火电厂低含尘烟气scr脱硝装置、脱硝方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及净化废气的一般方法及为运类方法特别设计的设备或装置，特别是设 及采用注入反应剂的催化方法净化废气的装置及方法。
【背景技术】
[0002] 在众多烟气脱硝技术中，选择性催化还原（SCR)技术是目前大型火电厂烟气脱硝 应用最为广泛的一种技术。SCR烟气脱硝技术的脱硝效率最高可达90% W上，是最为成熟可 靠的脱硝技术。其原理是在催化剂的作用下，还原剂N也优先选择性的与烟气中的NOx反应， 将烟气中的NOx还原为氮气和水，其催化剂的有效反应溫度范围须在300°C~400°C之间。为 了满足SCR催化剂适宜的反应溫度，目前SCR反应器都设置于锅炉省煤器出口与空气预热器 入口之间，同时，由于SCR反应器处在烟气流程中的除尘器设备之前，因此烟气的含尘浓度 非常高，一般在20-50g/m 3之间，导致SCR烟道和设备的磨损也非常严重。
[0003] 另外，对于一些在省煤器与空气预热器之间无预留脱硝空间的已建机组(特别是 老机组），当需要较高脱硝效率时，如何开展SCR脱硝是一个值得研究的课题，如果脱硝设备 (SCR反应器)布置在除尘器之后，虽然可灵活解决脱硝设施占用空间的问题，但却另外产生 了烟气溫度不能满足高溫催化剂的高效催化反应溫度区间的问题，无法实现目标脱硝效 率，原因如下：
[0004] (1)除尘器后的烟气已经过锅炉空气预热器的降溫，烟气溫度区间一般在ll〇°C~ 180°C之间，远低于高溫催化剂的正常催化反应溫度区间，因此无法采用成熟、价廉、可靠的 高溫催化剂来提高脱硝效率；
[0005] (2)采用所谓低溫催化剂(催化反应溫度在200°CW下）来满足较低的烟气反应溫 度要求，由于反应溫度低，催化剂活性相对较低，必须增大催化剂体积量来保证高的脱硝效 率，在入口处NOx浓度相同的设计条件下，采用低溫催化剂其体积会增大到相对于高溫催化 剂的2~3倍，运就导致设备体积、催化剂成本等大幅上升。此外，烟气溫度低于200°C时，烟 气中过剩的NH3(脱硝所需而喷入)与S〇3反应生成硫酸氨锭等锭盐，锭盐产生沉积易堵塞和 腐蚀催化剂及设备，给系统运行带来极大的安全隐患。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种火电厂低含尘烟气SCR脱硝装置，即可布置 在机组除尘器后且能够采用高溫催化剂的脱硝装置，W适应于在省煤器与空气预热器之间 无脱硝空间的已建机组或锅炉，保障安全生产。
[0007] 本发明火电厂低含尘烟气SCR脱硝装置，烟道包括原烟气烟道、净烟气烟道，所述 原烟气烟道入口端设置有烟气蒸汽加热器，出口端设置有SCR反应器，还包括内部分隔为原 烟气腔、净烟气腔的烟气换热器，所述原烟气腔、净烟气腔分别与原烟气烟道、净烟气烟道 连通，所述SCR反应器与净烟气烟道连通，所述原烟气烟道与热风炉连通，所述烟气蒸汽加 热器与蒸汽疏水系统、空气蒸汽加热器连通，所述空气蒸汽加热器一端连接稀释风机，另一 端连接氨水蒸发器，所述氨水蒸发器上连接有氨水储存与供应系统，所述原烟气烟道内设 置有用于氨气喷射和混合的满流混合器，所述氨水蒸发器与满流混合器连通。
[0008] 本发明火电厂低含尘烟气SCR脱硝装置，其中所述热风炉上连接有调溫风机。
[0009] 本发明火电厂低含尘烟气SCR脱硝装置，其中所述氨水储存与供应系统包括氨水 储罐、氨水供给累、阀口调节装置，所述氨水供给累和阀口调节装置装设在氨水储罐与氨水 蒸发器之间。
[0010] 本发明火电厂低含尘烟气SCR脱硝装置，其中所述氨水蒸发器入口处设置有雾化 喷嘴，所述喷嘴螺纹连接在入口处且配置有可拆卸的法兰。
[0011] 本发明火电厂低含尘烟气SCR脱硝装置，其中所述蒸汽疏水系统包括闪蒸罐、排气 阀口、疏水阀口，所述闪蒸罐上连接有低压蒸汽管网和凝结水管网。
[0012] 本发明还提供了一种利用上述装置的脱硝方法，包括如下步骤：
[0013] A检查氨水储存与供应系统、氨水蒸发器、外接的蒸汽系统、凝结水管网、烟气换热 器、烟气蒸汽加热器、空气蒸汽加热器、热风炉并使上述设备具备通烟条件；
[0014] B启动烟气换热器；
[0015] C烟气换热器运作一段时间后启动所述蒸汽系统、凝结水管网、烟气蒸汽加热器、 空气蒸汽加热器、热风炉并通烟气；
[0016] D启动稀释风机，保持氨水蒸发器上的喷氨系统管道杨通；
[0017] E为所述烟气蒸汽加热器、空气蒸汽加热器通入来流蒸汽并打开闪蒸罐，保持蒸汽 疏水系统杨通；
