Scr法煙氣脫硝裝置及煙氣脫硝方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種SCR法煙氣脫硝裝置及煙氣脫硝方法，屬于環保設備領域。
【背景技術】
[0002] NOx的治理一直是世界大多數國家環境保護的重點，其所產生污染物更是造成我 國生態環境破壞的最大污染源之一，目前已經成為了我國空氣污染治理的當務之急。
[0003] 對于NOx的治理，國內外主要采用選擇性催化還原（SCR)法煙氣脫硝工藝，該工藝 脫硝效率高、無二次污染，廣泛應用于各種燃燒設備中，其脫硝原理為采用NH3(液氨、氨水 或尿素分解的氨）作為還原劑，稀釋后噴入到脫硝反應器入口煙道中，在通過催化劑層時 與煙氣中的NO x發生反應生成無二次污染的N 2和H2O隨煙氣排放。對于SCR法煙氣脫硝工 藝，氨的噴入和混合是該脫硝工藝的核心技術之一，目前主要用于氨噴入和混合的方法主 要有噴氨格柵、靜態混合器和渦流混合器，其中噴氨格柵由于易于調節和混合效果好，較多 的用于SCR法脫硝工藝。目前普遍采用的噴氨格柵是將煙道截面分成20~40個等面積 的控制區域，每個區域有若干個噴射孔，每個分區的流量可根據煙氣中NO r^度分布單獨調 節。噴氨格柵通常由金屬管束組成，在金屬管束上開有一定數量的小孔，金屬管束與煙氣的 流動方向垂直，小孔的方向順著煙氣的流動方向或與煙氣流動方向成一定的角度，該角度 通常控制在90°以內。為了防止煙塵對金屬束的磨損，也有金屬管束前增加防護板。這樣 對NH 3與煙氣的混合有一定的促進作用，但是由于此處的煙氣速度較高，也較大的增加了煙 氣阻力。另外采用金屬管束上開孔的噴氨格柵，由于小孔的噴射剛度較差，噴入的氨與煙氣 的混合效果較差，從而影響噴氨格柵的混合距離和脫硝效率。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于，提供一種SCR法煙氣脫硝裝置及煙氣脫硝方法，通過合理的 設置噴嘴，使噴入的氨氣空氣混合氣與煙氣的混合效果更好，并能有效保證煙道內部溫度 場的均勻性，提高脫硝效率。
[0005] 本發明的技術方案：一種SCR法煙氣脫硝裝置，包括省煤器、脫硝反應器和空預 器，省煤器的底部通過入口煙道與脫硝反應器的頂部連接，脫硝反應器的底部通過出口煙 道與空預器連接，入口煙道內安裝有噴氨裝置，脫硝反應器內自上至下依次安裝有碎灰裝 置、整流層和催化劑層。
[0006] 前述的SCR法煙氣脫硝裝置中，噴氨裝置包括噴嘴和角度調節擋板，角度調節擋 板安裝在噴嘴上，噴嘴的開口方向與煙氣流動方向之間的夾角為-60°~+60°，噴嘴深入 到入口煙道內的長度f為Omm~500mm。
[0007] 前述的SCR法煙氣脫硝裝置中，所述入口煙道包括水平段煙道和豎直段煙道，噴 嘴安裝在水平段煙道或豎直段煙道上。
[0008] 前述的SCR法煙氣脫硝裝置中，噴嘴的安裝位置位于水平段煙道的四個夾角或煙 道壁上；噴嘴的安裝位置位于豎直段煙道的四個夾角或煙道壁上。
[0009] 前述的SCR法煙氣脫硝裝置中，豎直段煙道與脫硝反應器的連接處設有導流板， 導流板采用弧形板。
[0010] 一種采用前述SCR法煙氣脫硝裝置進行煙氣脫硝的方法，包括以下步驟，
[0011] 步驟1，配制氨混合氣，將將氨氣與空氣進行混合，混合后的氨氣與空氣體積百分 比濃度不高于5% ;
[0012] 步驟2,噴氨，燃煤鍋爐產生的煙氣經省煤器后進入脫硝入口煙道，將氨氣與空氣 混合氣通過布置在入口煙道四個角夾角或煙道壁上的噴氨裝置噴出，使氨氣空氣混合氣與 煙氣充分混合均勾；
[0013] 步驟3,脫硝，與噴入的氨氣混合均勻的煙氣通過整流層的整流總用均勻的進入催 化劑層，在催化劑的催化作用下，使煙氣中的NOx和氨氣反應，達到脫硝的目的；
[0014] 步驟4,排氣，脫硝后的煙氣經過空預器降低煙氣溫度后經除塵脫硫排出。空預器 是利用煙氣余熱，加熱燃料所需空氣。采用空氣預熱器使鍋爐排煙溫度降低，鍋爐熱效率升 高；由于采用高溫空氣燃燒，改善燃燒條件，使燃料的不完全燃燒熱損失下降，從而可進一 步進步鍋爐熱效率。
[0015] 前述的SCR法煙氣脫硝方法中，煙氣在入口煙道內的流速為8m/s~20m/s。
[0016] 前述的SCR法煙氣脫硝方法中，煙氣在入口煙道內的流速為17m/s。
