一種適用于中小型鍋爐的scr脫硝裝置及脫硝方法
【專利摘要】本發明公開了一種適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置及方法。通過對豎直煙道內的省煤器進行結構改造，保留部分受熱面，另一部分受熱面移至引出煙道的水平段，并將剩下煙道斜向分割，分別用于脫硝煙道的引出和導入；并設置兩級除塵噴氨系統使煙氣與氨氣進行混合，并經過催化劑預留層后進入SCR反應器，發生催化反應，絕大部分NOx轉變成N2，脫硝后的煙氣從反應器下部兩側引出，并從尾部煙道側墻的兩側進入煙道，最后通過空預器排出煙道。本發明滿足了中小型鍋爐加裝SCR脫硝裝置時需要拉出和引入脫硝煙道的空間要求，實現了在低狹長煙道內氨氣與煙氣的充分快速有效混合，具有脫硝系統結構緊湊、脫硝效率高、催化劑磨損低等優點。
【專利說明】—種適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置及脫硝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置，屬于燃煤鍋爐大氣污染物控制【技術領域】。
【背景技術】
[0002]選擇性催化還原法脫硝技術(SCR技術)，是指在催化劑的作用下，利用還原劑(如NH3、液氨、尿素)來“有選擇性”地與煙氣中的NOx反應并生成無毒無污染的N2和H20。該技術具有NOx脫除效率高、二次污染小、技術較成熟等特點，是目前世界上應用最多、最有成效的一種煙氣脫硝技術。如何布置噴氨設備有效混合氨氣與煙氣，是SCR脫硝技術提高脫硝效率的關鍵。因此，對于大型鍋爐和中小型鍋爐，由于爐膛截面積和煙道結構存在明顯差異，SCR脫硝工藝也存在一定差別。
[0003]對于大型鍋爐，由于爐膛和煙道截面大，煙道結構和邊壁效應對流場的影響較小，通常采用大尺度噴氨混合器+靜態混合器的噴氨工藝來強制干擾流場，強化氨氣與煙氣的混合，如典型的渦流混合器+V型靜態混合器，同時，大型鍋爐較高的煙道高度形成了較長的混合距離，這為氨氣與煙氣的混合提供了較長的混合時間。
[0004]對于中小型鍋爐，盡管經過過熱器、省煤器等換熱面的整流作用，煙氣的速度在煙道內仍然呈現不均勻分布，而且鍋爐尺寸小，結構緊湊，且折轉、突擴等不利因素和邊壁效應對煙氣流場的擾動影響更趨明顯，在相同的流動條件下對煙氣/氨氣混合距離和混合時間的要求更趨嚴格，同時，對于燃用高灰分燃料的中小型鍋爐，煙道內積聚的灰團和灰堆更易干擾流場均勻性。
[0005]具不完全統計，目前中國有中小型鍋爐49.9萬臺，其中工業鍋爐23.4萬臺，生活用鍋爐26.5萬臺，這些中小型鍋爐大部分為燃煤鍋爐，年總耗煤約400Mt以上。中小型鍋爐的典型特征是燃煤量大、灰分高、硫分較高、鍋爐效率低、污染嚴重，尤其是氮氧化物的污染。因此，對中小型鍋爐實施污染治理，采用適合其自身特征的SCR脫硝技術進行NOx減排，是中國潔凈煤技術的主要內容，對節約能源，改善環境都具有重要意義。
【發明內容】
[0006]發明目的:本發明針對中小型鍋爐加裝SCR脫硝裝置時存在鍋爐尾部豎直煙道緊湊無充足空間拉出和引入脫硝煙道、低狹長煙道無足夠空間充足時間混合氨與煙氣、常規脫硝裝置中因煙氣中飛灰濃度高導致催化劑磨損嚴重等問題，提供了一種適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置及脫硝方法。
[0007]技術方案:為解決上述技術問題，本發明提供一種適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置，所述的SCR脫硝裝置包括順序連接的第一省煤器、除塵噴氨系統、SCR脫硝反應器及空預器，
[0008]其中，所述第一省煤器設置在豎直煙道的上部；
