WO2015103823A1 - 适用于scr脱硝后的组合式空气预热器及防腐防堵方法 - Google Patents

Abstract

一种适用于SCR脱硝后的组合式空气预热器，包括位于脱硝装置下游的烟道（1）和空气管道（2），还包括沿烟气流经方向依次布置的二次风段（3）、一次风段（4）、防硫酸氢铵凝结段（5）和硫酸氢铵固化段（6），所述一次风段（4）、防硫酸氢铵凝结段（5）和硫酸氢铵固化段（6）均为一相变式换热器，该相变式换热器包括位于烟道中的吸热段（7）、位于空气管道中的放热段（8）、以及用于连接吸热段和放热段的上升管（9）和下降管（10），所述放热段（8）高于吸热段（7），且相变式换热器内设置有循环介质；所述防硫酸氢铵凝结段（5）的壁面高度高于硫酸氢铵的露点温度，所述硫酸氢铵固化段（6）的壁面温度低于硫酸氢铵的凝固点温度。该组合式空气预热器杜绝因液态硫酸氢铵沾灰而堵塞空气预热器受热面的现象，且能有效防止液态硫酸氢铵对空气预热器的腐蚀。

Description

适用于 SCR脱硝后的组合式 气预热器及防腐防堵方法 技术领域

本发明涉及一种 气预热器,特别是涉及一种适用于 SCR脱確卮的组：合式空 气预热器及防腐防堵方法。 背景技术 -

NO,是造成酸雨和光化学烟雾的主要海染物之 ···。： ϋ前, _: : 氯 ft ¾ 还原舰的选择性催化还原 ( SCR) 烟气脱硝技术是： E业上脱除 NG 的有效方法。 所谓 SGR脱硝枝术就是在锅炉省煤器后、回转式空气预热器上方进口：烟道! ¾设置 脱硝装置， 利用锅炉 煤器后的 30O°C〜4OO。e烟气温 ， 催化 炸甩下喷入稀 释后的氨气， 使¾气与爵烟气中：的氮氣化物发牛 学反应 , 成 公害的氮气和 水蒸:汽， 以此條低 ΝΟχ排放。

1甘于脱硝技术的局限， 设计上只允 ^不超过 3ppmV的氮逃逸鸾 运行方面 0前尚！ ¾有可靠的操作方法控制 St逃獰在设 _:¾围 ，:；故 SCR系统中：的氮逃 逸 1：普遍超 fe。 逃逸的氣气会与锅炉轉气中顯: 5 反齊生成 酸氡氯， 5t酸氧氨: 的凝结温顏 SI逃逸氧浓度的上升而幵 一般 §嚷氧铵的霧点高 200"Ό。 SCR 装置中 在催化剂 （ V_2:0₅, 五氧化二钒)， 寐此作用下， ¾多翁 Sp₂被 sen装直 中0¾催化剂转化为 S0_{3 i}进 -歩加剧了空气预热器冷端腐独 堵秦輕可 。_:另外, SCR装鬵中 ¥₂:0₅含量越高， 其脱 效率膚高> 傳 S0₂向 S 的转辆率¾ 糖高' ¾气预热器的赛裨和堵灰风险也就越 ^ _{: : ¾}

硫歷 氨;！一种黏附性很强并具有较强腐蚀性的物 结易 港 ^；聚 狼在物体表面， 既具有强烈的腐蚀性, 叉粘接爾¾¾尘 > 装查的下 仅 有¾气预热器 - 个换热装置, 硫酸氢铵 ¾结后的液 堵寨在空 ¾飄醫 狭，暖 热面上:， 因:兩空^麵热歲受热 M要更:换¾ ' 强 ί 馋 .專 藝 的 臂陶 瓷¾热面 , ¾必须荽增加¾ ^蓣热 面积； 使:锅炉:排烟温虔处在 控 范围 以确保下游布袋除尘器等的安全运行。 但是:， 增加 g气预 器的匿体 热 ffii积后， 会加太下 气预热器所增加的密養受热爾续 ！ ¾ 環舊藤震氨凝结 为液体， ¾ 灰 警輔, ^: :将 气顸热器受热面堵塞， 不仅造成锅炉的烟道、 风道 还会造成排她徽损失较大， 热效率较低， 锅炉掘温、 风截滅调 有限, 锅炉被迫降负荷运行， 而且也增加了锅炉送风稱和引风机的能耗。

