CN211176863U - 一种可实现锅炉停机后彻底吹扫的scr脱硝系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可实现锅炉停机后彻底吹扫的SCR脱硝系统，包括一次风机、空气预热器、供氨系统和SCR脱硝反应器，一次风机和空气预热器间通过一次风管连接，空气预热器和供氨系统通过热一次风管连接，供氨系统和SCR脱硝反应器间通过混合风管连接；热一次风管经过锅炉燃烧器附近区域，空气预热器与锅炉燃烧器间的热一次风管通过稀释风管连接有稀释风机。本实用新型通过独立设置稀释风机，实现尾部烟道的热风吹扫，防止催化剂堵塞，能够有效解决锅炉机组停机时SCR脱硝系统所面临的堵塞问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电站领域，尤其涉及一种可实现锅炉停机后彻底吹扫的SCR脱硝系统。
背景技术
随着国家对环保的要求日益苛刻，一些地区也先后开始制定更为严格的标准，保证燃煤烟气的超净排放指标，已建好的电厂、化工厂，在烟气排放上，面临着更为严峻的挑战。尤其是工业烟气中的氮氧化物需经脱除处理方可排放，就烟气脱硝而言，目前最常使用的是以NH3为还原剂的SCR氨法脱硝。
然而氨法脱硝有一些难以消除的弊端，制约着电厂的正常运行。第一，氨法脱硝要求催化剂的使用温度在330℃～420℃之间，当反应器中的温度低于300℃时，催化剂并无活性，无法对氮氧化物进行脱除，如此导致锅炉低负荷运行时，大量氮氧化物随着烟气排入大气。因此，一些地方强制要求锅炉在低负荷时，氮氧化物也要达到环保排放要求，迫使锅炉增加其他系统来保证环保排放要求。第二，对于尿素脱硝系统而言，热解炉的温度需要达到360℃～650℃，才能保证尿素的正常热解。热解系统通常是采用对热一次风进行电加热，部分系统也有选用柴油、燃气对热一次风进行升温的，如此造成电力等能源的消耗提高，能量损失巨大。此外，一旦锅炉机组停止运行，热一次风停止供应，残留在供氨系统的尿素及其中间产物将会以晶体的形式附着在管路之上，造成热解炉导热性能降低、喷嘴堵塞等情况出现，甚至还会出现催化剂、空气预热器堵塞的情况出现。
为了解决锅炉低负荷运行时SCR系统无法投运的情况，现今有SNCR脱硝、COA协同脱硝等工艺。然而SNCR脱硝系统效率很低，尤其对于大型炉，仅有20％～40％左右的效率；而COA系统氧化剂如臭氧、ClO2价格高昂，使用不便；NaClO2倒是可以作为氧化剂使用，但处理后的NO2仍然需要还原剂Ca(OH)2进行吸收，直接受脱硫系统吸收剂的制约，导致使用有限。
实用新型内容
本实用新型针对上述存在的问题，提供一种可实现锅炉停机后彻底吹扫的SCR脱硝系统，通过独立设置稀释风机，能够有效解决锅炉机组停机时SCR脱硝系统所面临的堵塞问题，实现对SCR脱硝系统的全面优化；同时，通过优化工艺流程，分流锅炉燃烧器的热量，提前预热SCR脱硝反应器，从而使SCR脱硝系统可以在锅炉低负荷运行时投运。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种可实现锅炉停机后彻底吹扫的SCR脱硝系统，包括一次风机、空气预热器、供氨系统和SCR脱硝反应器，一次风机和空气预热器间通过一次风管连接，空气预热器和供氨系统通过热一次风管连接，供氨系统和SCR脱硝反应器间通过混合风管连接；热一次风管经过锅炉燃烧器附近区域，空气预热器与锅炉燃烧器间的热一次风管通过稀释风管连接有稀释风机。
进一步地，所述供氨系统包括尿素热解炉和氨空混合器，尿素热解炉和/或氨空混合器以热一次风为热量来源。由一次风机吹出的一次风通过空气预热器进行预热，再经过锅炉燃烧器附近区域被再次加热，然后进入供氨系统加热尿素热解炉，使尿素分解产生氨气，氨气与热一次风混合后通入SCR脱硝反应器进行脱硝反应。