[0009]所述除塵噴氨系統包括一級除塵噴氨系統、二級除塵噴氨系統和螺旋出灰器，其中，一級除塵噴氨系統設置于從豎直煙道的第一省煤器下部引出的水平煙道中，包括煙道分隔板、慮灰導向板、一級凹形除塵噴氨管、第二省煤器和溜灰板，所述煙道分隔板設置于第一省煤器的下部將煙道上下部分斜向分開，慮灰導向板設置在煙道分隔板上；所述一級凹形除塵噴氨管和第二省煤器并列設置在水平煙道進口處，所述一級凹形除塵噴氨管呈現凹形狀，安裝在第二省煤器迎流面每隔一排管子的第一根管子上，凹形端為迎流面，平板端為逆流面，所述平板端與水平煙道縱截面呈α2=38?48°夾角，在平板端由上至下每隔8?10_開設Φ2?2.5mm的噴氨孔；所述溜灰板設置在第二省煤器的下部，與水平方向呈α3=50?55°夾角，并與所述煙道分隔板的延伸部分構成灰斗；通過在水平煙道內設置第二省煤器，在保證換熱的前提下，可以節省豎直煙道的空間，使豎直煙道中的省煤器與空預器之間留有足夠的距離引出水平煙道；
[0010]所述的二級除塵噴氨系統由煙氣分隔板、外中心筒、內中心筒、外筒體、錐段、二次噴氨裝置、三次噴氨裝置和四次噴氨裝置組成，其中，所述煙氣分隔板安裝在第二省煤器的右側，將煙道上下均勻隔開；內中心筒與外中心筒豎直同心安裝在所述煙氣分隔板的右側，外中心筒的下端與水平入口煙道的下端平齊，內中心筒的下端與煙氣分隔板平齊；二次噴氨裝置安裝在內外中心筒連接處的上部，三次噴氨裝置安裝在外筒體筒體外側的中部，四次噴氨裝置安裝在內中心筒的出口處，所述錐段與外筒體相連，設置在外筒體下方；
[0011]所述螺旋出灰器設置在所述一級除塵噴氨系統和二級除塵噴氨系統的下方，由前部入灰口、后部入灰口和螺旋組成，其中，前部入灰口與一級除塵噴氨系統的灰斗相連，后部入灰口與二級除塵噴氨系統的錐段相連；由一級除塵噴氨系統和二級除塵噴氨系統處理的灰塵顆粒通過螺旋出灰器排出；
[0012]所述除塵噴氨系統依次連通SCR反應器上升煙道、轉向煙道、SCR反應器、反應器出口煙道，所述反應器出口煙道分成兩股，分別從豎直煙道尾部的側墻兩側從煙道分隔板下方進入豎直煙道，并與設置在鍋爐尾部豎直煙道內煙道分隔板下方的空預器相通。
[0013]具體地，所述煙道分隔板與煙道前后墻呈α 1=45?55°夾角；所述慮灰導向板在煙道分隔板上每隔L1=IVOi1-1)布置；所述慮灰導向板由圓弧板和直板焊接而成，圓弧半徑r=LXC0S(a J/Om+l)，圓弧板一端與煙道分隔板相切連接，另一端直板段與水平煙道平行，且慮灰導向板的圓弧段上開設Φ5?IOmm圓孔；其中L為煙道分隔板在煙道內的長度，m為慮灰導向板的個數。
[0014]所述二次噴氨裝置由二級匯氨室、二級環形噴氨板和垂直噴氨孔組成，其中，二級環形噴氨板安裝于二級匯氨室的底部，其內徑等于內中心筒的外徑，外徑等于外中心筒的內徑，垂直噴氨孔開設于二級環形噴氨板上，孔徑Cl2=I?2_，開孔率η2 = 3?7%，開孔方向與二級環形噴氨板垂直。
[0015]所述三次噴氨裝置由環形匯氨室和切向噴氨管組成，其中，η根內徑為Cl1的切向噴氨管沿外筒體周向布置，η=4?8，屯=32?70mm，一端與筒體相切，并伸進筒體100?120mm，另一端放置在環形匯氨室內。
[0016]所述四次噴氨裝置由四級匯氨室、四級環形噴氨板和斜向噴氨孔組成，其中，四級環形噴氨板安裝于四級匯氨室的頂部，與上升煙道前后墻呈α4=35?50°夾角，板上開設斜向噴氨孔，孔徑d3=2?3_，開孔率η3=7?18%，開孔方向為水平。
[0017]所述SCR反應器的上升煙道內裝有催化劑預留層；所述SCR反應器內安裝有催化劑層，所述催化劑的上面安裝有整流器。
[0018]為了實現對煙氣更好的除塵脫硝效果，上述的SCR脫硝裝置至少具有一套除塵噴氨系統。在具體應用過程中，可以根據現場施工情況合理安排除塵噴氨系統的個數。
