一种低SO2/SO3转化率的SCR脱硝系统的制作方法

本发明涉及一种SCR脱硝系统，特别是一种低SO2/SO3转化率的SCR脱硝系统。

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，其中，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。

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，同时催化剂将烟气中约1％的SO₂转化成为SO₃。烟气中的SO₃与SCR反应器出口逃逸的NH3在一定条件下结合生成硫酸氢铵。当低于其露点温度，硫酸氢铵将凝结，液态下的硫酸氢铵具有腐蚀性及粘性，对催化剂及空预器危害极大。

相关文献研究表明：硫酸氢铵的生成量与烟气中NH3含量与SO₃含量的乘积有关，乘积越大，硫酸氢铵的生成量越大。为此，对于硫酸氢铵生成的控制不仅要控制反应器出口的氨逃逸量，而且要控制SO₃的生成量。

相关文献研究表明：在催化剂及脱硝设备既定的条件下，SO₂/SO₃的转化主要受到反应温度及NH3浓度的影响，反应温度越高，SO₂/SO₃的转化率越高，当烟气温度320℃以上时，烟气温度对SO₂/SO₃的转化率的影响就越明显；同时，NH3浓度越高，SO₂/SO₃的转化率越低。对于SCR系统，首层催化剂NH3浓度较高，因此发生的SO₂/SO₃的转化少。第二层及后面催化剂的NH3浓度低，因此为SO₂/SO₃转化的主要区间。

为此，如何正确利用SCR多层催化剂的脱硝规律，在保证不影响脱硝效果的同时，大幅降低SO₂/SO₃的转化率，对于减少硫酸氢铵的生成意义重大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是减少现有技术烟气中SO₃与SCR反应器出口逃逸的NH3结合生成硫酸氢铵，降低对催化剂及空预器造成危害，本发明提供一种结构简单合理，既能大幅降低SCR系统内SO₂/SO₃的转化率，减少硫酸氢铵的生成量，又不影响脱硝效果的低SO₂/SO₃转化率的SCR脱硝系统。

本发明提供了一种低SO₂/SO₃转化率的SCR脱硝系统，包括SCR反应器主体、喷氨格栅、包含两层以上催化剂的催化剂层，其特征在于，所述催化剂层中间设有用于降低烟气温度的换热器。

通过在催化剂层安装换热器，使得烟气离开第一层催化剂后进入后面的催化剂的温度得到降低，控制SO₂/SO₃的转化率，进而降低反应器出口烟气中SO₃的量。

进一步的，所述催化剂层包括依次设置的第一层催化剂、第二层催化剂、第三层催化剂，所述换热器设置在第一层催化剂和第二层催化剂之间以降低进入第二层催化剂的烟气温度。

换热器安装在第一层催化剂出口，使得烟气进入第二层催化剂的温度得到降低，能够最有效的控制SO₂/SO₃的转化率。

进一步的，所述换热器上设有烟气温度传感装置。

进一步的，所述换热器上方及下方均设有烟气温度传感装置。

换热器上安装烟气温度传感器，可以实时检测烟气的温度，更有效的控制SO₂/SO₃的转化率。

进一步的，所述换热器进口安装有用于调节烟气降温幅度的流量调节阀。

进一步的，还包括控制器，所述控制器通过信号线与温度传感装置、流量调节阀相连。

换热器进口安装流量调节阀，可以控制换热效果，进而控制烟气温度，有效的控制SO₂/SO₃的转化率。还可以设置控制器，通过信号线把温度传感器、流量调节阀连接起来，实现自动控制流量调节阀，进而控制烟气温度。

进一步的，还包括SCR反应器下转角导流板、混合器、SCR反应器上转角导流板、整流格栅。

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、不影响脱硝效果，大幅降低SO₂/SO₃的转化率。

3、减轻机组冷端腐蚀与堵塞的问题。

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为本发明一种低SO₂/SO₃转化率的SCR脱硝系统示意图。

图2为温度对SO₂/SO₃转化的影响示意图。

图3为氨浓度对SO₂/SO₃转化的影响示意图。

图4为烟气温度对脱硝效率的影响示意图。

标注说明：

1-SCR反应器下转角导流板 2-喷氨格栅 3-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-换热器 8-流量调节阀 9-温度传感装置 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12、喷氨格栅2、催化剂层10，催化剂层10包含两层以上的催化剂，催化剂层10不同的催化剂中间设有换热器7，当烟气通过上层的催化剂进入下层的催化剂层之前，先通过换热器7，温度得到降低，控制了SO₂/SO₃的转化率，进而降低反应器出口烟气中SO₃的量。

实施例2：如图1所示，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，换热器7设置在第一层催化剂101和第二层催化剂102之间，烟气离开第一层催化剂101后先通过换热器7，温度降低，然后再进入第二层催化剂102，降低了SO₂/SO₃的转化率。

实施例3：本实施例中，换热器7上方设有烟气温度传感装置9，用于实时监测烟气温度。也可以在换热器7上方和下方都设置温度传感装置9，监测烟气通过换热器7之前的温度和通过换热器7之后的温度，达到精确控制的目的。

实施例4：本实施例中，换热器7进口还安装有用于调节烟气降温幅度的流量调节阀8，通过调节换热器冷却介质的流量来控制烟气通过换热器的降温幅度。

实施例5：本实施例中，还包括一个控制器，控制器和温度传感装置9、流量调节阀8通过信号线连接，控制器根据温度传感装置9监测到的温度信息自动控制流量调节阀8的开启幅度，实现根据需要自动控制烟气的降温幅度。

实施例6：本实施例中，还包括SCR反应器下转角导流板1、混合器3、SCR反应器上转角导流板4、整流格栅5。

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。