一种SCR脱硝系统的制作方法

本发明涉及烟气脱硝领域，具体涉及一种scr脱硝系统。
背景技术：
：选择性催化还原(scr)技术是当前应用最广、最有效的主流脱硝技术，脱硝效率可以达到80％以上。该技术的原理是：在催化剂的作用下，向280-420℃的烟气中喷入氨，使氨与氮氧化物在催化剂表面发生氧化还原反应，继而转换为无毒无污染的氮气和水。由于该反应是在氨、氮氧化物与催化剂接触的瞬间发生的，并且催化剂结构为多孔结构、材质较脆弱，因此scr脱硝系统的流场均匀性和流速分布情况尤为重要，直接影响脱硝性能和催化剂的使用寿命。scr脱硝系统通常在反应器入口水平连接烟道处布置形状各异的导流板，且在第一催化剂层上支撑梁位置均匀布置一系列相同高度的整流格栅，使烟气流经第一催化剂层前为了获得较好的流场分布。但在实际运行期间，该设计也不能保证烟气具有完全均匀的速度场和浓度场，因此依然存在未反应的nox和nh3。同时，未反应的nox和nh3在随烟气流经第二层或第三层催化剂时，氨氮摩尔比的分布会更加不均匀，使残存的nox和nh3不能充分反应，最终未反应的nox和nh3随烟气排放，不仅降低了脱硝效率，还造成氨逃逸现象。而逃逸氨会与二氧化硫发生反应生成生成黏性的硫酸铵或硫酸氢铵，从而对空气预热器进行沾污，减小了空气预热器流通截面，造成空气预热器堵灰。空气预热器堵灰不仅显著降低锅炉效率还影响脱硝机组的安全稳定运行。技术实现要素：因此，本发明要解决的技术问题在于克服scr脱硝过程中氨氮分布不均匀而导致脱硝效率低、氨逃逸及后续空气预热器堵塞的缺陷，从而提供一种scr脱硝系统。本发明所提供的技术方案如下：本发明提供一种scr脱硝系统，包括主体，所述主体包括依次连通的流通段和反应段，所述流通段远离反应段的一端为烟气入口，还包括，第一混合单元，包括第一整流格栅和第一静态混合器，所述第一整流格栅设置于所述反应段内，所述第一静态混合器靠近所述烟气入口设置于所述流通段内；第一催化剂层及第二混合单元，所述第二混合单元设置于所述反应段内，且所述第一催化剂层设置于所述第一整流格栅与所述第二混合单元之间且位于所述反应段内，所述第二混合单元为第二整流格栅或第二静态混合器；第二催化剂层，设置于所述反应段内，且相对于所述第二混合单元远离所述第一催化剂层设置。进一步地，系统还包括第三催化剂层，设置于所述反应段内，且相对于所述第二催化剂层远离所述第一催化剂层设置。进一步地，系统还包括第三混合单元，设置于所述反应段内，且设置于所述第二催化剂层与第三催化剂层之间，所述第三混合单元为第三整流格栅或第三静态混合器。进一步地，所述第一整流格栅中结构单元的孔面积不小于第二整流格栅和/或第三整流格栅中结构单元的孔面积。进一步地，所述第二整流格栅中结构单元的孔面积为所述第一整流格栅中结构单元孔面积的20-100％；第三整流格栅中结构单元的孔面积为第一整流格栅中结构单元孔面积的20-100％。进一步地，所述第二整流格栅与所述第二催化剂层的间距大于所述第二整流格栅与所述第一催化剂层间的间距；所述第三整流格栅与所述第三催化剂层的间距大于所述第三整流格栅与所述第二催化剂层间的间距。进一步地，沿反应段中烟气的前进的方向，所述第一整流格栅固定在所述第一催化剂层前方5-500mm处；所述第二整流格栅固定在所述第一催化剂层后方5-500mm处；所述第三整流格栅固定在所述第二催化剂层后方5-500mm处。进一步地，所述第一整流格栅由矩形结构单元依次排列构成阵列格栅，所述矩形结构单元的长为100-300mm，宽为20-200mm；所述第二整流格栅由直角三角形结构单元依次排列构成阵列格栅，所述直角三角形结构单元的一直角边长为40-300mm，另一直角边长为20-200mm；或所述第二整流格栅由矩形结构单元依次排列构成阵列格栅，所述矩形结构单元的长为20-300mm，宽为20-200mm；所述第三整流格栅由直角三角形结构单元依次排列构成阵列格栅，所述直角三角形结构单元的一直角边长为40-300mm，另一直角边长为20-200mm；或所述第三整流格栅由矩形结构单元依次排列构成阵列格栅，所述矩形结构单元的长为20-300mm，宽为20-200mm。进一步地，系统还包括，喷氨单元，设置于所述流通段内，且设置于所述烟气入口与所述第一静态混合器之间；导流板，靠近所述流通段和反应段的交界处设置于所述流通段内。