另外， 当温度小于或等子 时， 硫酸氯铵紫密阖化， 此时 以用吹灰设 备清除， 正因为如此， 在空气预热器的冷段很少见到硫酸氢铵结垢。

现有的空气预热器大多为 勺旋 式空气预 如图 1所示, 包接高温 段、 中温段和低温段， 硫酸 S铵在空气预热器的中温段至低温冷段_:的温度区阆具

¾很强的粘性， 容易吸附灰尘 ¾E 气预热器,： 增加阻力， 漏凤增加， 传热效率

P 低, 影响机组稳定安全 ¾行。 另外 因为旋转式空气预热器漏风比较严 , 实 际的烟气排放温度超过设计值。 发明內 _:容

鉴于以上所逑现有玆术的缺点,本; 的 '·目的在于提供一种适用手 St¾¾硝 后的组合式 S气预热器， 以解决现有技术屮 (1脱硝造成的液态硫酸氢铵腐 堵_: ¾空气预热器受热面的缺陷。

为实现上述冃的， 本发明：提供一种近用于 SCR脱硝后的组合式空气预.热器, 包括位子脱菊翁置下游的烟 ¾和空气管道， ¾包括沿烟气流经方向依次布置 二 次风段、 一次风段、 防硫酸 铵凝结段和硫酸¾铵固化段， 所述一次风段 酸氢铵凝结段和硫酸氢鞍画化段均为一相变式换热器， 该相变式换热 包 于 烟道中的吸热段、 位于 气管道中的放 段、 -以及用于连接吸热段和放 ¾上 升管和下:降管， 所述放热段高于吸热段， 且相变式换热器内设有循环介廣； 所述 防硫酸氮镔凝结段的壁歯温度高于硫酸氢铵的露点温度， ϋ硫酸 铵固 ¾ 遞商温度侮 Φ硫酸氢钹的凝園点温度 r

进一 ¾地， 还包括位于硫驟 铵固化段下游的防摩露廣， 该防酸露段为所述 相变式换热器， . 防酸露段的 面温度高 f酸露点 度。

优选地， 所述一次风段的吸热段、 防硫酸氢铵凝结段的吸热段、 硫酸氣铵面 化段的吸热段、：：：以及^酵 »§1¾¾热晨」 ^::.均设有一^囊 ：。：：::::

进一步地， 所述一次风段、 防硫酸氢铵凝结段、 硫酸氢铵固化段、 以及防酸 露段中的循环介质为水或 ϋ利昂或导热油。

优选地， 所述二次风段为回转式空气顸热器的高温段。

优选地， 所述二次风段为所述相变式换热器， 且二次风段中的循环介质为水 或鼠利昂或导热油。

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本发明涉 一种适用于锅炉 SCR脱销后的组合式 气预热器， 如图 2所示,. 该织合式 ¾气预热器包括位于晚硝装 S F游截； W道 I和¾气管 « 2, 所述烟道 I 和空气管道; 2并徘 ®置， 还 括沿烟气流经方向依次布置的二次风段 3、 - 次风 段 4、 防硫酸氣铵凝结段 5和硫酸氣饺圆化段 6, 所述一次风段 4、 防硫酸氢铵凝 结段 5和硗酸氮锬画化段 6均为一相变 换热器， 该相变式换热器包括位于烟道 1中的 應濯瞧 于空气管道 2中的^！暴 、以及用于连接吸热段 7和放热段 8的上升管 9和下降管 10, 所述放 8:高 与; 对应的 热歡 7, 具相 换 热器內设有循环介质； 所述防硫酸 按凝结段 5 壁商温度寫宁 醇 楚的露点 湓度， 所逑硫酸氢铵面化段 6 β壁面温度低于硫酸氢 S的凝固, ¾温虔。