进一步地，所述供氨系统也可以是包括液氨储罐和氨空混合器。由一次风机吹出的一次风通过空气预热器进行预热，再经过锅炉燃烧器附近区域被再次加热，然后热一次风与液氨储罐释放的氨气混合后通入SCR脱硝反应器进行脱硝反应，即使锅炉仍在低负荷运行时，也可使SCR脱硝反应器内的反应温度提前达标。
需要注意的是，氨气和热一次风的混合可以是在一个专用的氨空混合器内进行，也可以是两个管道的直接汇合，甚至可以是氨气和热一次风在SCR脱硝反应器内汇合，此时SCR脱硝反应器部分地充当氨空混合器的角色。
进一步地，还包括风量调节阀，可通过调节风量调节风量，控制热一次风在锅炉燃烧机附近经过的时间，从而调节加热后的热一次风的温度。影响热一次风温度的因素有很多，不仅仅是风量，因此风量调节阀可与现场中其他设备配合地完成热一次风温度的调节。
进一步地，进入供氨系统的热一次风的温度>360℃，供氨系统还包括备用的电加热器。当锅炉初启动后，热一次风的温度高于360℃以上时，即可初步实现对尿素的热解；当锅炉负荷进一步提高时，热一次风被锅炉燃烧器加热至足够高温度，可直接实现对尿素的热解，热解炉电加热器可不必投入使用，如此可以大幅降低热解炉的电耗，减少能源损失。
进一步地，混合风管内氨气的体积分数小于5％，以满足SCR脱硝反应器的技术要求。
进一步地，稀释风机为备用风机，在锅炉机组停机后启动。当锅炉停机时，炉后温度开始下降，硫铵、尿素热解的中间产物会堵塞管路、催化剂、空气预热器，利用备用的稀释风机可以持续从炉膛中将热量送至炉后烟道，完成对炉后管道、催化剂、空气预热器更加彻底的吹扫。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过对空气预热器出口的热一次系统进行改造，使热一次风管通入锅炉内部的燃烧器周围，从而实现对热一次风的二次升温。据电厂实际运行经验表明，燃烧器投入使用之后，其周围的温度可达700℃以上，能够对热一次风进行有效加热，即使是锅炉刚刚启动，仍可以通过燃烧器实现对一次风的有效加热。
附图说明
本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本实用新型的整体结构示意图。
附图标记说明：
1-锅炉，2-锅炉燃烧器，3-热一次风管，4-SCR脱硝反应器，5-空气预热器，6-风量调节阀，71-稀释风机，72-一次风机，8-供氨系统，9-混合风管。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本实用新型涉及一种可实现锅炉停机后彻底吹扫的SCR脱硝系统，包括一次风机、空气预热器、供氨系统和SCR脱硝反应器。SCR脱硝反应器用于烟气的脱硝，其与烟道连接(图中未示出)。一次风机和空气预热器间通过一次风管连接，空气预热器和供氨系统通过热一次风管连接，供氨系统和SCR脱硝反应器间通过混合风管连接；热一次风管经过锅炉燃烧器附近区域，空气预热器与锅炉燃烧器间的热一次风管通过稀释风管连接有稀释风机。
本实用新型中，由一次风机吹出的一次风通过空气预热器进行预热，再经过锅炉燃烧器附近区域被再次加热，然后热一次风进入供氨系统，热一次风与氨气混合后通入SCR脱硝反应器进行脱硝反应，使得锅炉即使在低负荷运行时，也可使SCR脱硝反应器内的反应温度提前达标。
实施例1：
参见图1，本实施例中具体涉及一种可实现锅炉停机后彻底吹扫的SCR脱硝系统，包括一次风机72、空气预热器5、供氨系统8和SCR脱硝反应器4，一次风机72和空气预热器5间通过一次风管连接，空气预热器5和供氨系统8通过热一次风管连接，供氨系统8和SCR脱硝反应器4间通过混合风管连接；热一次风管经过锅炉燃烧器11附近区域，空气预热器5与锅炉燃烧器11间的热一次风管通过稀释风管连接有稀释风机71；供氨系统8包括尿素热解炉、氨空混合器和电加热器，尿素热解炉以热一次风为主要热量来源，电加热器仅作备用。
