一种scr脱硝系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及烟气处理领域，具体地，涉及一种SCR脱硝系统。
【背景技术】
[0002] 富氧燃烧技术便于回收烟气中co2,虽然其燃烧过程可以减少N0X的产生，但不能满 足大气污染物排放标准中N0 X排放浓度要求，且较高的ΝΟχ浓度的烟气不利于后续的C02压缩 纯化。对于按照富氧燃烧和空气燃烧兼容工况设计的锅炉，在富氧燃烧工况下烟气量是空 气燃烧工况的70 %~80 %，其ΝΟχ浓度基本相当，含尘浓度较空气工况也有一定增加。SCR系 统如果按照空气工况设计，切换到富氧工况时则烟气流速偏低，容易造成催化剂积灰和堵 塞;如果按照富氧工况设计，切换到空气燃烧工况时烟气流速较高，加剧催化剂的磨损。综 上，对于富氧燃烧和空气燃烧兼容的锅炉，两种工况对应的燃气量差距较大，空气燃烧工况 较富氧燃烧工况烟气量增加约20%~30%，采用同一套SCR脱硝系统，在上述两种工况下烟 气流速差别较大，催化剂很难适应。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的是克服现有的脱硝SCR系统无法兼容富氧燃烧工况和空气燃烧 工况的缺陷，提供一种兼容富氧燃烧工况和空气燃烧工况的SCR脱硝系统，该SCR脱硝系统 在空气燃烧及富氧燃烧工况下能够共用一套催化剂，并且能够保持反应器及催化剂流速基 本相同，保证脱硝装置的稳定运行。
[0004] 本实用新型提供了一种SCR脱硝系统，该SCR脱硝系统包括顺序连接的锅炉、SCR脱 硝装置、烟气预热器和烟气深度处理系统，以及从所述烟气深度处理系统循环回锅炉的一 次风管路和二次风管路，其中，所述SCR脱硝装置的反应器入口处设置有脱硝补气烟道，该 脱硝补气烟道上设置有补气烟道调节门，该脱硝补气烟道与经过烟气预热器之后的一次风 管道和/或经过烟气预热器之后的二次风管道相连接。
[0005] 优选地，所述脱硝补气烟道分叉为一次风补气烟道与二次风补气烟道两条支路， 所述一次风补气烟道与经过烟气预热器之后的一次风管道相连接，所述二次风补气烟道与 经过烟气预热器之后的二次风管道相连接。
[0006] 优选地，所述烟气深度处理系统包括顺序连接的除尘器、第一烟气换热器(GGH)、 脱硫塔、烟气冷凝器、第二烟气换热器和烟肉。所述烟气换热器可以为本领域各种常规的烟 气换热器，例如为回转式或水媒式的GGH。
[0007] 优选地，所述循环回锅炉的一次风管路从第二烟气换热器和烟囱之间引出。
[0008] 优选地，所述一次风管路从第二烟气换热器引出之后，依次经过烟气预热器、增压 风机和磨煤机之后循环回锅炉。
[0009] 优选地，所述循环回锅炉的二次风管路从除尘器和第一烟气换热器之间引出，和/ 或从第二烟气换热器和烟肉之间引出。所述二次风管路从除尘器引出之后，经过烟气预热 器之后循环回锅炉。
[0010] 优选地，所述一次风管路和二次风管路上还各自设置有助氧阀。优选地，所述一次 风管路和/或二次风管路的末端还设置有支路，以将一次风和/或二次风从锅炉的不同位置 引入。
[0011] 优选地，所述一次风管路在进入烟气预热器之前还设置有不进入烟气预热器的支 路以及位于该支路上的调节阀，用以调节通过烟气预热器之后的一次风的温度。
[0012] 本实用新型的发明人经过深入研究后发现，为了解决现有技术所存在的上述问 题，可以按照空气工况进行SCR反应器和催化剂选型，在切换到富氧工况后，利用加热后的 循环烟气补气，由于脱硝补气烟道采用调节型烟气挡板门，脱硝装置入口烟气量可以基本 维持不变，从而保证烟气流速在催化剂适应范围内。此外，由于选用烟气换热器后的循环烟 气，烟气温度仍然维持在脱硝催化剂要求的烟温范围内。此外，由于补气的含尘量低，可以 使烟气含尘浓度下降25%左右，接近空气工况含尘浓度，从而降低了对催化剂的积灰、堵塞 和磨损，适应富氧燃烧(干循环或湿循环)和空气燃烧兼容工况的脱硝要求，即使在富氧燃 烧低负荷工况下，脱硝系统也能安全稳定运行。与采用两套反应器相比，可有效减少占地面 积，降低工程造价。