[0019]在應用過程中，煙氣通過第一省煤器進入一級除塵噴氨系統，通過慮灰導向板離心導向作用和凹形噴氨管的慣性作用進行一級除塵，并將氨氣和煙氣進行初次混合；經過初級除塵噴氨后的煙氣分別從水平煙道的上部和下部進入二級除塵噴氨系統，上部攜帶細顆粒的煙氣進入外中心筒分離細顆粒，并在二次噴氨裝置與氨氣進行小尺度交互式二次混合，下部攜帶粗顆粒的煙氣進入外筒體分離粗顆粒，并通過三次噴氨裝置與氨氣進行大尺度旋流式三次混合，進入匯氨室的氨氣均勻分配到每根切向噴氨管，以Vi=35?50m/s的入口速度多點切向進入外筒體內部，并與煙氣進行大尺度旋流式混合，兩者在中心筒匯合并上升流動進入SCR反應器的上升煙道，然后在出口處通過四次噴氨裝置與氨氣進行小尺度回流式混合；從一級除塵噴氨系統和二級除塵噴氨系統分離下來的灰塵顆粒通過螺旋出料器排出煙道；經過二級除塵噴氨系統的煙氣首先通過催化劑預留層，然后進入SCR反應器，通過催化劑的催化反應，絕大部分NOx轉變成N2,脫硝后的煙氣從反應器下部兩側引出，并從鍋爐尾部煙道側墻的兩側進入尾部煙道，煙氣流經空預器后排出鍋爐。
[0020]有益效果:與常規的SCR脫硝裝置相比較，本發明具有如下的特色及優點:
[0021]1、本發明采用慣性分離和離心分離作用組合成二級除塵系統，同時利用渦流、旋流、交互、回流原理組合成多次噴氨系統，通過二級除塵和多次噴氨系統有機組合，不僅實現了高溫高濃度灰顆粒的快速有效分離，而且實現了氨氣與煙氣的多尺度充分混合。
[0022]2、一級除塵噴氨系統中的噴氨管具有迎流面凹形和逆流面平面的結構特性，這種特殊結構一方面具有慣性除塵的功能，另一方面還可以在逆流面形成渦流區，強化氨氣與煙氣的混合，這種裝配方式不僅實現了集成系統的多功能性，還實現了關鍵設備的結構緊湊性。
[0023]3、二次噴氨裝置通過環形噴氨板將氨氣均勻噴入內外中心筒夾層，并且煙氣與氨氣呈交互式接觸，這種結構有利于氨與煙氣的良好混合，同時，由于噴氨板設置在煙氣的上方，因此可以有效避免常規噴氨系統存在的灰顆粒堵塞或倒灌進噴氨室的問題。
[0024]4、三次噴氨系統中的匯氨室將氨氣均勻分配至切向進入外筒體的噴氨管，噴入的氨氣在筒體內作快速旋轉運動，同時又推動了在筒體內旋轉運動的煙氣，不僅有助于通過離心力快速分離煙氣中的灰顆粒，而且有利于氨氣與煙氣的強烈混合。
[0025]5、本發明的四次噴氨裝置安裝在二級除塵噴氨系統和SCR反應器上升煙道的拐角連接處，由于內中心筒比上升煙道面積小，煙氣從內中心筒流入到上升煙道時，容易在拐彎處形成駐渦區，脫離的渦在上升煙道形成渦街，當氨噴入時，渦的轉動和流動過程不斷地攪動煙氣場，有助于氨氣與煙氣的充分混合。
[0026]6、與常規SCR反應器煙道布置方式不同，本發明中經過SCR反應器的煙氣分兩股從鍋爐尾部煙道側墻的兩側進入煙道，比常規的從后墻進入方式至少節約了一半煙道空間，大大降低了改造鍋爐的成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1是本發明的一種適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置俯視圖，其中有:第一省煤器1、第二省煤器5、一級凹形除塵噴氨管6、外中心筒11、內中心筒12、外筒體15、脫硝反應器26、反應器出口煙道29。
[0028]圖2是本發明的一種適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置從圖1的A-A方向的剖視圖，其中有:氨引入口 G、第一省煤器1、煙道分隔板2、慮灰導向板3、空預器4、第一省煤器5、一級凹形除塵噴氨管6、溜灰板7、灰斗8、前部入灰口 9、煙氣分隔板10、外中心筒11、內中心筒12、環形匯氨室13、切向噴氨管14、外筒體15、錐段16、二級匯氨室17、二級環形噴氨板18、垂直噴氨孔19、四級匯氨室20、四級環形噴氨板21、斜向噴氨孔22、后部入灰口23、SCR反應器上升煙道24、催化劑預留層25、脫硝反應器26、催化劑層27、整流器28、反應器出口煙道29、螺旋出灰器30。
