火电厂烟气scr脱硝系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种火电厂烟气SCR脱硝系统，属于环保【技术领域】。本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，包括锅炉、省煤器和空气预热器，所述省煤器与锅炉的出口连接，所述省煤器与空气预热器连通，在省煤器与空气预热器之间的管道上连接有SCR脱硝系统。本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，结构简单，脱硝效率高，成本低廉，适合推广应用；可以通过控制系统对各个系统进行精确有效的控制，使火电厂烟气SCR脱硝系统安全、稳定、高效的运行；烟气温度在 320 ～ 400 ℃之间满足常规催化剂的反应要求，避免烟气再加热消耗能量，节约了所需能量，降低了生产成本。
【专利说明】火电厂烟气SCR脱硝系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及环保【技术领域】，特别是一种火电厂烟气脱硝系统。
【背景技术】
[0002]氮氧化物包括N20、NO、NO2, N2O3> N2O4, N2O5等，但对大气造成污染的主要是NO、NO2和N20。在燃烧过程中产生的氮氧化物主要是NO和NO2——被统称为NOx，还有一定量的N2O。在绝大多数燃烧方式中，产生的NO占90%以上。由于NO在大气环境中很快会氧化成NO2,因此通常用NO2的质量浓度来表示NOx浓度。氮氧化物对环境会造成以下几种危害:引发酸雨或酸沉降；引发光化学烟雾；N20是温室气体，温室效应和破坏臭氧层等。
[0003]在我国大量的火大发电厂中，其排出的烟气中包含大量的氮氧化物，对环境造成严重的污染，如何消除火电厂烟气中的氮氧化物就显得尤为重要，因此在火电厂的烟气中采用SCR脱硝系统进行脱硝,其中SCR为Selective Catalytic Reduct1n的简称，中文为选择性催化还原，其原理是在催化剂作用下，还原剂NH3在相对较低的温度下将NO和NO2还原成N2，而几乎不发生NH3的氧化反应，从而提高了 N2的选择性，减少了 NH3的消耗。
【发明内容】
[0004]本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种结构简单，脱硝效率高，成本低廉的火电厂烟气SCR脱硝系统，可以通过控制系统对各个系统进行精确有效的控制，使火电厂烟气SCR脱硝系统安全、稳定、高效的运行，烟气温度在320?400°C之间满足常规催化剂的反应要求，避免烟气再加热消耗能量，节约了所需能量，降低了生产成本，适合推广应用。
[0005]本发明采用的技术方案如下:。
[0006]本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，包括锅炉、省煤器和空气预热器，所述省煤器与锅炉的出口连接，所述省煤器与空气预热器连通，在省煤器与空气预热器之间的管道上连接有SCR脱硝系统。
[0007]由于采用了上述结构，为避免烟气再加热消耗能量，将SCR脱硝系统设置于省煤器后、空气预热器之前的管路上。因此对于新建锅炉，由于预留了烟气脱氮空间，可以方便地放置SCR反应器和设置喷氨槽,从而向整个烟气排放系统中，喷涂氨气,从而便于对氮氧化物进行反应，实现脱硝的目的。本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，结构简单，脱硝效率高，成本低廉。
[0008]本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，所述SCR脱硝系统包括SCR反应器、烟气/氨的混合系统、氨的储备与供应系统、烟道系统以及SCR的控制系统，其中所述SCR反应器设置于省煤器与空气预热器之间管道上；所述省煤器与SCR反应器之间的水平管道上设置有氨气入口，所述氨气入口处通过烟道系统连接于氨的储备与供应系统上，在烟道系统上设置有烟气/氨的混合系统和SCR的控制系统，所述SCR的控制系统位于烟气/氨的混合系统、氨的储备与供应系统之间。
[0009]由于采用了上述结构，其中最主要的反应为4N0 + 4NH3 + O2 — 4N2 + 6H20、
