CN206868014U - 可降低so2/so3转化率的高效scr脱硝结构 - Google Patents

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何胜
李乾坤
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Abstract

本实用新型提供一种可降低SO2/SO3转化率的高效SCR脱硝结构，在保证SCR反应器高效运行的同时，降低SO2/SO3转化率。炉膛与省煤器连通；省煤器、SCR入口烟道连通、SCR反应器、SCR出口烟道、第一级空预器依次连通；第一级空预器与第一级空预器烟气出口烟道连通；第二级空预器设置在首层催化剂和第二层催化剂之间；第二级空预器与首层催化剂相通和第二层催化剂相通；送风机、第一级空预器空气入口烟道、第一级空预器依次连通；第一级空预器与第二级空预器空气入口烟道连通；第二级空预器空气入口烟道与第二级空预器连通；第二级空预器与第二级空预器空气出口烟道连通；第二级空预器空气出口烟道与燃烧器连通。

Description

可降低SO2/SO3转化率的高效SCR脱硝结构
技术领域
本实用新型涉及一种可降低SO2/SO3转化率的高效SCR脱硝结构，属于燃煤电站SCR烟气脱硝领域。
背景技术
随着国家对燃煤电站大气污染物NOX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，如申请号为201410056783.5的中国专利所示。SCR脱硝机理为：氮氧化物（NOX）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、空预器及后续设备。随着燃煤机组SCR反应器投运时间的增加及超低排放改造的实施，ABS的沉积问题逐步凸显，主要表现在空预器阻力大幅增加，严重影响机组的安全稳定运行。因此，通过控制氨逃逸和减少SO2/SO3转化率来减轻ABS沉积是SCR当前研究的重要课题。
相关研究表明：SCR反应器中SO2/SO3的转化主要受到反应温度及NH3浓度的影响。烟气温度越高，SO2/SO3的转化率越高；NH3浓度越高，SO2/SO3的转化率越低。对于SCR烟气脱硝系统，由于首层催化剂入口NH3浓度较高，发生的SO2/SO3的转化少，但经过首层催化剂后，大部分的NH3被消耗，第二层及后面催化剂的NH3浓度较低，为SO2/SO3转化的主要发生区域，如果能合理控制SCR反应器经过首层催化剂后的烟气温度，对于降低SO3的生成有重要的影响。
为此，如何正确利用SCR多层催化剂的SO2/SO3转化规律及脱硝规律，尽可能的减小反应器SO2/SO3转化率，以减轻ABS沉积问题，是目前SCR急需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理的可降低SO2/SO3转化率的高效SCR脱硝结构和方法，在保证SCR反应器高效运行的同时，降低SO2/SO3转化率。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种可降低SO2/SO3转化率的高效SCR脱硝结构，包括炉膛、省煤器、SCR入口烟道、SCR反应器、SCR出口烟道和燃烧器；燃烧器安装在炉膛内；炉膛的烟气出口与省煤器的烟气入口连通；省煤器的烟气出口与SCR入口烟道的烟气入口连通；SCR入口烟道的烟气出口与SCR反应器的烟气入口连通；SCR反应器的烟气出口与SCR出口烟道的烟气入口连通；SCR反应器中依次设置有首层催化剂、第二层催化剂、第三层催化剂；其特征在于：还包括第一级空预器、第一级空预器烟气出口烟道、送风机、第一级空预器空气入口烟道、第二级空预器空气入口烟道、第二级空预器和第二级空预器空气出口烟道；SCR出口烟道的烟气出口与第一级空预器的烟气入口连通；第一级空预器的烟气出口与第一级空预器烟气出口烟道的烟气入口连通；第二级空预器设置在首层催化剂和第二层催化剂之间；第二级空预器的烟气入口与首层催化剂的烟气出口相通，第二级空预器的烟气出口与第二层催化剂的烟气入口相通；送风机的空气出口与第一级空预器空气入口烟道的空气入口连通；第一级空预器空气入口烟道的空气出口与第一级空预器的空气入口连通；第一级空预器的空气出口与第二级空预器空气入口烟道的空气入口连通；第二级空预器空气入口烟道的空气出口与第二级空预器的空气入口连通；第二级空预器的空气出口与第二级空预器空气出口烟道的空气入口连通；第二级空预器空气出口烟道的空气出口与燃烧器的空气入口连通。
本实用新型所述的第一级空预器采用回转式空预器。
本实用新型所述的第二级空预器采用管式空预器。
本实用新型所述的第二级空预器的换热管采用翅片管。
本实用新型所述的SCR反应器中设置有喷氨格栅；该高效SCR脱硝结构还包括还原剂供应装置，还原剂供应装置与喷氨格栅连接。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、本实用新型通过设置两级空预器，串联布置，其中第一级空预器设置在SCR反应器的出口，第二级空预器设置在首层催化剂与第二层催化剂之间，降低进入第二层催化剂的烟气温度，由于温度降低，第二层及以后层催化剂的 SO2/SO3转化率降低，SO3的生成量减少，有效缓解催化剂及后面设备中ABS的沉积问题。