[0029]圖3是本發明的一種適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置中一級凹形除塵噴氨管三維示意圖，其中有:第二省煤器5、一級凹形除塵噴氨管6、水平噴氨孔31、氨引入口 G。
[0030]圖4是本發明的一種適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置中三次噴氨裝置俯視圖，其中有:外中心筒11、內中心筒12、環形匯氨室13、切向噴氨管14、外筒體15、氨引入口 G。
【具體實施方式】
[0031]以下參照附圖詳細說明本發明實施。本實施例在以本技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0032]本實施例針對170t/h電站燃煤鍋爐進行SCR脫硝技術改造，該鍋爐在額定工況運行時，尾部煙道高溫省煤器后煙氣溫度為385°C，NOx含量高達650mg/Nm3，含塵量達3580mg/Nm3，尾部受熱面布置結構緊湊，省煤器與空預器之間的距離僅為1.2m。本實施例根據煙氣參數特性和鍋爐原有結構特征，擬定了改造方案:
[0033](I)對省煤器受熱面進行熱力計算，將其一分為二，一部分受熱面仍安裝在原來位置，另一部分受熱面轉移至水平煙道中，從而增加其與空預器之間的距離；
[0034](2)設置除塵裝置和脫硝裝置，使煙氣在進入空預器前進行除塵脫硝處理，然后再返回到豎直煙道中。
[0035]在具體實施過程中，本發明的適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置包括順序連接的第一省煤器1、除塵噴氨系統、SCR脫硝反應器及空預器4，其中除塵噴氨系統包括設置一級除塵噴氨系統、二級除塵噴氨系統和螺旋出灰器，該除塵噴氨系統設置四次除塵噴氨裝置，能夠較好的對煙氣除塵便于脫硝反應，脫除NOx的煙氣從尾部煙道左右測量進入煙道。具體實施過程闡述如下:
[0036]如圖2所示，將原高2.2m省煤器受熱面截掉1.3m，保留0.9m原有結構受熱面作為第一省煤器1，這樣第一省煤器I與空預器4之間的空間距離達到2.5m。在第一省煤器的下方引出水平煙道，設置除塵噴氨系統。該除塵噴氨系統包括一級除塵噴氨系統、二級除塵噴氨系統和螺旋出灰器，其中，一級除塵噴氨系統設置于從豎直煙道的第一省煤器I下部引出的水平煙道中，包括煙道分隔板2、慮灰導向板3、一級凹形除塵噴氨管6、第二省煤器5和溜灰板7，煙道分隔板2沿前后墻斜向分隔開，并與煙道前后墻呈48°夾角，并延伸出煙道后墻一定距離，同時在該煙道分隔板2上每隔0.3m布置慮灰導向板3。溜灰板7設置在第二省煤器5的下部，與水平方向呈50°夾角，并與煙道分隔板2的延伸部分構成灰斗。慮灰導向板3由圓弧板和直板焊接而成，圓弧半徑0.5m，板上開設8_圓孔，一端與煙道分隔板2相切連接，直板段長0.3m，與水平煙道平行。流過第一省煤器的煙氣撞擊慮灰導向板3后，一些大的灰顆粒在離心力作用下通過濾灰孔沿著分隔板滑入到灰斗8，而攜帶部分灰顆粒的煙氣在直段導向板的導向作用下均勻流向水平煙道。
[0037]把原截留下來的省煤器受熱面進行熱力計算，使其結構呈現斜向布置，構成第二省煤器5，同時保留原來的加熱性能，使加熱工質在其出口滿足原有鍋爐設計參數。根據飛灰顆粒特性和氨噴射特性構建一級凹形除塵噴氨管6，如圖3所示，一級凹形除塵噴氨管6迎流面為凹形圓弧面，逆流面為平面，該平面與水平煙道縱截面呈40°角，貼面安裝在第二省煤器5受熱面的第一排管子上。煙氣流過第二省煤器5段時，部分煙氣正面撞擊一級凹形除塵噴氨管6的凹形面，攜帶的顆粒在慣性力作用下從煙氣中分離出來，并順著凹形面下滑到溜灰板7，從溜灰板7最終匯集到灰倉，灰倉中的灰通過前部入灰口進入螺旋出灰器30，而煙氣繞過一級凹形除塵噴氨管6在其斜向背面形成駐渦。氨與空氣的混合物從一級凹形除塵噴氨管6 —端引入，然后從噴氨孔以25m/s的噴射速度噴出，在煙氣形成的駐渦里與煙氣充分混合。