烟道 1中的；¾[温烟气 （350〜44iTC ) 从组合式空气预热器的上游进入， 并依 次经过二次风段 3、一次风段 的吸热 :7、：防硫酸氢铵凝结段 5的吸热段 7、 以 硫酸氢钹榻化段 6的吸热段 ⁷，商温稱 ¾ 过空气预热器的 ¾ 热量， 以加热每个¾变 换热器吸热段 的輔 介腐;: 每个相变式翁 耱 Φ ί 介 质吸收烟气所释細 热量后 差而产 升力' _: 而使:吸 ^{7 :|}萌難 通过上升管 9进 放擁段 8中，: 循环介质在放热段: 8中将 量释放 纖续 Κ降管 10再迸入吸热段 7中， 以此实现 Hi循环， ¾需外部动力。因防硫酸氢铵凝 结段 5 β管壁温度及防硫酸氮铵凝 ¾段 5上游的管壁温度均在硫酸議¾換露点温 度（〜200'C )以上， 且硫酸 S铵阇化段 6的管壁温度及硫酸氢铵固化段 6下游的: 管^温度均在硫酸氢铵的凝固点温度 CIWC ) T,所以由逃 的氯气和三 化 硫反应所形成的:硫酸氢铵在空气预热器内只有气态和固态两种形恣 , 而没有液态 的硫酸 铵,从而杜绝因气态硫酸续铵凝 ½沾灰而堵 ¾¾气¾热 受热面的 象, 能进一歩降低烟气温度， 减少漏风， 且还有效防止錄态硫酸養铵对 ¾气预热器的: 腐蚀, 以延长空气预热器的使用寿命，: _: 提高锅炉传热效率， 最幾揚 觀缉魏顯定 安全运行。 优选地， 所述一次风段 4、 防硫酸氢铵凝结段 5、 硫酸氢镇固化段 6、 以及防酸露段 1 1中的循环介质为水或氟利昂或导热油等溶液，在实獰操作时，可 根据 :同:的癍禽 遝择食适的循环 簿液。： ：

迸一^ ^:::：謹權 觀酸氢纖 :⁶: 游: fe 齄羁度过寵應：：会獰藤酸瘦獰： 蚀， 故沿烟气流经方向， 在硫酸 ί铵固化段 6的下游还设置一防酸露段 1 1 , 该防 酸露段 I I为 f述相变式换热器, 由所述吸热段 7、 放热段 S、 管 9 ίϋ 降管

10构成, 且防酸露段 U的壁面温度在酸露点温度（^ Ι ΟΟΌ ) 以上， 其能够有效 防止酸露腐蚀， 降低锅炉能粍 实现最太的节能、 减排。

另外， 空气统过一次风段 4被加热 j^ 接分商路， 如图 2和图 3所 ， 一鉻 为直接作为制粉系统的一次风, ½一路经过二次风段 3加热后作为锅炉的二次凤， 即' -次风不 ffl经过二次风段 3， 节省下来的热量可以在防硫酸氢铵凝结段 或硫 酸氣铵固化段 6或防酸露段† I的 歡感 几段用于加热其他物應。

本发明渉及的組合式 S气:) 热! ¾¾E使用飘， 先通过热力禅空的方式把防酸露 段 1 1、 硫酸氯铵固牝段 6、 防硫酸氢铵凝结段 5、 以及一次风段 4内的空气排尽 _:, 使各相变式换热器的循:环管: ¾不赛在 凝性:气体,：以免港權气塞或水塞。：在锅 炉额定负荷运行斯间, 脱硝后的烟气 约 35Ο〜44ΟΌ^_间趋亍 [ ， M 纖后約烟气温度:和所需 ^： 风、：二次扇 南鋼 II各段 翻,酸獰揆 : 1:1:、：:：趣酸: 氣钕固化段 6:、防硫酸鐘嫁凝结蒸 5:：和 次 4:) '循 管鎖 麵水量，：并海歳调 聰各相变式换热器内的蒸汽压力， 蒸汽 ffi力确定后， 其饱 温度也确宾, 也就相 应 β的确定各段的 面温度:。 优: i 地 所通^次风段 ::4:的:吸熟段⁷ _¾ ^:：衝硫糇氢锛凝 结段 5的吸热廣 7、 硫豫 铵画化段 6的吸热後:7、 ^及 酸露段 的 ell 7 上均设有一温度传感器 12, ：用；于检测舞場的惑 度。： ：

进一歩地， 本实施例中， 如图: 2所 , 逮 ^次风段 3为原回转式 ¾气腿热 器的高温段; 当然， 也可为相变式换热器， 如菌 3所示， 即二次风 S 3也由所述 吸热段 7、 放热段 8、 上升管 9和下降管 10构成， 当二次风段 3采用相变式换热: 器的结构时， 其管道内的循环介质为水或 s;利昂或导热油等溶液

