[发明专利]一种SCR脱硝加氨及流场均匀结构及其运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种SCR脱硝加氨及流场均匀结构及其运行方法。

背景技术

SCR烟气脱硝技术是目前世界上应用最多、最成熟有效的一种烟气脱硝治理技术，如申请号为201420182708.9的中国专利所示；

SCR烟气脱硝技术主要反应步骤为：烟气中的NO_x和NH₃自由扩散至催化剂的表面，从而进入微孔内部，在催化剂的作用下，烟气中的NO_x和NH₃发生还原反应，生成的N₂和H₂O从催化剂微孔内脱附下来，扩散至催化剂表面，随烟气排放。其中影响SCR脱硝效率的主要因素有：氨氮摩尔比、反应时间、反应温度等。当SCR脱硝系统内存在氨气和烟气混合不均匀、流场混乱等问题时，将直接反馈到脱硝效率和系统的运行状态。长时间病态工作，将会导致系统阻力增加、催化剂磨损加剧、加氨量提高、氨逃逸变多等一连串的运行问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理、氨气和烟气混合均匀、流场合理、局部阻力小、配置简单的SCR脱硝加氨及流场均匀结构及其运行方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种SCR脱硝加氨及流场均匀结构，包括烟道、加氨及混合系统、导流系统、整流系统和反应器；烟道分为直线段烟道和弯头段烟道，直线段烟道、弯头段烟道、反应器的进口依次连通，弯头段烟道为弯头状；其特征在于：还包括加氨及混合系统、导流系统和整流系统；加氨及混合系统安装在直线段烟道内，其包括加氨管系列和混流板组件；加氨管系列固定在直线段烟道内；加氨管系列设置有加氨孔；混流板组件固定在直线段烟道内，且设置于加氨孔上方；混流板组件由混流板组成；导流系统包括外削角弯头导流系统和反应器入口导流系统；外削角弯头导流系统包括前导流板、外削角板和内圆弧板；弯头段烟道的外拐弯处由外削角板构成，外削角板为平面形；弯头段烟道的内拐弯处由内圆弧板构成，内圆弧板为弧面形；前导流板固定在弯头段烟道内，前导流板为弧面形；反应器入口导流系统包括后导流板，后导流板固定在反应器的进口内，且为弧面形；整流系统包括整流单元模块；整流单元模块固定在反应器内，位于反应器的第一层催化剂的上方。

本发明所述的加氨管系列为两个，分别为加氨管a系列和加氨管b系列，加氨管b系列位于加氨管a系列上方；加氨管a系列直接焊接固定在直线段烟道内；所述的加氨及混合系统还包括支撑角钢和U型卡箍；支撑角钢固定在直线段烟道内，U型卡箍固定在支撑角钢上；加氨管b系列一端焊接固定在直线段烟道内，另一端通过U型卡箍固定；加氨管a系列和加氨管b系列的两侧分别设置有所述的加氨孔。

本发明所述的混流板组件为两个，分别为第一层混流板组件和第二层混流板组件；第一层混流板组件位于第二层混流板组件下方；第一层混流板组件中的混流板和第二层混流板组件中的混流板呈互相错位布置。

本发明所述的内圆弧板中心到外削角板的垂直距离与直线段烟道的宽度保持一致。

本发明所述的前导流板为两块，为前导流板a和前导流板b，前导流板a和前导流板b呈内外设置；前导流板和内圆弧板的弧度一致。

本发明所述的后导流板为两块，呈上下设置，两块后导流板将反应器的进口在高度方向上平均分成三等份。

本发明所述的整流单元模块由横平竖直的钢板拼接而成。

本发明所述的加氨孔的总面积与加氨管系列的截面积比值为0.5。

本发明前导流板a的半径=内圆弧板半径+1/3弯头段烟道宽度，其弧度为90°；前导流板b的半径=内圆弧板半径+2/3弯头段烟道宽度，其弧度为90°。

一种SCR脱硝加氨及流场均匀结构的运行方法，其特征在于：烟气在直线段烟道中自下而上，氨气从加氨管系列的加氨孔中迅速射出，对冲扩散后被烟气带走；在混流板组件的混流板阻挡下，氨分子进一步被打散，向混流板两侧加速分流，再经过充分混合后的平缓导流，氨分子均匀分散于烟气中；反应器中的烟气自上而下流动，整流单元模块将烟气整定分布均匀后到达第一层催化剂。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

(1)本发明能够使加入的氨气与烟气有效混合，在优化流场的同时降低系统局部阻力，保证第一层催化剂进口氨气的合理分布、烟气流速的均衡化，最终达到设计最佳的脱硝效率。

(2)加氨管a系列和加氨管b系列制作及排序简单，相邻加氨管的加氨孔内氨气形成对冲，加剧扰动，促进混合。