[0038]二級除塵噴氨系統由煙氣分隔板10、外中心筒11、內中心筒12、外筒體15、錐段16、二次噴氨裝置、三次噴氨裝置和四次噴氨裝置組成，其中，所述煙氣分隔板10安裝在第二省煤器5的右側，將煙道上下均勻隔開；內中心筒12與外中心筒11豎直同心安裝在所述煙氣分隔板10的右側，外中心筒11的下端與水平入口煙道的下端平齊，內中心筒12的下端與煙氣分隔板10平齊；二次噴氨裝置安裝在內外中心筒連接處的上部，三次噴氨裝置安裝在外筒體15筒體外側的中部，四次噴氨裝置安裝在內中心筒12的出口處，所述錐段16與外筒體15相連,設置在外筒體15下方。
[0039]通過水平煙道的煙氣然后進入二級除塵噴氨裝置。由于離心力作用，含細顆粒的煙氣進入煙氣分隔板10的上入口，而含粗顆粒的煙氣進入煙氣分隔板10的下入口。由二級匯氨室17、二級環形噴氨板18、垂直噴氨孔19組合而成二次噴氨裝置，安裝在內外中心筒連接處的上部。在二級環形噴氨板18上開設垂直噴氨孔19，孔徑為1.5mm，開孔率5.5%，開孔方向與二級環形噴氨板18垂直，這樣，氨與空氣的混合物以30m/s的噴射速度噴入煙氣，與煙氣進行小尺度混合。含細顆粒的煙氣與氨氣充分混合后繞過內中心筒12，并在內中心筒12與外中心筒11之間作旋轉運動，細顆粒在離心力作用下沿著外中心筒11的內壁下落到后部入灰口。如圖4所示，由環形匯氨室13和切向噴氨管14組成三次噴氨裝置，安裝在外筒體15的外部。6根內徑為70mm的切向噴氨管14沿外筒體15周向布置，一端與筒體相切，并伸進筒體100_，另一端放置在環形匯氨室13內，進入環形匯氨室13的氨氣均勻分配到切向噴氨管14。含粗顆粒的煙氣繞過外筒體15，并在外筒體15內側作旋轉運動，在以40m/s入口速度多點切向進入筒體的氨氣的助推作用，作快速旋轉運動，并與氨氣進行回旋式混合，而粗顆粒在離心力作用下沿著外筒體15的內壁下落到后部入灰口，通過螺旋出灰器30的旋轉排出，該螺旋出灰器30設置在所述一級除塵噴氨系統和二級除塵噴氨系統的下方，由前部入灰口 9、后部入灰口 23和螺旋組成，其中，前部入灰口 9與一級除塵噴氨系統的灰斗8相連，后部入灰口與二級除塵噴氨系統的錐段6相連。
[0040]由四級匯氨室20、四級環形噴氨板21和斜向噴氨孔22組合而成四次噴氨裝置，其中，四級環形噴氨板21與煙道前后墻呈45°夾角，在四級環形噴氨板21上開設斜向噴氨孔22，孔徑為2.5mm，開孔率為15%，開孔方向為水平。由于內中心筒12比上升煙道24截面積小，當煙氣從內中心筒12流到SCR反應器上升煙道24時，會在四級環形噴氨板21外側形成駐渦，渦的轉動方向在左右側分別是逆時針和順時針，氨噴射時一方面助推渦的旋轉，另一方面與煙氣進行大尺度充分混合。此時，經過多級除塵后的煙氣含塵量僅為300mg/Nm3，而經過多次噴氨后的煙氣已與氨氣充分混合，截面濃度相對標準差小于5%。
[0041]除塵噴氨系統依次通過SCR反應器上升煙道24和轉向煙道與SCR反應器、反應器出口煙道29相連，反應器出口煙道29分成兩股，分別從豎直煙道尾部的側墻兩側從煙道分隔板2下方進入豎直煙道，并與設置在鍋爐尾部豎直煙道內煙道分隔板2下方的空預器4相通，因此，進入SCR反應器上升煙道24的煙氣通過催化劑預留層25，經過轉向煙道后依次流過SCR反應器的整流器28、首層催化劑、次層催化劑。在催化劑層27，煙氣中的NOx與NH3在催化劑的催化作用下發生化學反應，生成N2和H2O,脫硝效率達到90%，出口煙氣NOx含量僅有65mg，完全滿足國家對電站鍋爐規定的NOx排放濃度小于IOOmg的要求。從SCR反應器出來的煙道分成兩股，分別從鍋爐尾部豎直煙道的左右兩側進入煙道，這樣，煙氣流經空預器4后排出鍋爐。本發明滿足了中小型鍋爐加裝SCR脫硝裝置時需要拉出和引入脫硝煙道的空間要求，實現了在低狹長煙道內氨氣與煙氣的充分快速有效混合，具有脫硝系統結構緊湊、脫硝效率高、催化劑磨損低等優點。