2N02 + 4NH3 + O2 — 3N2 + 6H20 和 6N02 + 8NH3 — 7N2 + 12H20，最终都生产了氮气和水，其反应温度为230?450 V，但是一般所实际应用的温度为320?400 V，实现了烟气温度在320?400°C之间满足常规催化剂的反应要求，同时其转化效率达到了 70?90%之间，大大降低了成本。为避免烟气再加热消耗能量，将SCR反应器设置于省煤器与空气预热器之间管道上置于省煤器后、空气预热器之前；氨气入口处通过烟道系统连接于氨的储备与供应系统上，使得氨气在加入空气预热器前的水平管道上加入，并与烟气混合，对于新建锅炉，由于预留了烟气脱氮空间，可以方便地放置SCR反应器和设置喷氨槽，使得制造极为简便；所述SCR的控制系统位于烟气/氨的混合系统、氨的储备与供应系统之间，主要用于控制吹灰系统、氨的卸载、储存和供应系统、气挡板调节系统以及脱硝主体控制系统，从而可以通过控制系统对各个系统进行精确有效的控制，使火电厂烟气SCR脱硝系统安全、稳定、高效的运行。
[0010]本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，所述烟气/氨的混合系统包括稀释风机、静态混合器、氨喷射格栅和空气/氨混合器，所述氨喷射格栅和静态混合器位于省煤器与SCR反应器之间的水平管道上的氨气入口处，其中氨喷射格栅位于静态混合器的上方；所述空气/氨混合器位于烟道系统上，所述空气/氨混合器上通过连接稀释风机与空气连通。
[0011]由于采用了上述结构，通过稀释风机向空气/氨混合器中提供充足的空气，氨气在空气/氨混合器中被混合在一起，并通过烟道系统输送至氨气入口中，并从氨喷射格栅喷入到水平管道中，由于静态混合器位于氨喷射格栅喷的下方，从而能够将氨气与空气的混合气体与水平管道中的氮氧化物混合，便于后续在催化剂的作用下进行各种反应，保证氨气与氮氧化物的充分混合，从而确保了脱硝效果良好。
[0012]本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，所述氨的储备与供应系统包括卸料压缩机、氨蒸发器、氨罐、缓冲罐和稀释槽，其中所述卸料压缩机连接到氨灌上，所述氨灌连接到上，所述稀释槽连接到氨蒸发器上，所述氨蒸发器连接到缓冲罐上，所述缓冲罐与烟道系统连通。
[0013]由于采用了上述结构，氨的储备与供应系统分别为氨卸料系统、氨储存系统以及氨制备系统，从而能够为提供充足纯洁的氨气，从而保证脱硝反应的进行，保证其质量。
[0014]本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，SCR的控制系统包括设置于分别SCR反应器入口的入口 N02检测器、设置于SCR反应器出口的出口 N02检测器、锅炉负荷检测器、设置于烟道系统上的控制阀、以及控制处理器，其中入口 N02检测器、出口 N02检测器和锅炉负荷检测器分别连接到控制处理器上，并将信号传递至控制处理器，所述控制处理器与控制阀连接，并选择控制该控制阀的开闭。
[0015]由于采用了上述结构，入口 N02检测器将入口处的N02量转化成信号传递至控制处理器上，同理出口 N02检测器将出口处的N02量转化成信号传递至控制处理器上，而锅炉负荷检测器则将锅炉的负荷转变为信号传递至控制处理器上，此次控制处理器根据设定参数，进行计算和调整，从而控制烟道系统上的控制阀开闭，以及该控制器打开的角度大小，从而控制整个SCR脱硝系统喷出的氨气的量，控制脱硝反应，从而能够精确地控制对整个烟气进行脱硝处理过程，使火电厂烟气SCR脱硝系统安全、稳定、高效的运行。
[0016]本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，所述SCR反应器包括反应器容器、催化剂和吹灰器，在反应器容器内部设置有三层催化剂，在反应器容器的内顶部设置有吹灰器，在反应器容器上端设置烟气整流层。
[0017]为确保喷氨烟气在上层催化剂表面能均匀地进行催化还原反应，在SCR反应器上端设置烟气整流层，并安装吹灰器，使催化剂层上游，应达到以下的烟气速度和温度分布:速度分布:+/_ 15 % (80 %在SCR反应器-截面)+/- 20 % (20 %在SCR反应器-截面)；温度分布:+/_ 10 K (完全在SCR反应器-截面之上)；速度方向:在垂直方向最大有+/_ 15 °的偏差；当烟气顺着烟道进入装载了催化剂的SCR反应器中，在催化剂的表面发生NH3催化还原成Nox，从而实现了脱硝的效果。