进一步地，所述流通段与反应段连通形成u型主体，所述导流板设置于所述u型主体的u型底；所述导流板包括相对设置的第一导流板和第二导流板，所述第一导流板靠近所述流通段的一侧设置。进一步地，所述第一整流格栅的高度为200-1000mm，所述第一整流格栅的边缘与所述反应段的内壁相抵接，以使烟气全部从所述第一整流格栅通过；所述第二整流格栅的高度为200-1000mm，所述第二整流格栅的边缘与所述反应段的内壁相抵接，以使烟气全部从所述第一整流格栅通过；所述第三整流格栅的高度为200-1000mm，所述第三整流格栅的边缘与所述反应段的内壁相抵接，以使烟气全部从所述第一整流格栅通过。本发明技术方案，具有如下优点：1.本发明提供的scr脱硝系统，主体包括依次连通的流通段和反应段，所述流通段远离反应段的一端为烟气入口，此外还包括，第一混合单元，包括第一整流格栅和第一静态混合器，所述第一整流格栅设置于所述反应段内，所述第一静态混合器靠近所述烟气入口设置于所述流通段内；第一催化剂层及第二混合单元，所述第二混合单元设置于所述反应段内，且所述第一催化剂层设置于所述第一整流格栅与所述第二混合单元之间且位于所述反应段内，所述第二混合单元包括第二整流格栅或第二静态混合器；第二催化剂层，设置于所述反应段内，且相对于所述第二混合单元远离所述第一催化剂层设置。上述系统中，烟气经过第一混合单元混合后，流经第一催化剂层进行反应，未反应的nox和nh3流出第一催化剂层；未反应的nox和nh3具有不均匀的流场分布和浓度分布，第二混合单元的设置使烟气再次混合，从而使氮氨混合物流经第二催化剂层前具有更加均匀速度场和浓度场，因此可以在流经第二催化剂层时充分反应，避免大量未反应氮氨混合物的排放，最终提高了整个scr脱硝系统的脱硝效率。2.本发明提供的scr脱硝系统，在第一催化剂层与第二催化剂层之间设置第二混合单元，并相对于所述第二催化剂层远离所述第一催化剂层设置第三催化剂层。烟气于第一催化剂层进行反应，未反应的nox和nh3流出第一催化剂层并于第二混合单元进行再次混合，混合均匀的氮氨混合物流经第二催化剂层再次反应，为避免反应完成后未反应的nox和nh3排出而设置第三催化剂层，未反应的nox和nh3经过第三催化剂层时可以再次进行化学反应，因此可以减少氨溢出量，并提高系统脱硝效率。3.本发明提供的scr脱硝系统，在第一催化剂层与第二催化剂层之间设置第二混合单元，在第二催化剂层与第三催化剂层之间设置第三混合单元。流经第一催化剂层后未反应的nox和nh3经过第二混合单元时发生再次混合，使流经第二催化剂层时具有更加均匀速度场和浓度场，因此氮氨混合物可以充分反应；流经第二催化剂层后，存在少量未反应的nox和nh3经过第三混合单元的再次混合，以均匀的速度场和浓度场进入第三催化剂层，从而提高了第三催化剂层的反应效率。第二混合单元与第三混合单元的设计进一步提高了催化剂的脱硝效率，避免了未反应氮氨混合物的排放，最终提高了整个scr脱硝系统的脱硝效率。4.本发明提供的scr脱硝系统，第一整流格栅的孔面积不小于第二整流格栅与第三整流格栅的孔面积，第二整流格栅与第三整流格栅的结构单元为矩形或直角三角形。合理的孔面积可以使气体顺利通过，避免了气体对主体和催化剂造成伤害。同时第一整流格栅的孔面积不小于第二整流格栅与第三整流格栅的孔面积，可以增大未反应完的含氨烟气与整流格栅接触的几率并增大含氨烟气从第一催化剂层到第二催化剂层的路径，继而增大含氨烟气的混合程度，且第二整流格栅与第三整流格栅的孔面积越小烟气的混合效果越好，使气体到达第二催化剂层参与反应时具有均匀流场，避免了含氨烟气由于流场不均匀导致在第二催化剂层未充分反应的情况，最终可以达到增大脱硝效率和减少空气预热器堵塞的效果。5.本发明提供的scr脱硝系统，所述第二整流格栅与所述第二催化剂层间的间距大于所述第二整流格栅与所述第一催化剂层间的间距，所述第三整流格栅与所述第三催化剂层间的间距大于所述第三整流格栅与所述第二催化剂层间的间距。当未反应完全的nox和nh3从催化剂中流出时，即进入第二整流格栅和/或第三整流格栅进行再次混合，流出第二整流格栅和/或第三整流格栅的气体在足够长的区域中发生进一步混合，使烟气的温度场和速度场更加均匀。通过以上设计可以提高第二整流格栅和/或第三整流格栅的混合效果，提高气体在催化剂表面的反应程度，并减轻对催化剂的伤害，继而提高了scr脱硝系统的脱硝效率。