一种基于分区混合调节的高性能scr超低排放控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于分区混合调节的高性能SCR超低排放控制系统，包括SCR入口烟道、若干入口烟道隔板、若干出口烟道隔板、SCR出口烟道、DCS控制系统、氨气输入管道及SCR反应器，各入口烟道隔板位于SCR入口烟道的出口内，且各入口烟道隔板将SCR入口烟道的出口分为若干入口烟气通道，各出口烟道隔板位于SCR出口烟道的入口内，且各出口烟道隔板将SCR出口烟道的入口分为若干出口烟气通道，其中，各入口烟气通道内均设有喷氨格栅，氨气输入管道分别与各喷氨格栅的入口相连通，其中各喷氨格栅的入口处均设有调节阀，其中，一个入口烟气通道对应一个出口烟气通道。本发明能够实现SCR催化剂入口各分区烟道出口的氨气与氮氧化物的均匀混合。
【专利说明】
一种基于分区混合调节的高性能SCR超低排放控制系统
技术领域
[0001]本发明属于节能环保领域，涉及一种基于分区混合调节的高性能SCR超低排放控制系统。【背景技术】
[0002]现有常规SCR系统的喷氨及混合技术，采用在整个烟道截面内安装可手动调节各分区喷氨量的喷氨格栅，再采用常规静态混合器促进氨与烟气进行混合。这种方式要求SCR 入口 NOx分布较为均匀且稳定，根据SCR入口 NOx分布调节各手动调节阀开度，控制各分区喷入还原剂的量。这种方式的不足在于:
[0003] 1)喷氨格栅各手动调节阀的开度在某工况下进行喷氨优化调整后，断面氨氮比分布暂时变得均匀。但是，归于燃烧系统的运行变化，SCR入口 NOx分布会有一定程度的改变， 还原剂分配无法动态跟随NOx分布的变化，断面氨氮比均匀程度降低，这是常规SCR技术的固有问题。对于比较常见的± 30mg/m3的变化，当出口 NOx控制在100mg/m3时这种问题不太显著。在超低排放情况下，出口 NOx通常控制在35mg/m3左右，这种问题变得比较突出。
[0004] 2) SCR入口烟道混合距离通常只有十几米，但断面尺寸通常达到10mX3m，这种情况下无法采用静态混合器大范围内对烟气进行混合，依靠流场措施无法难以上述问题；
[0005]氨气与NOx混合不均匀，将导致SCR脱硝效率不达标或者氨逃逸超标的情况，进而导致空气预热器堵塞等问题。在已进行了超低排放改造的锅炉中，这种问题比较普遍。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于分区混合调节的高性能SCR超低排放控制系统，该系统能够实现SCR入口烟道中氨气与氮氧化物的均匀混合。
[0007]为达到上述目的，本发明所述的基于分区混合调节的高性能SCR超低排放控制系统包括SCR入口烟道、若干入口烟道隔板、若干出口烟道隔板、SCR出口烟道、DCS控制系统、 氨气输入管道及SCR反应器；
[0008] SCR入口烟道的出口与SCR反应器的入口相连通，SCR反应器的出口与SCR出口烟道的入口相连通，其中，各入口烟道隔板位于SCR入口烟道的出口内，且各入口烟道隔板将SCR 入口烟道的出口分为若干入口烟气通道，各出口烟道隔板位于SCR出口烟道的入口内，且各出口烟道隔板将SCR出口烟道的入口分为若干出口烟气通道，其中，各入口烟气通道内均设有喷氨格栅，氨气输入管道分别与各喷氨格栅的入口相连通，其中各喷氨格栅的入口处均设有调节阀，各出口烟气通道内均设有用于检测其内的氮氧化物浓度的检测器，检测器的输出端与DCS控制系统的输入端相连接，DCS控制系统的输出端与调节阀的控制端相连接， 其中，一个入口烟气通道对应一个出口烟气通道。
[0009]所述各入口烟气通道沿宽度方向依次分布，各出口烟气通道沿宽度方向依次分布，且沿宽度方向各入口烟气通道的高度比等于各出口烟气通道的高度比。
[0010]入口烟道隔板的数量与出口烟道隔板的数量相等。
[0011]所述检测器为CEMSo
[0012]入口烟气通道内设有静态混合器，其中静态混合器位于喷氨格栅与SCR反应器的入口之间或位于各喷氨格栅之前。
[0013]本发明具有以下有益效果:
