Scr法烟气脱硝装置及烟气脱硝方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种SCR法烟气脱硝装置及烟气脱硝方法，属于环保设备领域。
【背景技术】
[0002] NOx的治理一直是世界大多数国家环境保护的重点，其所产生污染物更是造成我 国生态环境破坏的最大污染源之一，目前已经成为了我国空气污染治理的当务之急。
[0003] 对于NOx的治理，国内外主要采用选择性催化还原（SCR)法烟气脱硝工艺，该工艺 脱硝效率高、无二次污染，广泛应用于各种燃烧设备中，其脱硝原理为采用NH3(液氨、氨水 或尿素分解的氨）作为还原剂，稀释后喷入到脱硝反应器入口烟道中，在通过催化剂层时 与烟气中的NO x发生反应生成无二次污染的N 2和H2O随烟气排放。对于SCR法烟气脱硝工 艺，氨的喷入和混合是该脱硝工艺的核心技术之一，目前主要用于氨喷入和混合的方法主 要有喷氨格栅、静态混合器和涡流混合器，其中喷氨格栅由于易于调节和混合效果好，较多 的用于SCR法脱硝工艺。目前普遍采用的喷氨格栅是将烟道截面分成20~40个等面积 的控制区域，每个区域有若干个喷射孔，每个分区的流量可根据烟气中NO r^度分布单独调 节。喷氨格栅通常由金属管束组成，在金属管束上开有一定数量的小孔，金属管束与烟气的 流动方向垂直，小孔的方向顺着烟气的流动方向或与烟气流动方向成一定的角度，该角度 通常控制在90°以内。为了防止烟尘对金属束的磨损，也有金属管束前增加防护板。这样 对NH 3与烟气的混合有一定的促进作用，但是由于此处的烟气速度较高，也较大的增加了烟 气阻力。另外采用金属管束上开孔的喷氨格栅，由于小孔的喷射刚度较差，喷入的氨与烟气 的混合效果较差，从而影响喷氨格栅的混合距离和脱硝效率。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于，提供一种SCR法烟气脱硝装置及烟气脱硝方法，通过合理的 设置喷嘴，使喷入的氨气空气混合气与烟气的混合效果更好，并能有效保证烟道内部温度 场的均匀性，提高脱硝效率。
[0005] 本发明的技术方案：一种SCR法烟气脱硝装置，包括省煤器、脱硝反应器和空预 器，省煤器的底部通过入口烟道与脱硝反应器的顶部连接，脱硝反应器的底部通过出口烟 道与空预器连接，入口烟道内安装有喷氨装置，脱硝反应器内自上至下依次安装有碎灰装 置、整流层和催化剂层。
[0006] 前述的SCR法烟气脱硝装置中，喷氨装置包括喷嘴和角度调节挡板，角度调节挡 板安装在喷嘴上，喷嘴的开口方向与烟气流动方向之间的夹角为-60°~+60°，喷嘴深入 到入口烟道内的长度f为Omm~500mm。
[0007] 前述的SCR法烟气脱硝装置中，所述入口烟道包括水平段烟道和竖直段烟道，喷 嘴安装在水平段烟道或竖直段烟道上。
[0008] 前述的SCR法烟气脱硝装置中，喷嘴的安装位置位于水平段烟道的四个夹角或烟 道壁上；喷嘴的安装位置位于竖直段烟道的四个夹角或烟道壁上。
[0009] 前述的SCR法烟气脱硝装置中，竖直段烟道与脱硝反应器的连接处设有导流板， 导流板采用弧形板。
[0010] 一种采用前述SCR法烟气脱硝装置进行烟气脱硝的方法，包括以下步骤，
[0011] 步骤1，配制氨混合气，将将氨气与空气进行混合，混合后的氨气与空气体积百分 比浓度不高于5% ;
[0012] 步骤2,喷氨，燃煤锅炉产生的烟气经省煤器后进入脱硝入口烟道，将氨气与空气 混合气通过布置在入口烟道四个角夹角或烟道壁上的喷氨装置喷出，使氨气空气混合气与 烟气充分混合均勾；
[0013] 步骤3,脱硝，与喷入的氨气混合均匀的烟气通过整流层的整流总用均匀的进入催 化剂层，在催化剂的催化作用下，使烟气中的NOx和氨气反应，达到脱硝的目的；
[0014] 步骤4,排气，脱硝后的烟气经过空预器降低烟气温度后经除尘脱硫排出。空预器 是利用烟气余热，加热燃料所需空气。采用空气预热器使锅炉排烟温度降低，锅炉热效率升 高；由于采用高温空气燃烧，改善燃烧条件，使燃料的不完全燃烧热损失下降，从而可进一 步进步锅炉热效率。
[0015] 前述的SCR法烟气脱硝方法中，烟气在入口烟道内的流速为8m/s~20m/s。
[0016] 前述的SCR法烟气脱硝方法中，烟气在入口烟道内的流速为17m/s。