2、本实用新型第二级空预器还能够优化首层催化剂与第二层催化剂之间的烟气流场，进一步保证SCR反应器的高效运行，减少氨逃逸量，在一定程度上也能减少硫酸氢铵的生成，缓解催化剂及后面设备中ABS的沉积。
3、SCR反应器的最低连续运行温度主要与入口烟气条件中的NH3浓度与SO3浓度有关，随着SO3和NH3浓度的增加而升高，然而首层催化剂之后由于大部分的NH3被消耗，对于第二层及后面层催化剂而言，其所要求的最低连续运行温度显著降低，适当降低第二层及以后层催化剂入口烟气温度不会对脱硝装置全负荷运行的产生影响。
4、设置第二级空预器减少了第一级空预器的换热面，降低第一级空预器的受热面的高度，可以有效的解决由于换热面过长而导致吹灰器不能有效清灰的弊端，而且进一步节省了空间，减少了设备体积，提高了设备的可靠性。
附图说明
图1是本实用新型实施例可降低SO2/SO3转化率的高效SCR脱硝结构的结构示意图。
图2是本实用新型实施例第二级空预器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
参见图1和图2，本实用新型实施例可降低SO2/SO3转化率的高效SCR脱硝结构包括炉膛1、省煤器2、SCR入口烟道3、喷氨格栅4、SCR反应器5、首层催化剂6、第二层催化剂7、第三层催化剂8、SCR出口烟道9、第一级空预器10、第一级空预器烟气出口烟道11、送风机12、第一级空预器空气入口烟道13、第二级空预器空气入口烟道14、第二级空预器15、第二级空预器空气出口烟道16、燃烧器17和还原剂供应装置18。
燃烧器17安装在炉膛1内。
炉膛1的烟气出口与省煤器2的烟气入口连通；省煤器2的烟气出口与SCR入口烟道3的烟气入口连通；SCR入口烟道3的烟气出口与SCR反应器5的烟气入口连通；SCR反应器5的烟气出口与SCR出口烟道9的烟气入口连通；SCR出口烟道9的烟气出口与第一级空预器10的烟气入口连通；第一级空预器10的烟气出口与第一级空预器烟气出口烟道11的烟气入口连通。
SCR反应器5中依次设置有喷氨格栅4、首层催化剂6、第二层催化剂7、第三层催化剂8，喷氨格栅4靠近SCR反应器5的烟气入口，第三层催化剂8靠近SCR反应器5的烟气出口。
还原剂供应装置18与喷氨格栅4连接。
第二级空预器15设置在首层催化剂6和第二层催化剂7之间。第二级空预器15包括第二级空预器15的空气入口19、第二级空预器15的空气出口20、第二级空预器15的烟气入口21、第二级空预器15的烟气出口22和第二级空预器15的换热管23。
第二级空预器15的烟气入口21与首层催化剂6的烟气出口相通，第二级空预器15的烟气出口22与第二层催化剂7的烟气入口相通。
送风机12的空气出口与第一级空预器空气入口烟道13的空气入口连通；第一级空预器空气入口烟道13的空气出口与第一级空预器10的空气入口连通；第一级空预器10的空气出口与第二级空预器空气入口烟道14的空气入口连通；第二级空预器空气入口烟道14的空气出口与第二级空预器15的空气入口19连通；第二级空预器15的空气出口20与第二级空预器空气出口烟道16的空气入口连通；第二级空预器空气出口烟道16的空气出口与燃烧器17的空气入口连通。
电厂一般设置的第一级空预器10采用回转式空预器。
考虑到第二级空预器15能够起到优化流场的作用，第二级空预器15采用管式空预器。
第二级空预器15的换热管采用翅片管，设置有不同数量、形状的翅片。
一种可降低SO2/SO3转化率的高效SCR脱硝结构的高效SCR脱硝方法，包括如下过程：
（1）炉膛1的烟气经过省煤器2处理后进入SCR反应器5，首先经过首层催化剂6进行脱硝反应，脱除大部分的NOx和消耗大部分NH3，然后进入第二级空预器15加热第二级空预器15中的由送风机12抽取的环境空气，烟气降温；降温后的烟气依次经过第二层催化剂7和第三层催化剂8继续进行脱硝反应，然后进入第一级空预器10进一步加热第一级空预器10中的由送风机12抽取的环境空气，最后烟气降温后排出；
（2）送风机12将抽取的环境空气送入第一级空预器10与烟气进行换热，被加热到一定温度的环境空气进入第二级空预器15，进一步被烟气加热，加热后的空气送入燃烧器17成为炉膛1燃烧所需的空气。
为了有效的降低第二层及后面层催化剂SO2/SO3转化率，根据省煤器2出口烟温水平，烟气进入第二级空预器15加热第二级空预器15中的由送风机12抽取的环境空气后，烟气降温20～50℃。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明；而且，本实用新型各部分所取的名称也可以不同，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。