附图说明为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例中scr脱硝系统的结构示意图；图2是本发明实施例中结构单元为矩形的整流格栅垂直于主体内壁的截面示意图；图3是本发明实施例中结构单元为直角三角形的整流格栅垂直于主体内壁的截面示意图。附图标记：1-烟气入口；2-主体；3-喷氨单元；4-第一静态混合器；5-导流板；6-第一整流格栅；7-第一催化剂层；8-第二混合单元；9-第二催化剂层；10-第三混合单元；11-第三催化剂层；12-矩形结构单元；13-直角三角形结构单元。具体实施方式下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。实施例1本实施例提供一种scr脱硝系统，如图1所示，包括主体2，主体2包括依次连通的流通段和反应段，流通段远离反应段的一端为烟气入口1，反应段远离流通段的一端为烟气出口。还包括，第一混合单元，包括第一整流格栅6和第一静态混合器4，第一整流格栅6设置于反应段内，第一静态混合器4靠近烟气入口1设置于流通段内；第一催化剂层7及第二混合单元8，第二混合单元8设置于反应段内，且第一催化剂层7设置于第一整流格栅6与第二混合单元8之间且位于反应段内，第二混合单元8为第二整流格栅或第二静态混合器；在本实施例中，第二静态混合器包括且不限于方形叶片或圆形叶片混合器；第二催化剂层9，设置于反应段内，且相对于第二混合单元8远离第一催化剂层7设置。上述scr脱硝系统中，烟气经过第一混合单元混合后，流经第一催化剂层7进行反应，未反应的nox和nh3流出第一催化剂层7；未反应的nox和nh3具有不均匀的流场分布和浓度分布，第二混合单元8的设置使烟气再次混合，从而使氮氨混合物流经第二催化剂层9前具有更加均匀速度场和浓度场，因此可以在流经第二催化剂层时充分反应，避免大量未反应氮氨混合物的排放，最终提高了整个scr脱硝系统的脱硝效率。在一个实施方式中，第一整流格栅6中结构单元的孔面积不小于第二整流格栅中结构单元的孔面积；具体地，第二整流格栅中结构单元的孔面积为第一整流格栅6中结构单元孔面积的20-100％；如图2所示，第一整流格栅6由矩形结构单元12依次排列构成阵列格栅，矩形结构单元12的长为100-300mm，宽为20-200mm；第二整流格栅由直角三角形结构单元13组成矩形结构，并依次排列构成阵列格栅，直角三角形结构单元13的一直角边长为40-300mm，另一直角边长为20-200mm。当然，作为变形的实施方式，如图3所示，第二整流格栅可以由矩形结构单元12依次排列构成阵列格栅，矩形结构单元12的长为20-300mm，宽为20-200mm。整流格栅合理的孔面积可以使气体顺利通过，避免了气体对主体和催化剂造成伤害。同时第一整流格栅6的孔面积不小于第二整流格栅与第三整流格栅的孔面积，可以增大未反应完的含氨烟气与整流格栅接触的几率并增大含氨烟气从第一催化剂层到第二催化剂层的路径，继而增大含氨烟气的混合程度，且第二整流格栅与第三整流格栅的孔面积越小烟气的混合效果越好，使气体到达第二催化剂层参与反应时具有均匀流场，避免了含氨烟气由于流场不均匀导致在第二催化剂层未充分反应的情况，最终可以达到增大脱硝效率和减少空气预热器堵塞的效果。进一步地，沿反应段中烟气的前进的方向，第一整流格栅6固定在第一催化剂层前方5-500mm处；第二整流格栅固定在第一催化剂层后方5-500mm处，第二整流格栅与第二催化剂层9的间距大于第二整流格栅与第一催化剂层7的间距。当未反应完全的nox和nh3从催化剂中流出时，立即进入第二整流格栅进行再次混合，流出第二整流格栅的气体在足够长的区域中发生进一步混合，使烟气的温度场和速度场更加均匀，从而提高了气体在催化剂表面的反应程度，并减轻对催化剂的伤害，继而提高了scr脱硝系统的脱硝效率。进一步地，第一整流格栅6的高度为200-1000mm，第一整流格栅6的边缘与反应段的内壁相抵接，以使烟气全部从第一整流格栅6通过。第二整流格栅的高度为200-1000mm，第二整流格栅的边缘与反应段的内壁相抵接，以使烟气全部从第一整流格栅6通过。