[发明专利]一种流态化燃气炉窑烟气SCR脱硝系统

说明书

技术领域

本发明涉及烟气污染物治理技术领域，特别地，涉及一种流态化燃气炉窑烟气SCR脱硝系统。

背景技术

当前，基于选择性催化还原(Selective CatalystReduction，SCR)的烟气脱硝技术以脱硝效率高、选择性好、运行稳定等诸多优点而得到广泛应用。该技术的原理即在有催化剂的条件下，烟气中的NOx(氮氧化物，包括NO和NO₂)与喷入的NH₃(氨气)发生化学反应生成无害的N₂和H₂0，化学反应式如下：

但是目前国内运行的SCR系统一直存在以下问题尚待解决：

(1)催化剂比表面积小。

工程上应用的催化剂，根据结构形式的不同主要有蜂窝式、平板式、波纹式三种。这三种结构形式的催化剂在运行过程中因需要考虑到烟气的流动阻力损失、反应停留时间、催化剂孔道是否发生堵塞、催化剂本体的磨损程度等因素使得催化剂的孔径尺寸选取的较大，造成催化剂整体比表面积较小(350～850m²/m³)，而为达到烟气脱硝的技术要求，这就需要额外增加催化剂的设置层数，进而使得设备结构复杂，成本增加。

(2)催化剂用量无法实时调节。

为提高催化剂的现场安装速度和维护的便利性，工程上应用的催化剂多采用模块化安装，即由若干催化剂单元组合在一起加上外框架构成一个催化剂模块，这种布置形式的催化剂主要缺陷是当燃料品质、负荷工况等发生变化导致烟气量或烟气成分发生变化时，催化剂的用量不能适时调节，造成部分催化剂的不必要耗散，导致出口烟气中NOx的浓度值上下较大幅度波动，该种布置形式的催化剂对负荷变化的适时应不强。

(3)脱硝反应器体积大，材料消耗多。

当前，工业应用的SCR系统中，催化剂的布置层数按2+1模式布置，即安装2层预留1层，且考虑到运行一段时间后催化剂须更换与检修等，在各层催化剂之间均预留有一定的高度位置供检修人员进出。催化剂的布置模式加上各层催化剂之间的预留高度空间使得整个脱硝反应器的体积庞大，材料消耗量巨大。再者，这种因脱硝反应器体积庞大造成应用该技术对老旧炉窑进行脱硝工程改造时，会因炉窑的场地空间制约而限制脱硝装置的使用。

(4)脱硝系统正常运行时的催化剂催化活性难以实现常态化维持。

目前，对于活性降低的催化剂工程上主要采用离线方式通过再生液来恢复其活性。离线再生方式虽是目前应用较多的方式，但该方式运行时存在两个明显的技术缺陷：一是需要强制停炉，将影响企业的正常运行与生产；二是催化剂的卸载、长途运输、工厂活化及重新装载过程费时费力，大大延长了催化剂的再生工期。此外，关于烟气SCR失活催化剂的在线再生技术尚处于初始摸索阶段，国内外鲜有报道。由于失活催化剂的离线再生方式须停炉后才可取出、活化，这一操作模式使得脱硝系统难以实现在正常运行时常态化维持催化剂的催化活性。

因此，针对现役SCR脱硝系统存在的系列问题，发明一种新型结构形式的SCR系统对降低SCR脱硝系统的运行成本、增大催化剂比表面积、实现催化剂用量实时可调等对提高SCR脱硝系统的运行效率、减少污染物排放具有重要的现实意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种流态化燃气炉窑烟气SCR脱硝系统，以解决催化剂比表面积小、脱硝反应器体积大、催化剂用量不可实时调节、反应室内催化活性难以实现常态化维持等技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种流态化燃气炉窑烟气SCR脱硝系统，包括反应室、位于反应室下方的混合室；

所述反应室和所述混合室之间设置有布风板，所述布风板包括花板和安装在花板上的若干风帽，相邻风帽按等边三角形的形式排列，所述等边三角形的边长为风帽直径的1.3～1.7倍；

风帽为半球面与圆柱体结合的弹头状物体，上端半球面封闭，下端圆柱体设置通孔且插于花板上的插孔中，所述通孔下部与混合室相通；风帽的颈部设置有风帽小孔，风帽小孔的中轴线与水平横截面的夹角为5°～15°；

所述布风板上表面设置有催化剂颗粒，所述催化剂颗粒的载体为粒径为0.1～5mm的陶瓷颗粒，载体上的涂覆物为SCR脱硝活性物质；所述SCR脱硝活性物质包括V₂O₅、WO₃、MoO₃；

催化剂颗粒的堆积高度为所述风帽高度的2-6倍。