Claims (5)

1.一种可降低SO2/SO3转化率的高效SCR脱硝结构，包括炉膛、省煤器、SCR入口烟道、SCR反应器、SCR出口烟道和燃烧器；燃烧器安装在炉膛内；炉膛的烟气出口与省煤器的烟气入口连通；省煤器的烟气出口与SCR入口烟道的烟气入口连通；SCR入口烟道的烟气出口与SCR反应器的烟气入口连通；SCR反应器的烟气出口与SCR出口烟道的烟气入口连通；SCR反应器中依次设置有首层催化剂、第二层催化剂、第三层催化剂；其特征在于：还包括第一级空预器、第一级空预器烟气出口烟道、送风机、第一级空预器空气入口烟道、第二级空预器空气入口烟道、第二级空预器和第二级空预器空气出口烟道；SCR出口烟道的烟气出口与第一级空预器的烟气入口连通；第一级空预器的烟气出口与第一级空预器烟气出口烟道的烟气入口连通；第二级空预器设置在首层催化剂和第二层催化剂之间；第二级空预器的烟气入口与首层催化剂的烟气出口相通，第二级空预器的烟气出口与第二层催化剂的烟气入口相通；送风机的空气出口与第一级空预器空气入口烟道的空气入口连通；第一级空预器空气入口烟道的空气出口与第一级空预器的空气入口连通；第一级空预器的空气出口与第二级空预器空气入口烟道的空气入口连通；第二级空预器空气入口烟道的空气出口与第二级空预器的空气入口连通；第二级空预器的空气出口与第二级空预器空气出口烟道的空气入口连通；第二级空预器空气出口烟道的空气出口与燃烧器的空气入口连通。
2.根据权利要求1所述的可降低SO2/SO3转化率的高效SCR脱硝结构，其特征在于：所述的第一级空预器采用回转式空预器。
3.根据权利要求1所述的可降低SO2/SO3转化率的高效SCR脱硝结构，其特征在于：所述的第二级空预器采用管式空预器。
4.根据权利要求1所述的可降低SO2/SO3转化率的高效SCR脱硝结构，其特征在于：所述的第二级空预器的换热管采用翅片管。
5.根据权利要求1所述的可降低SO2/SO3转化率的高效SCR脱硝结构，其特征在于：所述的SCR反应器中设置有喷氨格栅；该高效SCR脱硝结构还包括还原剂供应装置，还原剂供应装置与喷氨格栅连接。
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