仅在于：

1、还包括用于吹灰的压缩空气管道15和压缩空气源16，压缩空气源16通过压缩空气管道15与抽气管道13连接。

2、喷氨格栅3和喷氮格栅9的喷嘴喷出的烟气流速为该处反应器内烟气流速的1.0-1.5倍。

考虑到防止喷氨格栅3和喷氮格栅9堵塞，一方面喷嘴的流速不能过低，本实施例设计为该处反应器内烟气流速的1.0-1.5倍；另一方面抽气管道13连接压缩空气，用于定期吹灰。

本实施例中未做具体说明的技术特征参照实施例1。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种SCR补NO_X控制氨逃逸的装置，其特征是：包括省煤器出口、导流板、喷氨格栅、混合器、整流器、首层催化剂、第二层催化剂、喷氮格栅、第三层催化剂、SCR入口烟道和抽气管道，所述的整流器、首层催化剂、第二层催化剂、喷氮格栅和第三层催化剂依次设置，所述的导流板、喷氨格栅和混合器分别设置在省煤器出口和整流器之间，所述的抽气管道设置在省煤器出口和喷氮格栅之间。

2.根据权利要求1所述的一种SCR补NO_X控制氨逃逸的装置，其特征是：还包括用于调节抽气量的SCR入口烟道侧挡板门和SCR反应器侧挡板门，SCR入口烟道侧挡板门设置在抽气管道靠近省煤器出口的位置，SCR反应器侧挡板门设置在抽气管道靠近喷氮格栅的位置。

3.根据权利要求1所述的一种SCR补NO_X控制氨逃逸的装置，其特征是：还包括引风机，引风机设置在抽气管道上。

4.根据权利要求1所述的一种SCR补NO_X控制氨逃逸的装置，其特征是：所述的喷氮格栅设有20-40个分区，每个分区设有单独的支管，支管流量可调；且每根支管配备一定数量的喷嘴。

5.根据权利要求1所述的一种SCR补NO_X控制氨逃逸的装置，其特征是：所述的第三层催化剂与第二层催化剂之间的距离为3-4m。

6.根据权利要求1所述的一种SCR补NO_X控制氨逃逸的装置，其特征是：还包括用于吹灰的压缩空气管道和压缩空气源，压缩空气源通过压缩空气管道与抽气管道连接。

7.根据权利要求2所述的一种SCR补NO_X控制氨逃逸的装置，其特征是：根据SCR反应器入口烟气中NO_X浓度及出口烟气中NO_X浓度将抽气量控制为总烟气量的0.1％-5％。

8.根据权利要求4所述的一种SCR补NO_X控制氨逃逸的装置，其特征是：所述的喷氮格栅的喷嘴喷出的烟气流速为该处反应器内烟气流速的1.0-1.5倍。