由一次风机72吹出的一次风通过空气预热器5进行预热，再经过锅炉燃烧器11附近区域被再次加热，然后进入供氨系统8加热尿素热解炉，使尿素分解产生氨气，氨气与热一次风混合后通入SCR脱硝反应器4进行脱硝反应。当锅炉1初启动后，热一次风的温度高于360℃以上时，即可初步实现对尿素的热解；当锅炉1负荷进一步提高时，热一次风被锅炉燃烧器11加热至足够高温度，可直接实现对尿素的热解，热解炉电加热器可不必投入使用，如此可以大幅降低热解炉的电耗，减少能源损失。同时，根据脱硝系统的设计要求，NH3在热一次风中的体积分数控制在5％以下；首先，加大热一次风的风量，技术上是可接受的；其次，高温热一次风可以实现锅炉1低负荷时对SCR反应器4的加热，从而使催化剂提前达到使用要求，使脱硝系统提前达温投运。
需要注意的是，本实施例中氨气和热一次风的混合是在一个专用的氨空混合器内进行，其目的在于氨气和热一次风的混合，因此，在符合脱硝系统的设计要求时，也可以将氨控混合器简化为两个管道的直接汇合，甚至可以是氨气和热一次风在SCR脱硝反应器4内汇合，此时SCR脱硝反应器4部分地充当氨空混合器的角色。对于氨空混合器的可替代方案有很多，与主体工艺流程不冲突的情况下，均应视为本实用新型的保护范围。
稀释风机71为备用风机，在锅炉1机组停机后启动。当锅炉1停机时，炉后温度开始下降，硫铵、尿素热解的中间产物会堵塞管路、空气预热器5，利用备用的稀释风机71可以持续从炉膛中将热量送至炉后烟道，完成对炉后管道、空气预热器更加彻底的吹扫。
在稀释风机71与锅炉1之间，热一次风管上还设有风量调节阀6，可通过调节风量调节风量，控制热一次风在锅炉燃烧器11附近经过的时间，从而调节加热后的热一次风的温度。影响热一次风温度的因素有很多，不仅仅是风量，因此风量调节阀6可与现场中其他设备配合地完成热一次风温度的调节。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同之处在于：
本实施例中，不采用尿素热分解法供氨，而是直接采用液氨，供氨系统包括液氨储罐和氨空混合器。由一次风机72吹出的一次风通过空气预热器5进行预热，再经过锅炉燃烧器11附近区域被再次加热，然后热一次风与液氨储罐释放的氨气混合后通入SCR脱硝反应器4进行脱硝反应，即使锅炉1仍在低负荷运行时，也可使SCR脱硝反应器4内的反应温度提前达标。
本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (6)
1.一种可实现锅炉停机后彻底吹扫的SCR脱硝系统，其特征在于：包括一次风机、空气预热器、供氨系统和SCR脱硝反应器，一次风机和空气预热器间通过一次风管连接，空气预热器和供氨系统通过热一次风管连接，供氨系统和SCR脱硝反应器间通过混合风管连接；热一次风管经过锅炉燃烧器附近区域，空气预热器与锅炉燃烧器间的热一次风管通过稀释风管连接有稀释风机。
2.根据权利要求1所述的SCR脱硝系统，其特征在于：所述供氨系统包括尿素热解炉和氨空混合器，尿素热解炉和/或氨空混合器以热一次风为热量来源。
3.根据权利要求1所述的SCR脱硝系统，其特征在于：所述供氨系统包括液氨储罐和氨空混合器。
4.根据权利要求2或3所述的SCR脱硝系统，其特征在于：还包括风量调节阀，可通过调节风量调节热一次风的温度。
5.根据权利要求1所述的SCR脱硝系统，其特征在于：所述稀释风机为备用风机，在锅炉机组停机后启动，提供备用风源。
6.根据权利要求1所述的SCR脱硝系统，其特征在于：所述供氨系统还包括备用的电加热器。
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