[0013] 本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0014] 附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面 的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
[0015] 图1是根据本实用新型的一种【具体实施方式】的SCR脱硝系统。
[0016] 附图标记说明
[0017] 100-SCR脱硝装置反应器入口 101-脱硝补气烟道
[0018] 102-补气烟道调节门 103-二次风补气烟道104--次风补气烟道
[0019] 2-锅炉 3-SCR脱硝装置 4-烟气预热器
[0020] 5-除尘器 6-第一烟气换热器 7-脱硫塔
[0021] 8-烟气冷凝器 9-第二烟气换热器 10-烟囱
[0022] 11--次风机 12-二次风机 13-增压风机
[0023] 14-磨煤机 15-经过烟气预热器的一次风管道
[0024] 16-经过烟气预热器的二次风管道 17-烟气深度处理系统
[0025] 18-不进入烟气预热器的支路19-调节阀 20-助氧阀
[0026] 21-第一引风机 22-第二引风机 23-位于末端的二次风支路
[0027] 24-第一阀门 25-第二阀门
【具体实施方式】
[0028] 以下对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的
【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0029] 在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如"上、下"通常是指参 考附图所示的上、下，使用的连接术语通常是指参考附图所示的连接关系。
[0030] 本实用新型提供了一种SCR脱硝系统，如图1所示，该SCR脱硝系统包括顺序连接的 锅炉2、SCR脱硝装置3、烟气预热器4和烟气深度处理系统17,以及从所述烟气深度处理系统 17循环回锅炉2的一次风管路和二次风管路，其中，所述SCR脱硝装置3的反应器入口 100处 设置有脱硝补气烟道101，该脱硝补气烟道101上设置有补气烟道调节门102,该脱硝补气烟 道101与经过烟气预热器4之后的一次风管道15和/或经过烟气预热器4之后的二次风管道 16相连接。
[0031]由于富氧燃烧工况下烟气量是空气燃烧工况的70%~80%，因此在本实用新型 中，为了使切换到富氧工况后的循环烟气量维持不变，所述SCR脱硝装置3的反应器入口 100 处设置有脱硝补气烟道101，该脱硝补气烟道101用于将SCR脱硝系统中循环的一次风和/或 二次风补入SCR脱硝装置中，并可以通过脱硝补气烟道101上设置的补气烟道调节门102来 调节补气量，使得切换到富氧工况后进入SCR脱硝装置的烟气量与空气燃烧工况时的烟气 量基本相同。
[0032] 在本实用新型中，所述脱硝补气烟道101与一次风管路和/或二次风管路相连的方 式没有特别的限定，例如可以在补气烟道调节门102下方分叉为一次风补气烟道104与二次 风补气烟道103两条支路，所述一次风补气烟道104与经过烟气预热器4之后的一次风管道 15相连接，所述二次风补气烟道103与经过烟气预热器4之后的二次风管道16相连接。一次 风和二次风经过烟气预热器5预热之后能够基本达到SCR脱硝装置3所需要的温度，从而可 以保证系统的稳定运行。
[0033] 在本实用新型中，补入SCR脱硝装置3的烟气可以为一次风、二次风，或它们的混 合，在优选的情况下，补入SCR脱硝装置3的烟气为一次风与二次风的混合，气量可由技术人 员根据工程设计数据计算，例如可一次风与二次风的补入的体积可以为1:0.5-3。一次风与 二次风补入量的调节方式可以通过一次风管道15和二次风管道16中的调节阀进行调节，也 可以通过在一次风补气烟道104和二次风补气烟道103上设置调节阀进行调节。