[0018] F通过调节蒸汽入口阀口调节通入烟气蒸汽加热器、空气蒸汽加热器的来流蒸汽 流量，逐步使从原烟气烟道通入SCR反应器入口处的烟溫升至150-190°C;
[0019] G启动热风炉，并通过调溫风机调节溫度，使SCR反应器入口处的烟溫达到190-260 。。
[0020] Η继续加大热风炉出口处的烟气溫度，直至SCR反应器入口处的烟溫达到设定值 300-320。。
[0021] I启动氨水供给累，保持氨水储存与供应系统杨通；
[0022] J启动氨水蒸发器；
[0023] Κ氨水蒸发器通过喷氨系统管道将氨气储存与供应至满流混合器，对原烟气烟道 内的烟气进行脱硝，同时依据脱硝效率、氨逃逸率等参数，通过阀口调节装置控制氨水流 量；
[0024] L完成脱硝。
[0025] 本申请的脱硝工艺流程如下：
[0026] 来自除尘器后的低溫、低含尘烟气经过烟气蒸汽加热器加热至一定溫度后进入烟 气换热器(脱硝GGH系统）原烟气烟道继续升溫，随后再与热风炉系统出口的高溫烟气混合 继续升溫至高溫催化剂反应活性溫度。热风炉的燃料可W采用柴油、天然气等。由于热风炉 需要消耗一定的燃料，因此，为节省燃料，系统对烟气升溫采用的是W下Ξ级加热系统：
[0027] (1)利用厂用蒸汽通过烟气换热器将低溫烟气加热到150°C-190°C左右；
[00%] (2)通过烟气换热器，利用SCR反应器(脱硝反应器）出口约320°C的烟气的热量将 低溫烟气进一步升溫至约290°C;
[0029] (3)最后，运部分烟气再与热风炉出口的高溫烟气混合加热至约320°C，W适应高 溫催化剂的催化反应溫度，从而进入SCR反应器进行反应。
[0030] 热风炉的燃料通过与空气混合燃烧后，烟溫达到约1500°C，需用冷却风将高溫烟 气调整到约850°C-900°C，然后再进入烟道继续加热锅炉来的烟气，此处采用烟气直接参混 主要目的是对流换热。本发明脱硝时采用的是上述一级加热后的约150°C-190°C的热烟气 作为冷却风源，采用变频风机将原烟气送至热风炉炉膛尾部，经过与热风炉高溫烟气参混 后送至原烟气烟道，不采用环境空气做冷却风源进一步降低了进入烟气系统的冷风量，起 到了节能的作用。
[0031] 另外，通过氨水蒸发器制备的氨气/空气的混合气体进入SCR反应器前的原烟气烟 道，经满流混合系统与升溫后的热烟气充分混合后进入SCR反应器内进行烟气脱硝处理。经 过脱硝处理后的烟气进入净烟气烟道，通过烟气换热器与原烟气烟道的烟气换热降溫后排 出，使用烟气换热器(脱硝GGH系统)达到了节能降耗与降低运行成本的目的。
[0032] 综上所述，本发明的脱硝装置及采用该装置的脱硝方法，解决了脱硝设施占地尺 寸大，改造加装困难的问题，同时仍可使用成熟、价廉、可靠的高溫催化剂来提高脱硝效率。 由于除尘器后的烟气已是低含尘烟气(烟气含尘浓度在20~lOOmg/m 3之间），从而解决了烟 道，催化剂、脱硝设备的磨损问题，使得脱硝设备W及催化剂的寿命得W大大延长，提高了 整体脱硝设施的运行经济性。另外，由于脱硝装置不需再对原有锅炉的尾部烟道、省煤器及 钢架进行改造，节省了大量的锅炉本体改造工作，大幅降低工程投资。而且，低含尘脱硝装 置由于不会影响到锅炉改造，因而也不会给锅炉带来燃烧和效率方面的影响，极大地满足 了节能、环保和安全生产的需求。
[0033] 下面结合附图对本发明的火电厂低含尘烟气SCR脱硝装置、脱硝方法作进一步说 明。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明火电厂低含尘烟气SCR脱硝装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0035] 如图1所示，烟道包括原烟气烟道3、净烟气烟道31，原烟气烟道3入口端设置有烟 气蒸汽加热器2,机组除尘器后的烟气1从该入口端通入烟气蒸汽加热器2。原烟气烟道3出 口端设置有SCR反应器14，SCR反应器14与净烟气烟道31连通，经SCR反应器14处理后的烟气 经净烟气烟道31排出，此处可W与用户根据实际需求设置的排放接口 15连接。本申请的脱 硝装置还包括内部分隔为原烟气腔41、净烟气腔42的烟气换热器4,原烟气腔41、净烟气腔 42分别与原烟气烟道3、净烟气烟道31连通。原烟气烟道3与热风炉5连通。为便于调节加热 溫度，获得足够溫度的烟气，热风炉5上连接有调溫风机6。
[0036] 烟气蒸汽加热器2还与蒸汽疏水系统、空气蒸汽加热器8连通。烟气蒸汽加热器2与 空气蒸汽加热器8是原理相同的设备，均为采用蒸汽加热烟气或空气。蒸汽疏水系统包括闪 蒸罐17、排气阀口、疏水阀口，闪蒸罐17上连接有低压蒸汽管网18和凝结水管网19,电厂的 低压蒸汽管网18用于回收闪蒸罐17排出的气