【權利要求】
1.一種適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置，其特征在于，所述的SCR脫硝裝置包括順序連接的第一省煤器(I)、除塵噴氨系統、SCR脫硝反應器及空預器(4)， 其中，所述第一省煤器(I)設置在豎直煙道的上部； 所述除塵噴氨系統包括一級除塵噴氨系統、二級除塵噴氨系統和螺旋出灰器，其中，一級除塵噴氨系統設置于從豎直煙道的第一省煤器(I)下部引出的水平煙道中，包括煙道分隔板(2)、慮灰導向板(3)、一級凹形除塵噴氨管(6)、第二省煤器(5)和溜灰板(7)，所述煙道分隔板(2)設置于第一省煤器(I)的下部將煙道上下部分斜向分開，所述慮灰導向板(3)設置于煙道分隔板(2)上；所述一級凹形除塵噴氨管(6)和第二省煤器(5)并列設置在水平煙道進口處，所述一級凹形除塵噴氨管(6)呈現凹形狀，安裝在第二省煤器(5)迎流面每隔一排管子的第一根管子上，凹形端為迎流面，平板端為逆流面，所述平板端與水平煙道縱截面呈α 2=38~48°夾角，在平板端由上至下每隔8~IOmm開設Φ2~2.5mm的噴氨孔；所述溜灰板(7)設置在第二省煤器(5)的下部，與水平方向呈α3=50~55°夾角，并與所述煙道分隔板(2)的延伸部分構成灰斗(8)； 所述的二級除塵噴氨系統設置在一級除塵裝置的右側，由煙氣分隔板(10)、外中心筒(11)、內中心筒(12)、外筒體(15)、錐段(16)、二次噴氨裝置、三次噴氨裝置和四次噴氨裝置組成，其中，所述煙氣分隔板(10)安裝在第二省煤器(5)的右側，將煙道上下均勻隔開；內中心筒(12)與外中心筒(11)豎直同心安裝在所述煙氣分隔板(10)的右側，外中心筒(11)的下端與水平入口煙道的下端平齊，內中心筒(12)的下端與煙氣分隔板(10)平齊；二次噴氨裝置安裝在內外中心筒連接處的上部，三次噴氨裝置安裝在外筒體(15)筒體外側的中部，四次噴氨裝置安裝在內中心筒(12)的出口處，所述錐段(16)與外筒體(15)相連，設置在外筒體(15)下方；` 所述螺旋出灰器(30)設置在所述一級除塵噴氨系統和二級除塵噴氨系統的下方，由前部入灰口(9)、后部入灰口(23)和螺旋組成，其中，前部入灰口(9)與一級除塵噴氨系統的灰斗(8)相連，后部入灰口與二級除塵噴氨系統的錐段(6)相連； 所述除塵噴氨系統依次連通SCR反應器上升煙道(24)、轉向煙道、SCR反應器、反應器出口煙道(29)，所述反應器出口煙道(29)分成兩股，分別從豎直煙道尾部的側墻兩側從煙道分隔板(2)下方進入豎直煙道，并與設置在鍋爐尾部豎直煙道內煙道分隔板(2)下方的空預器(4)相通。
2.根據權利要求1所述的適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置，其特征在于，所述煙道分隔板(2)與煙道前后墻呈Ql=45~55°夾角；所述慮灰導向板(3)在煙道分隔板(2)上每隔L1=L/ (m-Ι)布置；所述慮灰導向板(3)由圓弧板和直板焊接而成，圓弧半徑r=LXcos(a x) /(2m+l)，圓弧板一端與煙道分隔板(2)相切連接，另一端直板段與水平煙道平行，且慮灰導向板(3)的圓弧段上開設Φ5~IOmm圓孔；其中L為煙道分隔板(2)在煙道內的長度，m為慮灰導向板(3)的個數。