[0034]在本实用新型中，所述烟气深度处理系统17没有特别的限制，可以根据烟气处理 的要求设置除尘、脱硫等装置，例如，所述烟气深度处理系统17可以包括顺序连接的除尘器 5、第一烟气换热器6、脱硫塔7、烟气冷凝器8、第二烟气换热器9和烟肉10。优选地，所述烟气 深度处理系统17还包括一个或多个引风机，引风机的位置优选设置在所述烟气深度处理系 统17的前端。当工况为富氧燃烧工况时，优选比空气燃烧工况多使用一个或多个引风机，多 使用的引风机的位置可以位于烟气深度处理系统17的前段也可以位于后段，如图1的第一 引风机21和第二引风机22所示。另外，所述烟气深度处理系统17中烟气换热器的设置方式 没有特别的限定，可以根据烟气换热器的类型和烟气冷凝器的需要进行设置，例如可以将 第一烟气换热器6和第二烟气换热器9合并设置，也可以如图1所示分开设置。
[0035] 在本实用新型中，术语"一次风"沿用本领域常规的一次风的含义，一次风的引出 位置和一次风管路的流经方式是本领域技术人员能够根据需要设置的，对此没有特别的限 定。例如，所述循环回锅炉2的一次风管路可以从第二烟气换热器9和烟囱10之间引出，并且 所述一次风管路被引出之后，依次经过烟气预热器4、增压风机13和磨煤机14之后循环回锅 炉2。
[0036] 另外，由于所述一次风管路也与所述一次风补气烟道104连接，因此，根据需要，烟 气的走向为，当所述一次风补气烟道104通路打开时，一次风经过烟气预热器4(和增压风机 13)后，一部分经过一次风补气烟道104进入SCR脱硝装置3中，另一部分经过磨煤机14循环 回锅炉2中。
[0037] 在本实用新型中，术语"二次风"沿用本领域常规的二次风的含义，二次风的引出 位置和二次风管路的流经方式是本领域技术人员能够根据需要设置的，对此没有特别的限 定。例如，所述循环回锅炉2的二次风管路可以从除尘器5和第一烟气换热器6之间引出，和/ 或从第二烟气换热器9和烟肉10之间引出。所述二次风可以为上述两处引出位置所得的烟 气的混合，但是通常地，所述二次风为其中一处位置引出的烟气，具体地，当富氧燃烧工况 为湿循环时，优选第一阀门24打开，第二阀门25关闭，所述二次风为从除尘器5和第一烟气 换热器6之间引出的烟气，当富氧燃烧工况为干循环时，优选第二阀门25打开，第一阀门24 关闭，所述二次风为从第二烟气换热器9和烟囱10之间引出的烟气。
[0038] 另外，由于所述二次风管路也与所述二次风补气烟道103连接，因此，根据需要，烟 气的走向为，当所述二次风补气烟道103通路打开时，二次风经过烟气预热器4后，一部分经 过二次风补气烟道103进入SCR脱硝装置3中，另一部分循环回锅炉2中。
[0039] 根据本实用新型，由于经过除尘器后的烟气含尘量较低，可以使烟气含尘浓度下 降25%左右，从而降低了对催化剂的积灰、堵塞和磨损。所述二次风管路被引出之后，可以 经过烟气预热器4之后循环回锅炉2。
[0040] 在本实用新型中，所述一次风管路和二次风管路上还可以各自设置有助氧阀20， 助氧阀的位置优选为靠近风机，可以位于风机之前或之后，主要用于在富氧燃烧工况时助 燃。
[0041] 在本实用新型中，所述一次风管路和/或二次风管路的末端还设置有支路，以将一 次风和/或二次风从锅炉的不同位置引入，例如图1所示的二次风支路23,该支路引出部分 二次风从较为靠上的位置引入锅炉。
[0042] 在本实用新型中，所述一次风管路在进入烟气预热器4之前还设置有不进入烟气 预热器的支路18以及位于该支路上的调节阀19,该支路和阀门的作用主要在于向预热后的 烟气中通过未经预热的烟气，使所得一次风的温度有所降低，通过调节未经预热的烟气的 量，可以使一次风的温度控制在所需的范围内。
[0043] 在本实用新型中，优选地，在每条管道上设置调节阀，用于流量控制。
[0044] 根据本实用新型一种【具体实施方式】，采用图1所示的SCR脱硝系统进行，当处于空 气燃烧工况下时，补气烟道调节门102关闭，锅炉2燃烧产生的烟气进入SCR脱硝装置3中脱 硝，脱硝后的烟气经过烟气预热器4之后进入烟气深度处理系统17深度处理得到符合要求 的烟气后排放或再利用;并且，从所述烟气深度处理系统17中的除尘器5和第一烟气换热器 6之间（湿循环时)或从第二烟气换热器9和烟囱10之间（干循环时）引出二次风管路，该二次 风管路中的二次风经烟气预热器4后循环回锅炉2中；在所述烟气深度处理系统17中的第二 烟气换热器9和烟肉10之间引出一次风管路，该一次风管路中的一次风依次经过烟气预热 器4、增压风机13和磨煤机14之后循环回锅炉2中。