[0018]本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，所述锅炉的底部连接有燃烧空气进料管，所述燃烧空气进料管上连接有空气预热器和风机，所述SCR反应器的出口管连接于空气预热器上，所述出口管经过空气预热器后连接有除尘器，所述除尘器通过引风机连接至空气。
[0019]由于采用了上述结构，使得尾气经过空气遇热装置，对燃烧空气进行预热，使得进入到锅炉中的燃烧气体达到一定的温度，增加其燃烧效率，另外风机为燃烧气体提供动力，保证锅炉内的燃烧充分；同时在尾气管道上设置除尘器，将尾气中的灰尘除去，保证排出气体对环境的影响，引风机主要是将尾气管道中的尾气尽快排至空气中，从而避免对尾气管道中形成堵塞或者拥堵，保证SCR反应器中能够进行完全的反应。本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，避免烟气再加热消耗能量，节约了所需能量，降低了生产成本，适合推广应用。
[0020]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
1、本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，结构简单，脱硝效率高，成本低廉，适合推广应用；
2、本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，可以通过控制系统对各个系统进行精确有效的控制，使火电厂烟气SCR脱硝系统安全、稳定、高效的运行；
3、本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，烟气温度在320?400°C之间满足常规催化剂的反应要求，避免烟气再加热消耗能量，节约了所需能量，降低了生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统的结构示意图。
[0022]图中标记:1_锅炉、2-省煤器、3-SCR反应器、4-空气预热器、5-氨蒸发器、6-无水氨储罐、7-除尘器、8-风机、9-引风机。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图，对本发明作详细的说明。
[0024]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0025]如图1所示，本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，包括锅炉1、省煤器2和空气预热器4，所述省煤器2与锅炉I的出口连接，所述省煤器2与空气预热器4连通，在省煤器2与空气预热器4之间的管道上连接有SCR脱硝系统。其中所述SCR脱硝系统包括SCR反应器3、烟气/氨的混合系统、氨的储备与供应系统、烟道系统以及SCR的控制系统，其中所述SCR反应器3设置于省煤器2与空气预热器4之间管道上；所述省煤器2与SCR反应器3之间的水平管道上设置有氨气入口，所述氨气入口处通过烟道系统连接于氨的储备与供应系统上，在烟道系统上设置有烟气/氨的混合系统和SCR的控制系统，所述SCR的控制系统位于烟气/氨的混合系统、氨的储备与供应系统之间。所述烟气/氨的混合系统包括稀释风机、静态混合器、氨喷射格栅和空气/氨混合器，所述氨喷射格栅和静态混合器位于省煤器2与SCR反应器3之间的水平管道上的氨气入口处，其中氨喷射格栅位于静态混合器的上方；所述空气/氨混合器位于烟道系统上，所述空气/氨混合器上通过连接稀释风机与空气连通。所述氨的储备与供应系统包括卸料压缩机、氨蒸发器5、氨罐、缓冲罐和稀释槽，其中所述卸料压缩机连接到氨灌上，所述氨灌连接到上，所述稀释槽连接到氨蒸发器5上，所述氨蒸发器5连接到缓冲罐上，所述缓冲罐与烟道系统连通。SCR的控制系统包括设置于分别SCR反应器3入口的入口 N02检测器、设置于SCR反应器3出口的出口 N02检测器、锅炉负荷检测器、设置于烟道系统上的控制阀、以及控制处理器，其中入口 N02检测器、出口 N02检测器和锅炉负荷检测器分别连接到控制处理器上，并将信号传递至控制处理器，所述控制处理器与控制阀连接，并选择控制该控制阀的开闭。所述SCR反应器3包括反应器容器、催化剂和吹灰器，在反应器容器内部设置有三层催化剂，在反应器容器的内顶部设置有吹灰器，在反应器容器上端设置烟气整流层。所述烟道系统包括烟道、膨胀节、导流板和挡板。所述锅炉I的底部连接有燃烧空气进料管，所述燃烧空气进料管上连接有空气预热器4和风机8，所述SCR反应器3的出口管连接于空气预热器4上，所述出口管经过空气预热器4后连接有除尘器7，所述除尘器7通过引风机9连接至空气。