3.根據權利要求1所述的適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置，其特征在于，所述二次噴氨裝置由二級匯氨室(17)、二級環形噴氨板(18)和垂直噴氨孔(19)組成，其中，二級環形噴氨板(18)安裝于二級匯氨室(17)的底部，其內徑等于內中心筒(12)的外徑，外徑等于外中心筒(11)的內徑，垂直噴氨孔(19)開設于二級環形噴氨板(18)上，孔徑d2=l~2mm，開孔率H2 = 3~7%，開孔方向與二級環形噴氨板(18)垂直。
4.根據權利要求1所述的適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置，其特征在于:所述三次噴氨裝置由環形匯氨室(13)和切向噴氨管(14)組成，其中，η根內徑為Cl1的切向噴氨管沿外筒體(15)周向布置，η=4~8,4=32~70mm，一端與筒體相切，并伸進筒體100~120mm，另一端放置在環形匯氨室(13)內。
5.根據權利要求1所述的適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置，其特征在于，所述四次噴氨裝置由四級匯氨室(20)、四級環形噴氨板(21)和斜向噴氨孔(22)組成，其中，四級環形噴氨板(21)安裝于四級匯氨室(20)的頂部，與上升煙道(24)前后墻呈α4=35~50°夾角,板上開設斜向噴氨孔(22)，孔徑d3=2~3mm，開孔率Π3=7~18%，開孔方向為水平。
6.根據權利要求1所述的適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置，其特征在于，所述SCR反應器的上升煙道(24)內裝有催化劑預留層(25);所述SCR反應器內安裝有催化劑層(27)，所述催化劑的上面安裝有整流器(28 )。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的適用于中小型鍋爐的SCR脫硝裝置，其特征在于，所述的除塵噴氨系統為2個。
8.一種利用權利要求1所述的SCR脫硝裝置的脫硝方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)煙氣通過第一省煤器(I)進入一級除塵噴氨系統，通過慮灰導向板(3)的離心導向作用和一級凹形噴氨管(6)的慣性作用進行一級除塵，并將氨氣和煙氣進行初次混合； 2)經過初級除塵噴氨后的煙氣分別從水平煙道的上部和下部進入二級除塵噴氨系統，上部攜帶細顆粒的煙氣進入外中心筒(11)分離細顆粒，并在二次噴氨裝置與氨氣進行小尺度交互式二次混合，下部攜帶粗顆粒的煙氣進入外筒體(15)分離粗顆粒，并通過三次噴氨裝置與氨氣進行大尺度旋流式 三次混合，進入環形匯氨室(13)的氨氣均勻分配到每根切向噴氨管(14)，以Vl=35~50m/s的入口速度多點切向進入外筒體(15)內部，并與煙氣進行大尺度旋流式混合，兩者在中心筒匯合并上升流動進入SCR反應器的上升煙道(24)，然后在出口處通過四次噴氨裝置與氨氣進行小尺度回流式混合； 3)從一級除塵噴氨系統和二級除塵噴氨系統分離下來的灰塵顆粒通過螺旋出灰器(8)排出煙道； 4)經過二級除塵噴氨系統的煙氣首先通過催化劑預留層(25)，然后進入SCR反應器，通過催化劑的催化反應，絕大部分NOx轉變成N2,脫硝后的煙氣從反應器下部兩側引出，并從鍋爐尾部煙道側墻的兩側進入尾部煙道，煙氣流經空預器(4)后排出鍋爐。
【文檔編號】B01D53/79GK103506005SQ201310473172
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月11日 優先權日:2013年10月11日
【發明者】張勇, 金保昇, 鐘文琪 申請人:東南大學