本发明还渉及一种组合式空气预热器防腐防堵方法， 包括以下歩骤：

A烟道： 1中的綱气从上游进入组合式空气预热器中 弁侬次经过二次风段 3、 一次风段 4、:防硫酸氢铵凝结段 5和硫酸氫铵 化段 6,空气通道中的 ¾气从下游 迸入组合式 气预热器中， 并依次经过 i 載氣镔固化段 6、 防硫酸氢镔凝结段 5、 ·— 风段 4和:!次风段 3 ;

ϋ、 所述防硫酸氣铵凝结段 5 的壁面温度高于硫酸氯铵的露点温度， 所逑硫 酸氢铵固化段 6的壁面温度低于硫酸氢铵的凝固点温度；

C、 烟遣 1中翁硫酸氢铵在硫酸氢铵凝结段及其上游为气态, 且烟道 i中的

Claims

权利要求书

、 一种适用于 SCR 脱硝后的组合式空气预热器， 包括位于脱硝装置下游的烟道 （1) 和空 气管道 （2)， 其特征在于： 还包括沿烟气流经方向依次布置的二次风段 （3)、 一次风段

(4)、 防硫酸氢铵凝结段 （5) 和硫酸氢铵固化段 （6)， 所述一次风段 （4)、 防硫酸氢铵 凝结段 （5) 和硫酸氢铵固化段 （6) 均为一相变式换热器， 该相变式换热器包括位于烟 道 （1) 中的吸热段 （7)、 位于空气管道 （2) 中的放热段 （8)、 以及用于连接吸热段

(7) 和放热段 （8) 的上升管 （9) 和下降管 （10)， 所述放热段 （8) 高于吸热段 （7)， 且相变式换热器内设有循环介质； 所述防硫酸氢铵凝结段 （5) 的壁面温度高于硫酸氢铵 的露点温度， 所述硫酸氢铵固化段 （6) 的壁面温度低于硫酸氢铵的凝固点温度。 、 根据权利要求 1 所述的组合式空气预热器， 其特征在于： 还包括位于硫酸氢铵固化段

(6) 下游的防酸露段 （11)， 该防酸露段 （11) 为所述相变式换热器， 且防酸露段 (11) 的壁面温度高于酸露点温度。 、 根据权利要求 2 所述的组合式空气预热器， 其特征在于： 所述一次风段 （4) 的吸热段

(7)、 防硫酸氢铵凝结段 （5) 的吸热段 （7)、 硫酸氢铵固化段 （6) 的吸热段 （7)、 以 及防酸露段 （11) 的吸热段 （7) 上均设有一温度传感器 （12)。 、 根据权利要求 2 所述的组合式空气预热器， 其特征在于： 所述一次风段 （4)、 防硫酸氢 铵凝结段 （5)、 硫酸氢铵固化段 （6)、 以及防酸露段 （11) 中的循环介质为水或氟利昂 或导热油。 、 根据权利要求 1所述的组合式空气预热器， 其特征在于： 所述二次风段 （3) 为回转式空 气预热器的高温段。 、 根据权利要求 1所述的组合式空气预热器， 其特征在于： 所述二次风段 （3) 为所述相变 式换热器， 且二次风段 （3) 中的循环介质为水或氟利昂或导热油。 、 一种适用于 SCR 脱硝后的组合式空气预热器防腐防堵方法， 其特征在于， 包括以下步 骤：

A、 烟道 （1) 中的烟气从上游进入组合式空气预热器中， 并依次经过二次风段 （3)、 一 次风段 （4)、 防硫酸氢铵凝结段 （5 ) 和硫酸氢铵固化段 （6)， 空气通道中的空气从下游进 入组合式空气预热器中， 并依次经过硫酸氢铵固化段 （6)、 防硫酸氢铵凝结段 （5)、 一次风 段 （₄) 和二次风段 （3 );

B、 所述防硫酸氢铵凝结段 （5) 的壁面温度高于硫酸氢铵的露点温度， 所述硫酸氢铵固 化段 （6) 的壁面温度低于硫酸氢铵的凝固点温度；

C、 烟道 （1 ) 中的硫酸氢铵在硫酸氢铵凝结段及其上游为气态， 且烟道 （1 ) 中的硫酸 氢铵在硫酸氢铵固化段 （6) 及其下游为固态、 并固化在硫酸氢铵固化段 （6) 及其下游管道 的壁面上；

D、 通过一吹灰设备吹除固化在硫酸氢铵固化段 （6) 及其下游管道壁面上的硫酸氢铵结 垢。