当本实用新型的SCR脱硝系统切换到富氧 燃烧工况下时，在上述空气燃烧工况的基础上，打开补气烟道调节门102,使得一次风管道 15中的部分一次风和/或二次风管道16中的部分二次风分别经过一次风补气烟道104与二 次风补气烟道103,经过脱硝补气烟道101进入通过SCR脱硝装置3的反应器入口 100进入SCR 脱硝装置3中，并通过调节该补气烟道调节门102,使得补入的烟气量使进入SCR脱硝装置3 的烟气量与空气燃烧工况时进入SCR脱硝装置3的烟气量大致相同，并且由于一次风管道15 中的一次风和二次风管道16中的二次风均已经过烟气预热器的预热，已经达到SCR脱硝装 置3所需要的温度，从而可以保证系统的稳定运行。
[0045] 本实用新型的SCR系统适用于本领域各种SCR系统的运行方式，其中各设备的参数 可以根据具体情况进行调节。
[0046] 下面的实施例将有助于说明本实用新型，但不局限其范围。
[0047] 实施例1
[0048]对于200MWe富氧燃烧和空气燃烧兼容锅炉，在燃用典型神华煤条件下，按照图1所 示的SCR系统，按照如下方式运行。该实施例所采用的富氧燃烧工况为湿循环(其运行参数 如表1所示)的工况。
[0049] (1)在空气燃烧工况下时
[0050]补气烟道调节门102关闭，锅炉2燃烧产生的烟气进入SCR脱硝装置3中脱硝，脱硝 后的烟气经过烟气预热器4之后进入烟气深度处理系统17深度处理得到符合要求的烟气后 排放或再利用；并且，在所述烟气深度处理系统17中的除尘器5和第一烟气换热器6之间引 出二次风管路(第一阀门24打开，第二阀门25关闭），该二次风管路中的二次风经烟气预热 器4后循环回锅炉2中；在所述烟气深度处理系统17中的第二烟气换热器9和烟囱10之间引 出一次风管路，该一次风管路中的一次风依次经过烟气预热器4、增压风机13和磨煤机14之 后循环回锅炉2中。
[0051] (2)当切换到富氧燃烧工况下时
[0052]在上述空气燃烧工况的基础上，打开补气烟道调节门102,使得一次风管道15中的 部分一次风和/或二次风管道16中的部分二次风分别经过一次风补气烟道104与二次风补 气烟道103,经过脱硝补气烟道101进入通过SCR脱硝装置3的反应器入口 100进入SCR脱硝装 置3中，并通过调节该补气烟道调节门102,使得补入的烟气量使进入SCR脱硝装置3的烟气 量与空气燃烧工况时进入SCR脱硝装置3的烟气量大致相同，并且其中一次风和二次风的补 入量的体积比为1:1，并且一次风和二次风经过烟气预热器的预热后的温度约为340°C。 [0053]本实施例的SCR脱硝系统在空气燃烧工况下能够稳定地有效地运行，当切换到富 氧燃烧工况后，通过脱硝补气烟道，将烟气预热器后的烟气引入SCR脱硝装置入口段，通过 调节烟气挡板门，烟气量可基本维持不变，空塔速度、线速度、面速度等参数波动很小，可保 证脱硝效果。此外，由于热烟气温度约为340°C左右，能保证脱硝需要的烟气温度。
[0054] 实施例2
[0055] 与实施例1的运行方式相同，只是将富氧燃烧工况改为干循环(其运行参数如表1 所示）的工况，具体地，第二阀门25打开，第一阀门24关闭，在所述烟气深度处理系统17中的 第二烟气换热器9和烟囱10之间引出二次风管路。
[0056] 本实施例的SCR脱硝系统在空气燃烧工况下能够稳定地有效地运行，当切换到富 氧燃烧工况后，通过脱硝补气烟道，将烟气预热器后的烟气引入SCR脱硝装置入口段，通过 调节烟气挡板门，烟气量可基本维持不变，空塔速度、线速度、面速度等参数波动很小，可保 证脱硝效果。此外，由于热烟气温度约为340°C左右，能保证脱硝需要的烟气温度。
[0057] 表 1
[0058]
[0059] 以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实 施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进 行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。另外需要说明的是，在上述 【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方 式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。此 外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新 型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【主权项】