当未反应完全的nox和nh3从催化剂中流出时，即进入第二整流格栅进行再次混合，第二整流格栅的适宜高度可以为气体混合提供足够长的路径，同时不增加成本；第二整流格栅的横截面与主体内壁大小相同，使未反应的气体全部经过，从而使全部气体均发生再次混合，继而提高第二整流格栅的混合效果，提高气体在催化剂表面的反应程度，继而提高了scr脱硝系统的脱硝效率。进一步地，流通段与反应段连通形成u型主体。进一步地，系统还包括，喷氨单元3，设置于流通段内，且设置于烟气入口1与第一静态混合器4之间；导流板5，包括相对设置的第一导流板和第二导流板，设置于u型主体的u型底，具体的，第一导流板靠近流通段的一侧设置，第二导流板靠近反应段的一侧设置。实施例2本实施例提供一种scr脱硝系统，在上述实施例1的基础上，系统还包括第三催化剂层11，设置于反应段内，且相对于第二催化剂层9远离第一催化剂层7设置。通过设置第三催化剂层11，使经过第一催化剂层7、第二催化剂层9未反应的nox和nh3于第三催化剂层11再次进行反应，从而避免未反应的nox和nh3直接排出，有效减少氨溢出量，并提高系统脱硝效率。实施例3本实施例提供一种scr脱硝系统，如图1所示，在上述实施例2的基础上，系统还包括第三混合单元10，设置于反应段内，且设置于第二催化剂层与第三催化剂层之间，第三混合单元10为第三整流格栅或第三静态混合器。在本实施例中，第二静态混合器包括且不限于方形叶片或圆形叶片混合器。上述scr脱硝系统中，第一催化剂层7与第二催化剂层9之间设置第二混合单元8，第二催化剂层9与第三催化剂层11之间设置第三混合单元10。流经第一催化剂层后未反应的nox和nh3经过第二混合单元8时发生再次混合，使流经第二催化剂层9时具有更加均匀速度场和浓度场，因此氮氨混合物可以充分反应；流经第二催化剂层9后，存在少量未反应的nox和nh3经过第三混合单元10的再次混合，以均匀的速度场和浓度场进入第三催化剂层11，从而提高了第三催化剂层11的反应效率。第二混合单元8与第三混合单元10的设计进一步提高了催化剂的脱硝效率，避免了未反应氮氨混合物的排放，最终提高了整个scr脱硝系统的脱硝效率。进一步地，第一整流格栅6中结构单元的孔面积不小于第三整流格栅中结构单元的孔面积；具体地，第三整流格栅中结构单元的孔面积为第一整流格栅6中结构单元孔面积的20-100％。进一步地，第三整流格栅固定在第二催化剂层后方5-500mm处，第三整流格栅与第三催化剂层11的间距大于第三整流格栅与第二催化剂层9间的间距。进一步地，第三整流格栅由直角三角形结构单元13依次排列构成阵列格栅，直角三角形结构单元13的一直角边长为40-300mm，另一直角边长为20-200mm；当然，作为变形的实施方式，第三整流格栅可以由矩形结构单元12依次排列构成阵列格栅，矩形结构单元12的长为20-300mm，宽为20-200mm。进一步地，第三整流格栅的高度为200-1000mm，第三整流格栅的边缘与反应段的内壁相抵接，以使烟气全部从第一整流格栅6通过。对比例1本对比例提供了一种scr脱硝系统，同实施例1，唯一不同之处在于：该系统不涉及第二混合单元8。对比例2本对比例提供了一种scr脱硝系统，同实施例2，唯一不同之处在于：该系统不涉及第二混合单元8。试验例1对上述实施例1-3及对比例1-3中的scr脱硝系统进行了性能测试。测试结果如表1所示。其中烟气流速为15m/s，烟气温度为350℃，脱硝系统入口nox质量浓度为400ppm。表1编号脱硝效率(％)出口nox值(ppm)氨逃逸(ppm)实施例193.00284实施例294.25233实施例395.50182对比例185.00605对比例286.50545从表1可以看出，通过设置第二混合单元，增大了经过第一催化剂层后未反应含氨烟气混合的均匀程度，提高了未反应含氨烟气在第二催化剂层表面的反应程度，从而增大了脱硝效率，同时减少了氨逃逸量，降低了空气预热器的堵塞情况。通过设置第三催化剂层，使经过第一催化剂层、第二催化剂层未反应的nox和nh3于第三催化剂层再次进行反应，有效减少了氨溢出量，并提高系统脱硝效率。第三混合单元的设置，可以进一步增大经过第二催化剂层后未反应含氨烟气混合的均匀程度，提高了未反应含氨烟气在第三催化剂层表面的反应程度，从而进一步增大了脱硝效率，并减小了空气预热器的堵塞情况。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。当前第1页12