[实用新型]SCR反应器及氮氧化物脱除系统

说明书

本实用新型提供了一种SCR反应器及氮氧化物脱除系统，涉及氮氧化物脱除技术领域，本实用新型提供的SCR反应器包括反应器和整流格栅，反应器由上至下依次形成入口烟道、催化烟道和出口烟道，入口烟道内设有第一导流组件，整流格栅的顶面在整流格栅内倾斜设置，且靠近反应器入烟口的一侧位于入口烟道的底面，远离反应器入烟口的一侧低于入口烟道的底面。本实用新型提供的SCR反应器有效避免了整流格栅靠近反应器入烟口的一侧高度过低而导致进入该侧整流格栅的烟气发生偏斜，甚至形成回流区，实现烟气在反应器内的均匀分布。

技术领域

本实用新型涉及氮氧化物脱除技术领域，尤其是涉及一种SCR反应器及氮氧化物脱除系统。

背景技术

选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)作为最高效的氮氧化物脱除技术，广泛应用于火电、钢铁等行业。该系统最核心的因素是催化剂，因此为了保证催化剂的高效安全稳定运行，需对SCR系统进行流场优化，以实现烟气充分混合后均匀进入催化剂。

如图1和图2所示，图1为现有技术中整流格栅低位布置时反应器内烟气流线图；图2为现有技术中整流格栅低位布置时反应器内烟气静压分布云图。该反应器整流格栅采用低位布置，即整流格栅的上表面低于反应器入口烟道底面。烟道外轮廓、内部导流板及整流格栅均按实际尺寸以1：1比例建立，采用多孔介质模型代替催化剂层。

如图2所示，靠近反应器1前墙存在低压区，在静压差作用下，烟气向前倾斜，甚至形成回流区。除了造成不必要的压力损失外，还会引起积灰、催化剂磨损等问题。该结构下催化剂入口流速相对标准偏差为30.5％。

上述反应器具有以下缺点：

1.积灰严重：

如图2所示，整流格栅2低位布置的反应器内靠近前墙区域烟气流速骤降，飞灰极易沉积，如灰粘性较大或烟气中伴有大颗粒灰团，则容易导致该区域对应的催化剂前滤网网眼堵塞，堵塞加剧后会形成山峰状灰包，严重者高度可超过一米。

2.磨损严重：

催化剂堵塞和磨损之间存在一定因果关系。当部分催化剂通道堵塞且总烟气量不变时，必然造成其余催化剂通道内流速增加，通常认为当通道内烟气流速超过5.5m/s时，磨损会加速。理论上讲，飞灰的浓度、动能越高，与催化剂的碰撞频率越高，催化剂的磨损速度越高。磨损速度可以表示为：

T∝ημω³τ

T－磨损量，g/m3；

η－飞灰撞击受热面的撞击率；

μ－飞灰浓度，g/m3；

ω－烟气流速，m/s；

τ－作用时间。

催化剂的磨损除了和飞灰的速度有关外，还和来流烟气与催化剂的夹角有关。

大量飞灰撞击到催化剂表面的作用力可分为法向分力和切向分力，法向分力使催化剂分子内能增加，导致催化剂表面产生细微裂纹；切向分力对切削作用，其中后者是磨损的主要作用因素。

根据脱硝系统的设计规程，进入首层催化剂前的烟气流线与垂直方向夹角不超过10°，以减少切向削力。而图1中进入催化剂层的流线平均倾斜角度达到了34°。在高烟气流速和倾斜冲刷双重作用下，原催化剂单体大面积磨穿进而发生垮塌。

综上所述，用整流格栅低位布置的反应器，因结构特点通常会导致飞灰大面积堆积和催化剂磨损严重等现象发生，这意味着实际参与脱硝反应的催化剂量可能就会达不到设计值要求。但是为了保证烟囱出口排放值不超标，许多电厂只能通过加大喷氨量来降低氮氧化物浓度，除了浪费还原剂，还会造成空预器堵塞，电袋挂灰糊袋等问题，增加机组运行成本。