[0017] 前述的SCR法煙氣脫硝方法中，噴氨裝置噴出氣體的流速為20m/s~50m/s。
[0018] 前述的SCR法煙氣脫硝方法中，噴氨裝置噴出氣體的流速為43m/s。
[0019] 前述的SCR法煙氣脫硝方法中，步驟3中的脫硝反應公式為：
[0020]
【主權項】
1. 一種SCR法煙氣脫硝裝置，包括省煤器（I)、脫硝反應器（2)和空預器（3)，省煤器 (I) 的底部通過入口煙道（4)與脫硝反應器（2)的頂部連接，脫硝反應器（2)的底部通過出 口煙道（5)與空預器（3)連接，其特征在于：入口煙道⑷內安裝有噴氨裝置（6)，脫硝反 應器（2)內自上至下依次安裝有碎灰裝置（7)、整流層（8)和催化劑層（9)。
2. 根據權利要求1所述的一種SCR法煙氣脫硝裝置，其特征在于：噴氨裝置（6)包括 噴嘴（12)和角度調節擋板（13)，角度調節擋板（13)安裝在噴嘴（12)上，噴嘴（12)的開口 方向與煙氣流動方向之間的夾角為-60°~+60°，噴嘴（12)深入到入口煙道（4)內的長 度 f 為 Omm ~500mm。
3. 根據權利要求2述的一種SCR法煙氣脫硝裝置，其特征在于：所述入口煙道（4)包 括水平段煙道（10)和豎直段煙道（11)，噴嘴（12)安裝在水平段煙道（10)或豎直段煙道 (II) 上。
4. 根據權利要求3所述的一種SCR法煙氣脫硝裝置，其特征在于：噴嘴（12)的安裝 位置位于水平段煙道（10)的四個夾角或煙道壁上；噴嘴（12)的安裝位置位于豎直段煙道 (11)的四個夾角或煙道壁上。
5. 根據權利要求4所述的一種SCR法煙氣脫硝裝置，其特征在于：豎直段煙道（11)與 脫硝反應器（2)的連接處設有導流板（14)，導流板（14)采用弧形板。
6. -種采用權利要求1~5中任意一項所述SCR法煙氣脫硝裝置進行煙氣脫硝的方 法，其特征在于：包括以下步驟， 步驟1，配制氨混合氣，將氨氣與空氣進行混合，混合后的氨氣與空氣體積百分比濃度 不高于5% ; 步驟2,噴氨，燃煤鍋爐產生的煙氣經省煤器（1)后進入脫硝入口煙道（4)，將氨氣與空 氣的混合氣通過布置在入口煙道（4)四個角夾角或煙道壁上的噴氨裝置（6)噴出，使氨氣 空氣混合氣與煙氣充分混合均勻； 步驟3,脫硝，與噴入的氨氣混合均勻的煙氣通過整流層（8)的整流作用均勻的進入催 化劑層（9)，在催化劑的催化作用下，使煙氣中的NOx和氨氣反應，達到脫硝的目的； 步驟4,排氣，脫硝后的煙氣經過空預器（3)降低煙氣溫度后經除塵脫硫排出。
7. 根據權利要求6所述的一種SCR法煙氣脫硝方法，其特征在于：煙氣在入口煙道（4) 內的流速為8m/s~20m/s。
8. 根據權利要求6所述的一種SCR法煙氣脫硝方法，其特征在于：噴氨裝置（6)噴出 氣體的流速為20m/s~50m/s。
9. 根據權利要求6所述的一種SCR法煙氣脫硝方法，其特征在于：步驟3中的脫硝反 應公式為： 4NO + 4NH·. +O2?ΛΤΛ >4Ν2+6Η20 NO + NO2 + 2NH3cata >2N, + 3H20 〇 6N02 +8NH3cata >7N, +12H20
10. 根據權利要求9所述的一種SCR法煙氣脫硝方法，其特征在于：其反應溫度為 280°C ~430°C。
【專利摘要】本發明公開了一種SCR法煙氣脫硝裝置及煙氣脫硝方法，包括省煤器(1)、脫硝反應器(2)和空預器(3)，省煤器(1)的底部通過入口煙道(4)與脫硝反應器(2)的頂部連接，脫硝反應器(2)的底部通過出口煙道(5)與空預器(3)連接，入口煙道(4)內安裝有噴氨裝置(6)，脫硝反應器(2)內自上至下依次安裝有碎灰裝置(7)、整流層(8)和催化劑層(9)。脫硝方法的步驟包括配制氨混合氣、噴氨、脫硝和排氣。本發明通過合理的設置噴嘴，使噴入的氨與煙氣的混合效果更好，并能有效保證煙道內部溫度場的均勻性，提高脫硝效率。
【IPC分類】F23J15-02, B01D53-90, B01D53-56
【公開號】CN104741001
【申請號】CN201510172265
【發明人】胡永鋒, 徐建東, 李葦林, 張國新, 張兵兵, 吳沖, 呂連濤
【申請人】中國華電工程(集團)有限公司, 華電環保系統工程有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月10日