[实用新型]烟气选择性催化还原脱硝设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种烟气选择性催化还原脱硝设备。

背景技术

烟气是热电厂的主要排放物之一，通过可燃物在燃烧器(即锅炉)中燃烧产生。由于烟气中通常含有大量的氮氧化物NO_x(如NO)，这些氮氧化物如果直接排放到大气中，会导致腐蚀性很强的酸雨，因此烟气在排放之前必须经过脱氮(即脱硝)处理。

目前运用比较成熟的烟气脱硝技术之一为选择性催化还原(SCR)工艺，SCR脱硝工艺的化学反应原理为：在催化剂存在的条件下，在烟气中喷入脱硝剂(尿素或者氨)，在特定的温度范围内与烟气中的NO_x进行选择性还原反应生成氮气(N₂)和水蒸气(H₂O)。与选择性非催化还原(SNCR)工艺相比，SCR的脱硝效果好。但是，SCR工艺需要有足够的空间设置催化剂床，并且，SCR的脱硝率也仅为60％以下，有待进一步提高。

为了有效利用烟气的高热量，烟道通常由内装除盐水的多个金属管(也称包墙过热器)围成，烟气中的高热量通过辐射等传递方式传递给金属管内的除盐水，从而获得过热蒸汽。多个金属管汇集于包墙过热器的集箱，催化剂床层通常位于烟道尾部且集箱的底部。这种设置方式一方面会导致催化剂床层不平整，另一方面，也会导致催化剂床层与集箱基础部位与其他部位温度不一致，从而整个催化剂床层温度分布不均，容易对催化剂床层造成破坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服SCR工艺存在的脱硝效率较低且催化剂床层容易破坏的缺点，提供一种脱硝效率较高且不容易导致催化剂床层被破坏的烟气选择性催化还原脱硝设备。

本实用新型的发明人发现，由于尾部烟道的容积较大，同时受锅炉本身结构和位置的限制，脱硝剂的送入位置非常受限，因而进入尾部烟道的脱硝剂在尾部烟道的分布通常都不均匀。而脱硝剂的均匀性对于SCR系统的脱硝效率影响很大。如果进入SCR催化剂的氨分布不均匀，对于氨浓度大的部位将加速催化剂的失效，对于氨浓度小的部位又达不到设计的脱硝效率，并且氨分布不均将必然造成局部氨逃逸量超标。因此，使氨在尾部烟道的均匀分布是提高SCR系统脱硝效率的关键所在。

本实用新型提供了一种烟气选择性催化还原脱硝设备，该设备包括由包墙过热器围成的烟道，沿烟气的流动方向，所述烟道内依次设置有脱硝剂供给装置和省煤器，其中，该设备还包括扰动装置和催化反应器，所述扰动装置设置在烟道内并位于脱硝剂供给装置和催化反应器之间，所述烟道包括第一垂直段、第二垂直段和水平段，所述水平段的两端分别与所述第一垂直段的上部和第二垂直段的上部连通，所述包墙过热器的集箱位于所述第二垂直段的底部，所述催化反应器与第二垂直段的底部连通。

本实用新型提供的烟气选择性催化还原脱硝设备，通过在烟道内的脱硝剂供给装置和催化剂床层之间增加扰动装置，使得脱硝剂在烟道内均匀分布，从而既避免了局部氨浓度过大导致的催化剂快速失效的问题，同时也避免了局部氨浓度过小导致的达不到设计的脱硝效率的问题，而且也避免了由于氨分布不均造成局部氨逃逸量超标的问题。

本实用新型通过使包墙过热器的集箱位于所述催化反应器的上部，能够防止催化剂床层因受热不均或位置不平整而导致的对催化剂床层的破坏。

附图说明

图1为本实用新型提供的烟气选择性催化还原脱硝设备的结构示意图；

图2为本实用新型提供的烟气选择性催化还原脱硝设备中涉及扰动装置部分的局部旋转剖视图；

图3为显示本实用新型提供的烟气选择性催化还原脱硝设备中扰动装置的管状物的端口朝向的示意图；

图4为本实用新型的一种实施方式中的烟气选择性催化还原脱硝设备中省煤器的结构示意图；

图5为本实用新型的一种实施方式中的烟气选择性催化还原脱硝设备中省煤器的换热片的结构示意图；

图6为本实用新型的另一种实施方式中的烟气选择性催化还原脱硝设备中省煤器的换热片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的说明。

如图1所示，本实用新型提供的烟气选择性催化还原脱硝设备包括由包墙过热器6围成的烟道1，沿烟气的流动方向，所述烟道1内依次设置有脱硝剂供给装置2和省煤器3，其中，该设备还包括扰动装置4和催化反应器5，所述扰动装置4设置在烟道1内并位于脱硝剂供给装置2和催化反应器5之间，所述烟道1包括第一垂直段a、第二垂直段c和水平段b，所述水平段b的两端分别与第一垂直段a的上部和第二垂直段c的上部连通，所述包墙过热器6的集箱7位于第二垂直段c的底部，所述催化反应器5与第二垂直段c的底部连通。