一种分级混合高效SCR脱硝装置的制作方法

本发明涉及一种SCR脱硝装置，特别是一种分级混合高效SCR脱硝装置。

背景技术：

NOx是主要的大气污染物之一，而燃煤电站排放烟气中的NOx是主要的人为排放源。为控制燃煤电站排放的NOx，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烟气脱硝在催化剂的催化及还原剂NH3的作用下选择性的将烟气中的氮氧化物脱除。

随着国家对燃煤电站大气污染物NOx控制标准的提高，SCR也因此需要更高的脱硝效率来满足出口NOx的排放标准。为获得更高的脱硝效率，除了催化剂自身的活性以外，反应器内合理的流场及氨氮比的均匀程度也是影响效率的关键因素，其中氨氮比的均匀程度对脱硝效果的影响尤为显著。相关理论研究表明：脱硝效率越高，氨氮比的均匀程度对脱硝效果的影响就越大，当获得95％以上的脱硝效率，在保证出口氨逃逸3ppm的条件下，首层催化剂入口氨氮比的相对偏差系数应控制在2％以内，如此均匀的氨氮比分布，工程技术实现的难度非常大。

实际工程中通过调节喷氨格栅以及安装静态混合器等方法可以将首层催化剂入口氨氮比的相对偏差系数控制在5％左右。在此条件下，当达到较高的脱硝效率时(比如达到95％以上的脱硝效率)，必将产生大量的氨逃逸，随之产生大量的ABS。

因此，在首层催化剂入口氨氮比的均匀程度达到一定的情况下，通过提高进入第二层催化剂氨氮比的均匀性来提高脱硝效率，同时控制氨逃逸成为研究的重要方向。

技术实现要素：

本发明所要解决的现有技术中要提高燃煤电站脱硝效率，催化剂入口氨氮比的均匀程度控制要求很高，难度很大的技术问题。

本发明提供了一种分级混合高效SCR脱硝装置，包括SCR反应器主体、喷氨格栅、第一级混合器、包含两层以上催化剂的催化剂层，所述喷氨格栅、第一级混合器、催化剂层沿烟气前进方向依次设置，所述催化剂层中间设有第二级混合器。

通过在催化剂层之间安装第二级混合器，与第一级混合器相配合，分两次将NOx与还原剂NH3混合均匀的方法来提高脱硝效率，并且控制反应器出口的氨逃逸。

进一步的，所述催化剂层包括沿烟气方向依次设置的第一层催化剂、第二层催化剂、第三层催化剂，所述第二级混合器设置在第一层催化剂出口与第二层催化剂入口之间。

进一步的，所述第二级混合器根据SCR反应器截面面积大小布置多组。

当SCR反应器截面面积大时，布置多组第二级混合器。

进一步的，所述SCR脱销装置内部还设有支撑杆，所述第二级混合器设置在支撑杆上。

进一步的，所述第二级混合器外表面设有耐磨损耐腐蚀层。

进一步的，还包括SCR反应器下转角导流板、SCR反应器上转角导流板、整流格栅，所述整流格栅设置在催化剂层前方。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、结构合理，安装和实施方便。

2、保证首层催化剂入口氨氮比分布均匀性的同时，有效的提高进入第二层催化剂氨氮比的均匀程度，大幅提高脱硝效率。

3、有效控制氨逃逸。

4、提高设备使用寿命，降低了企业的运行成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种分级混合高效SCR脱硝方法的示意图。

图2为为SCR第一层催化剂入口氨氮比偏差对脱硝效率及氨逃逸的影响。

图3为第一层催化剂入口氨氮比的相对偏差为5％的情况下，提升第二层催化剂入口氨氮比的均匀程度对脱硝效率及氨逃逸的影响。

标注说明：

1-SCR反应器下转角导流板 2-喷氨格栅 3-第一级混合器

4-SCR反应器上转角导流板 5-整流格栅 6-SCR反应器主体

7-第二级混合器 8-支撑杆 10-催化剂层 101-第一层催化剂

102-第二层催化剂 103-第三层催化剂

具体实施方式

下面结合具体实施例详细说明本专利：

实施例1如图1所示，本实施例包括SCR反应器主体6、喷氨格栅2、第一级混合器3、催化剂层10，催化剂层10包括两层以上的催化剂，在不同层的催化剂中间设置第二级混合器7，通过分级混合的方式，提高氨氮比的均匀性来提高脱硝效率，同时控制氨逃逸。

实施例2：本实施例中，催化剂层10包括第一层催化剂101、第二层催化剂102、第三层催化剂103、三层催化剂沿烟气前进方向依次设置，第二级混合器7设置在第一层催化剂101出口与第二层催化剂102入口之间。

实施例3：本实施例中，当SCR反应器截面面积大时，设置多组第二级混合器7。

实施例4：本实施例中，SCR脱硝装置内部还设有支撑杆8，第二级混合器7设置在支撑杆8上。

实施例5：本实施中，第二级混合器7表面设有耐磨损耐腐蚀层，第一级混合器3也可以设置耐磨损耐腐蚀层。

实施例6：本实施例中，还包括SCR反应器下转角导流板1、SCR反应器上转角导流板4、整流格栅5，整流格栅5设置在催化剂层10前方。

现有技术中，烟气从锅炉尾部受热面省煤器出来以后进入SCR脱硝反应器主体，在上升烟道与喷氨格栅喷出的氨气经第一级混合器混合后进入催化剂层进行脱硝反应，由于第一层催化剂入口氨氮比的均匀程度有限，并且第一层催化剂的脱硝程度不均，导致第二层催化剂入口氨氮比的不均程度进一步扩大，严重影响后面催化剂的脱硝效果。本发明在保证第一层催化剂入口氨氮比均匀程度的同时，于第一层催化剂与第二层催化剂之间安装第二级混合器，提高进入第二层催化剂氨氮比的均匀程度，从而大大提高脱硝效率，同时能将SCR反应器出口的氨逃逸控制在要求范围内。

通过使用本发明，对于电厂安全经济运行以及环保都具有重要意义，从环保角度讲，国家对于大气污染物NOx排放标准，部分地区NOx的排放标准被要求到了100mg/Nm3以内，近几年“超低排放”的概念将NOx的排放限定在更低的50mg/Nm3以内。通过本发明能够有效的提高脱硝效率，并在提高脱硝效率的同时能够降低氨逃逸，从而有效的缓解了电厂ABS(Ammonium Bisulfate，即硫酸氢铵)问题，对于催化剂及空预器都大有益处。

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。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明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，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。