[0026]其中，本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，主要反应:4N0 + 4NH3 + O2 — 4N2 +6H20、2N02 + 4NH3 + O2 — 3N2 + 6H20、6N02 + 8NH3 — 7N2 + 12H20 ；反应温度 230 ?450V ;应用温度:320?400 V ;转化效率在70?90%之间。
[0027]本发明的火电厂烟气SCR脱硝系统，结构简单，脱硝效率高，成本低廉，适合推广应用；可对各个系统进行精确有效的控制，使火电厂烟气SCR脱硝系统安全、稳定、高效的运行；烟气温度在320?400°C之间满足常规催化剂的反应要求，避免烟气再加热消耗能量，节约了能量，降低了成本。
[0028]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.火电厂烟气SCR脱硝系统，包括锅炉(I)、省煤器(2)和空气预热器(4)，所述省煤器(2)与锅炉(I)的出口连接，所述省煤器(2)与空气预热器(4)连通，其特征在于:在省煤器(2)与空气预热器(4)之间的管道上连接有SCR脱硝系统。
2.如权利要求1所述的火电厂烟气SCR脱硝系统，其特征在于:所述SCR脱硝系统包括SCR反应器(3)、烟气/氨的混合系统、氨的储备与供应系统、烟道系统以及SCR的控制系统，其中所述SCR反应器(3)设置于省煤器(2)与空气预热器(4)之间管道上；所述省煤器(2 )与SCR反应器(3 )之间的水平管道上设置有氨气入口，所述氨气入口处通过烟道系统连接于氨的储备与供应系统上，在烟道系统上设置有烟气/氨的混合系统和SCR的控制系统，所述SCR的控制系统位于烟气/氨的混合系统、氨的储备与供应系统之间。
3.如权利要求2所述的火电厂烟气SCR脱硝系统，其特征在于:所述烟气/氨的混合系统包括稀释风机、静态混合器、氨喷射格栅和空气/氨混合器，所述氨喷射格栅和静态混合器位于省煤器(2)与SCR反应器(3)之间的水平管道上的氨气入口处，其中氨喷射格栅位于静态混合器的上方；所述空气/氨混合器位于烟道系统上，所述空气/氨混合器上通过连接稀释风机与空气连通。
4.如权利要求2所述的火电厂烟气SCR脱硝系统，其特征在于:所述氨的储备与供应系统包括卸料压缩机、氨蒸发器(5)、氨罐、缓冲罐和稀释槽，其中所述卸料压缩机连接到氨灌上，所述氨灌连接到上，所述稀释槽连接到氨蒸发器(5)上，所述氨蒸发器(5)连接到缓冲罐上，所述缓冲罐与烟道系统连通。
5.如权利要求2所述的火电厂烟气SCR脱硝系统，其特征在于:SCR的控制系统包括设置于分别SCR反应器(3)入口的入口 N02检测器、设置于SCR反应器(3)出口的出口 N02检测器、锅炉负荷检测器、设置于烟道系统上的控制阀、以及控制处理器，其中入口 N02检测器、出口 N02检测器和锅炉负荷检测器分别连接到控制处理器上，并将信号传递至控制处理器，所述控制处理器与控制阀连接，并选择控制该控制阀的开闭。
6.如权利要求2所述的火电厂烟气SCR脱硝系统，其特征在于:所述SCR反应器(3)包括反应器容器、催化剂和吹灰器，在反应器容器内部设置有三层催化剂，在反应器容器的内顶部设置有吹灰器，在反应器容器上端设置烟气整流层。
7.如权利要求1至6之一所述的火电厂烟气SCR脱硝系统，其特征在于:所述锅炉(I)的底部连接有燃烧空气进料管，所述燃烧空气进料管上连接有空气预热器(4)和风机(8)，所述SCR反应器(3)的出口管连接于空气预热器(4)上，所述出口管经过空气预热器(4)后连接有除尘器(7 )，所述除尘器(7 )通过引风机(9 )连接至空气。
【文档编号】B01D53/56GK104324611SQ201410588436
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】卢晔 申请人:成都快典科技有限公司