[实用新型]一种燃煤电厂SCR烟气脱硝喷氨混合系统

说明书

本实用新型公开了一种燃煤电厂SCR烟气脱硝喷氨混合系统，包括氨气喷射系统和混合均布系统；氨气由喷射格栅上水平方向布置的喷嘴喷出，与自下而上的烟气产生正交冲刷并进入一级折流板，在折流板的变向和扰动作用下氨气与烟气进行初步混合，接着在一级气流均布板的初步均流作用下进入二级折流板，在折流板的深度扰动和变向作用下保证了氨气与烟气的充分混合，最后通过二级气流均布板进行二次均流并进入脱硝反应器参与NOx还原反应。氨气喷射格栅采用水平方向的喷嘴布置形式有助于避免喷嘴内沉积烟尘而引起堵塞，设置二套折流板和二套气流均布板能够保证氨气与烟气的充分混合并能够对流场进行均布整流，为下游烟道的导流板设计起到铺垫作用。

技术领域

本实用新型涉及燃煤电厂污染物治理领域，具体涉及一种燃煤电厂SCR烟气脱硝喷氨混合系统。

背景技术

当前国内绝大多数燃煤电厂完成了烟气超低排放改造，针对NOx的控制主要采用SCR烟气脱硝技术。SCR脱硝技术具有脱硝效率高、稳定性强、技术成熟等特点，成为当前国内外应用最广泛的NOx治理技术。超低排放改造后，为了保证烟囱入口NOx的达标排放，脱硝效率一般需要提升至85%甚至90%以上，脱硝出口NOx浓度值一般控制的较低，往往会造成过量喷氨现象。根据业内工程技术人员研究发现，超低改造后脱硝反应器流场不均匀性问题仍旧突出，尤其表现在脱硝反应器入口速度场分布和氨氮摩尔比分布偏差较大。速度场分布不均致使脱硝反应器内存在局部高流速区和低流速区，高流速区加剧了烟气对催化剂的磨损，低流速区由于烟尘汇集搭桥而堵塞催化剂孔道。氨气与烟气混合不均会造成出口NOx浓度偏差增大，NOx浓度低的区域氨逃逸也明显偏大，引起整体脱硝效率降低，脱硝系统出口氨逃逸排放水平提高。

速度场分布不均会引起催化剂堵塞、磨损等问题，影响催化剂的催化性能和缩短催化剂的正常使用寿命，进一步会促使运行人员通过加大喷氨量以提高脱硝效率，增加了运行成本。氨氮摩尔比分布不均会造成氨的利用率降低，同时氨逃逸增加会引起催化剂的硫酸氢铵中毒和下游空预器冷端换热元件的积灰堵塞等问题，在增加运行成本的同时也给催化剂和其他设备的运行带来较大安全隐患。超低排放改造后，精细化操作水平要求更高，控制难度加大，燃煤电厂普遍面临上述问题，脱硝装置的环保、经济运行面临更大挑战。解决上述问题的关键还是要解决流场和喷氨混合的问题。脱硝流场目前主要采用物理模型试验结合CFD数值模拟计算的方式进行优化设计，主要通过在脱硝催化剂上游合理布局一定数量的导流板和整流格栅来实现，以减小烟气分布偏差。喷氨混合系统主要采用氨气喷射格栅和混合器来实现氨气与烟气的均匀分布。氨气喷射格栅一般与喷氨支管相连，喷氨支管从每侧的脱硝氨气分配集箱引出，单根喷氨支管可以对应数根氨气喷射管，每根氨气喷射管对应数个喷嘴，喷嘴一般交错布置在氨气喷射管的两侧并与竖直方向成一定角度斜向上布置。此类氨气喷射格栅运行一段时间后经常出现喷嘴堵塞现象，主要是由于喷嘴方向为斜向上布置，在氨气喷射管流速较低的情况下或停机过程中烟尘降落至喷嘴内造成喷嘴堵塞，喷嘴堵塞后氨气与烟气的分布均匀性变差。氨气与烟气的混合主要采用氨气喷射格栅下游的静态混合器加以实现，静态混合器内部无运动部件，在不需要外部动力下依靠烟气自身的能量，借助于不同结构的混合单元，通过分割、移位、混流作用实现氨气与烟气的均匀混合。燃煤电厂普遍采用的静态混合器型式主要包括四叶百合窗静态混合器、方形涡流静态混合器和交叉扰流静态混合器，不同的混合元件呈现出不同的混合效果，目前研究主要集中在采用CFD数值模拟技术对静态混合器的混合性能做进一步改善。静态混合器上游烟气流场分布不均在一定程度上降低其实际混合效果，部分电厂采用的静态混合器混合效果并不理想。