[0017] 前述的SCR法烟气脱硝方法中，喷氨装置喷出气体的流速为20m/s~50m/s。
[0018] 前述的SCR法烟气脱硝方法中，喷氨装置喷出气体的流速为43m/s。
[0019] 前述的SCR法烟气脱硝方法中，步骤3中的脱硝反应公式为：
[0020]
【主权项】
1. 一种SCR法烟气脱硝装置，包括省煤器（I)、脱硝反应器（2)和空预器（3)，省煤器 (I) 的底部通过入口烟道（4)与脱硝反应器（2)的顶部连接，脱硝反应器（2)的底部通过出 口烟道（5)与空预器（3)连接，其特征在于：入口烟道⑷内安装有喷氨装置（6)，脱硝反 应器（2)内自上至下依次安装有碎灰装置（7)、整流层（8)和催化剂层（9)。
2. 根据权利要求1所述的一种SCR法烟气脱硝装置，其特征在于：喷氨装置（6)包括 喷嘴（12)和角度调节挡板（13)，角度调节挡板（13)安装在喷嘴（12)上，喷嘴（12)的开口 方向与烟气流动方向之间的夹角为-60°~+60°，喷嘴（12)深入到入口烟道（4)内的长 度 f 为 Omm ~500mm。
3. 根据权利要求2述的一种SCR法烟气脱硝装置，其特征在于：所述入口烟道（4)包 括水平段烟道（10)和竖直段烟道（11)，喷嘴（12)安装在水平段烟道（10)或竖直段烟道 (II) 上。
4. 根据权利要求3所述的一种SCR法烟气脱硝装置，其特征在于：喷嘴（12)的安装 位置位于水平段烟道（10)的四个夹角或烟道壁上；喷嘴（12)的安装位置位于竖直段烟道 (11)的四个夹角或烟道壁上。
5. 根据权利要求4所述的一种SCR法烟气脱硝装置，其特征在于：竖直段烟道（11)与 脱硝反应器（2)的连接处设有导流板（14)，导流板（14)采用弧形板。
6. -种采用权利要求1~5中任意一项所述SCR法烟气脱硝装置进行烟气脱硝的方 法，其特征在于：包括以下步骤， 步骤1，配制氨混合气，将氨气与空气进行混合，混合后的氨气与空气体积百分比浓度 不高于5% ; 步骤2,喷氨，燃煤锅炉产生的烟气经省煤器（1)后进入脱硝入口烟道（4)，将氨气与空 气的混合气通过布置在入口烟道（4)四个角夹角或烟道壁上的喷氨装置（6)喷出，使氨气 空气混合气与烟气充分混合均匀； 步骤3,脱硝，与喷入的氨气混合均匀的烟气通过整流层（8)的整流作用均匀的进入催 化剂层（9)，在催化剂的催化作用下，使烟气中的NOx和氨气反应，达到脱硝的目的； 步骤4,排气，脱硝后的烟气经过空预器（3)降低烟气温度后经除尘脱硫排出。
7. 根据权利要求6所述的一种SCR法烟气脱硝方法，其特征在于：烟气在入口烟道（4) 内的流速为8m/s~20m/s。
8. 根据权利要求6所述的一种SCR法烟气脱硝方法，其特征在于：喷氨装置（6)喷出 气体的流速为20m/s~50m/s。
9. 根据权利要求6所述的一种SCR法烟气脱硝方法，其特征在于：步骤3中的脱硝反 应公式为： 4NO + 4NH·. +O2?ΛΤΛ >4Ν2+6Η20 NO + NO2 + 2NH3cata >2N, + 3H20 〇 6N02 +8NH3cata >7N, +12H20
10. 根据权利要求9所述的一种SCR法烟气脱硝方法，其特征在于：其反应温度为 280°C ~430°C。
【专利摘要】本发明公开了一种SCR法烟气脱硝装置及烟气脱硝方法，包括省煤器(1)、脱硝反应器(2)和空预器(3)，省煤器(1)的底部通过入口烟道(4)与脱硝反应器(2)的顶部连接，脱硝反应器(2)的底部通过出口烟道(5)与空预器(3)连接，入口烟道(4)内安装有喷氨装置(6)，脱硝反应器(2)内自上至下依次安装有碎灰装置(7)、整流层(8)和催化剂层(9)。脱硝方法的步骤包括配制氨混合气、喷氨、脱硝和排气。本发明通过合理的设置喷嘴，使喷入的氨与烟气的混合效果更好，并能有效保证烟道内部温度场的均匀性，提高脱硝效率。
【IPC分类】F23J15-02, B01D53-90, B01D53-56
【公开号】CN104741001
【申请号】CN201510172265
【发明人】胡永锋, 徐建东, 李苇林, 张国新, 张兵兵, 吴冲, 吕连涛
【申请人】中国华电工程(集团)有限公司, 华电环保系统工程有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月10日