一种脉冲电晕放电协同高温SCR脱硝装置的制作方法

本发明公开了一种脱硝装置，具体涉及一种脉冲电晕放电协同高温SCR脱硝装置。

背景技术：

在众多的脱硝技术中，选择性催化还原法(SCR)是脱硝效率最高，最为成熟的脱硝技术。

SCR脱硝已成为目前国内外大型超临界机组比较成熟的主流脱硝技术。SCR 系统一般由氨的存储系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、检测控制系统等组成。氨与空气混合系统送入SCR反应器内部反应，SCR反应器设置于空气预热器前，氨气通过一种特殊的喷雾装置和烟气混合，混合后烟气通过反应器内催化剂层进行还原反应。

一般情况下，烟道中的NO_X成分中，NO的比例高达90％以上。在不改变催化剂的前提下，高温SCR在低温窗口内的脱硝效率很低。

而如何提高高温SCR在低温窗口的脱硝效率，是本领域一直探索的课题。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可提高高温SCR在低温窗口的脱硝效率、解决催化剂上表面氨浓度分布不均的脉冲电晕放电协同高温SCR脱硝装置。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种脉冲电晕放电协同高温SCR脱硝方法，包括以下步骤：

S1、使用等离子体对烟气中的NO进行氧化，生成NO_X；

S2、生成的NO_X与NH₃在催化剂表面发生SCR反应，被还原为N₂。

上述NO_X包括NO和NO₂。

一种脉冲电晕放电协同高温SCR脱硝装置，包括设置在SCR脱硝装置内，喷氨格栅后端的脉冲电晕放电反应器；所述脉冲电晕放电反应器包括若干固定在器体内的电极和极板，所述电极与放电源连接。

上述电极的一端通过封闭绝缘陶瓷轴套与器体固定；另一端穿过与器体固定的中通绝缘陶瓷轴套连接放电源。

上述SCR脱硝装置的入口设有温度传感器，与放电源连接。

上述器体的出口和进口分别设有压力传感器，与器体内侧端的吹灰装置连接。

上述电极为树状结构，电极的迎风侧设置有防磨角钢。

上述极板的两端通过插槽式固定件连接器体。

上述放电源的脉冲电压为-120KV、脉冲前沿100ns、脉宽500ns、脉冲频率 10-300Hz。

本发明的有益之处在于：

本发明的一种脉冲电晕放电协同高温SCR脱硝装置，具有以下优点：

1、脉冲电晕放电协同高温SCR脱硝装置，使高温SCR脱硝装置在烟气温度在50～300℃依然具有较好的脱硝性能，为锅炉实现全负荷NO_X排放达标提供技术保障；

2、氧自由基对SO₂/SO₃转化率的影响很小，无需考虑是否会加剧催化剂层 NH₄SO₄/NH₄SO₃堵塞等问题；

3、电晕放电装置可直接布置在SCR脱硝装置的上升烟道及钢平台上，无需新增设备布置场地；

4、放电电极为树状结构，能对烟气进行搅动，提高氨气与烟气混合的均匀性；

本发明在SCR脱硝装置的基础上改进，其原理清楚，结构简单，脱硝效率和效果明显提高，具有很强的实用性和广泛的适用性。

附图说明

图1为本发明的一种脉冲电晕放电协同高温SCR脱硝装置的结构示意图。

图2为本发明的脉冲电晕放电反应器的结构示意图。

图3为本发明的脉冲电晕放电反应器的结构示意图的透视图。

图4为本发明的脉冲电晕放电反应器的结构示意图的A-A剖面图。

图5为本发明的防磨角钢的结构示意图。

图6为本发明的插槽式固定件的结构示意图。

图7为本发明的封闭绝缘陶瓷轴套的结构示意图。

图8为本发明的中通绝缘陶瓷轴套的结构示意图。

附图中标记的含义如下：1、SCR脱硝装置，2、脉冲电晕放电反应器，3、喷氨格栅，4、放电源，5、吹灰装置，6、器体，7、极线，8、极板，9、中通绝缘陶瓷轴套，10、封闭绝缘陶瓷轴套，11、防磨角钢，12、插槽式固定件。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

一种脉冲电晕放电协同高温SCR脱硝方法，包括以下步骤：

S1、使用等离子体对烟气中的NO进行氧化，生成包括NO和NO₂的混合物；

S2、NO和NO₂在催化剂表面与NH₃发生SCR反应，被还原为N₂。

一种适用于脉冲电晕放电协同高温SCR脱硝装置，包括设置在SCR脱硝装置内的喷氨格栅后端的脉冲电晕放电反应器。

脉冲电晕放电反应器包括若干固定在器体内的树状电极和极板；极板的两端通过插槽式固定件等分器体内腔；电极成排设置在极板之间，迎风侧设有防磨角钢，一端通过封闭绝缘陶瓷轴套与器体固定，另一端穿过与器体固定的中通绝缘陶瓷轴套连接放电源。

SCR脱硝装置的入口设有连接放电源的温度传感器。

器体的出口和进口分别设有压力传感器，与器体内侧端的吹灰装置连接。

使用时，放电源优选脉冲电压为-120KV、脉冲前沿100ns、脉宽500ns、脉冲频率10-300Hz。

本发明的反应原理为：

4NH₃+2NO+2NO₂＝4N₂+6H₂O

脉冲电源等离子体协同高温SCR在烟气低温区脱除NOx主要分为两个阶段：

首先，利用等离子体对烟气中的部分NO进行选择性氧化；

然后，部分氧化的NO_X在催化剂表面发生快速SCR反应被还原为N₂。

既可以使NO_X在催化剂表面快速反应，又可以弱化等离子体在氧化过程中的能量瓶颈。当烟气中的NO与NO₂比例达到1时，高温SCR系统在低温区脱硝效率将获得最大程度的强化。

烟气温度在50～300℃时，烟气在脉冲电晕放电反应器的正负电极之间的脉冲放电作用下进行生成氧自由基，烟气中50％的NO在氧自由基的作用下被氧化成NO₂，通过催化剂时与NH₃反应生成N₂，脱除NO_X。

电晕放电反应器布置在喷氨格栅的上部，烟气流过电晕放电反应器会被树状放电电极搅动，烟气中的NH₃分布会更加均匀，使后续SCR脱硝效果更佳。

电晕放电反应器通过设置在SCR脱硝装置入口的温度传感器，对烟气的温度进行实时测量，通过定温控制的方式开启脉冲电晕放电电源，对反应器进行放电控制。

电晕放电反应器的进口和出口两端分别设置压力传感器，对进出口的压力进行实时测量，通过定压控制的方式开启吹灰装置，对反应器进行吹扫。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。