1. 一种SCR脱硝系统，该SCR脱硝系统包括顺序连接的锅炉（2)、SCR脱硝装置(3)、烟气 预热器(4)和烟气深度处理系统（17)，以及从所述烟气深度处理系统（17)循环回锅炉(2)的 一次风管路和二次风管路，其特征在于，所述SCR脱硝装置(3)的反应器入口（100)处设置有 脱硝补气烟道（101)，该脱硝补气烟道（101)上设置有补气烟道调节门（102)，该脱硝补气烟 道（101)与经过烟气预热器(4)之后的一次风管道（15)和/或经过烟气预热器(4)之后的二 次风管道(16)相连接。2. 根据权利要求1所述的SCR脱硝系统，其特征在于，所述脱硝补气烟道（101)分叉为一 次风补气烟道（104)与二次风补气烟道（103)两条支路，所述一次风补气烟道（104)与经过 烟气预热器(4)之后的一次风管道（15)相连接，所述二次风补气烟道（103)与经过烟气预热 器(4)之后的二次风管道(16)相连接。3. 根据权利要求1所述的SCR脱硝系统，其特征在于，所述烟气深度处理系统（17)包括 顺序连接的除尘器(5)、第一烟气换热器(6)、脱硫塔(7)、烟气冷凝器(8)、第二烟气换热器 (9)和烟囱（10)。4. 根据权利要求3所述的SCR脱硝系统，其特征在于，所述循环回锅炉(2)的一次风管路 从第二烟气换热器(9)和烟囱（10)之间引出。5. 根据权利要求4所述的SCR脱硝系统，其特征在于，所述一次风管路被引出之后，依次 经过烟气预热器(4)、增压风机(13)和磨煤机(14)之后循环回锅炉(2)。6. 根据权利要求3所述的SCR脱硝系统，其特征在于，所述循环回锅炉(2)的二次风管路 从除尘器(5)和第一烟气换热器(6)之间引出，和/或从第二烟气换热器(9)和烟囱（10)之间 引出。7. 根据权利要求6所述的SCR脱硝系统，其特征在于，所述二次风管路被引出之后，经过 烟气预热器(4)之后循环回锅炉(2)。8. 根据权利要求1所述的SCR脱硝系统，其特征在于，所述一次风管路和二次风管路上 还各自设置有至少一个助氧阀（20)。9. 根据权利要求1所述的SCR脱硝系统，其特征在于，所述一次风管路和/或二次风管路 的末端还设置有支路，以将一次风和/或二次风从锅炉的不同位置引入。10. 根据权利要求1所述的SCR脱硝系统，其特征在于，所述一次风管路在进入烟气预热 器(4)之前还设置有不进入烟气预热器的支路（18)以及位于该支路上的调节阀（19)，用以 调节通过烟气预热器(4)之后的一次风的温度。
【专利摘要】本实用新型涉及烟气处理领域，具体地，涉及一种SCR脱硝系统，该SCR脱硝系统包括顺序连接的锅炉(2)、SCR脱硝装置(3)、烟气预热器(4)和烟气深度处理系统(17)，以及从所述烟气深度处理系统(17)循环回锅炉(2)的一次风管路和二次风管路，其特征在于，所述SCR脱硝装置(3)的反应器入口(100)处设置有脱硝补气烟道(101)，该脱硝补气烟道(101)上设置有补气烟道调节门(102)，该脱硝补气烟道(101)与一次风管道(15)和/或二次风管道(16)相连接。本实用新型的SCR脱硝系统能够兼容富氧燃烧工况和空气燃烧工况，共用一套催化剂，并且能够保持反应器及催化剂流速基本相同，保证脱硝装置的稳定运行。
【IPC分类】B01D53/56, F23J15/02, B01D53/90, F23J15/06
【公开号】CN205383628
【申请号】CN201620189043
【发明人】刘毅, 余学海, 王鹏, 廖海燕, 孙平, 吴海波, 赵瑞, 史晓宏
【申请人】中国神华能源股份有限公司, 北京国华电力有限责任公司, 神华国华（北京）电力研究院有限公司, 东方电气集团东方锅炉股份有限公司
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2016年3月11日