[0014]本发明所述的基于分区混合调节的高性能SCR超低排放控制系统包括SCR入口烟道、SCR出口烟道、DCS控制系统及SCR反应器，通过若干入口烟道隔板将SCR入口烟道分为若干入口烟气通道，各入口烟气通道内设有喷氨格栅，通过出口烟道隔板将SCR出口烟道分为若干出口烟气通道，其中，一个入口烟气通道对应一个出口烟气通道，通过检测器检测出口烟气通道内氮氧化物的浓度，DCS控制系统根据出口烟气通道内氮氧化物的浓度控制进入到对应入口烟气通道中喷氨格栅的喷氨量，从而实现SCR入口烟道中各入口烟气通道内氨气与NOx的均匀混合，有效稳定的保证氨氮摩尔比分布均匀性，提高SCR性能，降低整体氨逃逸水平，保障后续设备的安全。【附图说明】
[0015]图1为本发明的结构示意图。
[0016]其中，1为SCR入口烟道、2为调节阀、3为入口烟气通道、4为喷氨格栅、5为新型静态混合器、6为入口烟道隔板、7为出口烟道隔板、8为DCS控制系统、9为SCR反应器、10为检测器、11为SCR出口烟道。【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
[0018]参考图1，本发明所述的基于分区混合调节的高性能SCR超低排放控制系统包括 SCR入口烟道1、若干入口烟道隔板6、若干出口烟道隔板7、SCR出口烟道11、DCS控制系统8、 氨气输入管道及SCR反应器9; SCR入口烟道1的出口与SCR反应器9的入口相连通，SCR反应器 9的出口与SCR出口烟道11的入口相连通，其中，各入口烟道隔板6位于SCR入口烟道1的出口内，且各入口烟道隔板6将SCR入口烟道1的出口分为若干入口烟气通道3，各出口烟道隔板7 位于SCR出口烟道11的入口内，且各出口烟道隔板7将SCR出口烟道11的入口分为若干出口烟气通道，其中，各入口烟气通道3内均设有喷氨格栅4，氨气输入管道分别与各喷氨格栅4 的入口相连通，其中各喷氨格栅4的入口处均设有调节阀2,各出口烟气通道内均设有用于检测其内的氮氧化物浓度的检测器10,检测器10的输出端与DCS控制系统8的输入端相连接，DCS控制系统8的输出端与调节阀2的控制端相连接，其中，一个入□烟气通道3对应一个出口烟气通道。
[0019]需要说明的是，所述各入口烟气通道3沿宽度方向依次分布，各出口烟气通道也沿宽度方向依次分布，且沿宽度方向各入口烟气通道3的高度比等于各出口烟气通道的高度比；入口烟道隔板6的数量与出口烟道隔板7的数量相等;检测器10为CEMS;入口烟气通道3 内设有新型静态混合器5,其中静态混合器5位于喷氨格栅4与SCR反应器9的入口之间或位于喷氨格栅之前。
[0020]本发明的具体工作过程为:
[0021]本发明中一个入口烟气通道3对应一个调节阀2及一个出口烟气通道，检测器10检测出口烟气通道内的氮氧化物的浓度信息，并将所述氮氧化物的浓度信息传送至DCS控制系统8中，当所述氮氧化物的浓度大于或小于预设值时，则控制对应调节阀2增大或减少进入到对应入口烟气通道3内喷氨格栅4中的喷氨量，氨将在静态混合器5的作用下，在分区烟道内与烟气中的氮氧化物充分混合，这样，虽然各分区间氮氧化物及氨浓度有较大差异，但各分区内的氨氮摩尔比分布均匀，且氨量均按照各分区内实际所需量喷入，待各分区烟气进入反应器9后，因混合距离较短，各分区内来流烟气相互混合较少便进入到了催化剂孔道内进行还原反应，反应器出口烟气各分区内烟气应呈现较均匀的，在预设值附近的氮氧化物浓度分布。经计算，本发明中每个入口烟气通道3内氨氮摩尔比可混合到相对标准偏差< 3 %以内，因此在SCR入口烟道1入口处的NOx分布频繁变动或大范围浓度分布不均的情况下，均能稳定的保证氨氮摩尔比分布均匀性，提高SCR性能，降低整体氨逃逸水平，保障后续设备的安全。
【主权项】
1.一种基于分区混合调节的高性能SCR超低排放控制系统，其特征在于，包括SCR入口 烟道(1)、若干入口烟道隔板(6)、若干出口烟道隔板(7)、SCR出口烟道(11)、DCS控制系统 (8)、氨气输入管道及SCR反应器(9);SCR入口烟道(1)的出口与SCR反应器(9)的入口相连通，SCR反应器(9)的出口与SCR出 口烟道(11)的入口相连通，其中，各入口烟道隔板(6)位于SCR入口烟道(1)的出口内，且各 入口烟道隔板(6)将SCR入口烟道(1)的出口分为若干入口烟气通道(3)，各出口烟道隔板 (7)位于SCR出口烟道(11)的入口内，且各出口烟道隔板(7)将SCR出口烟道(11)的入口分为 若干出口烟气通道，其中，各入口烟气通道(3)内均设有喷氨格栅(4)，氨气输入管道分别与 各喷氨格栅(4)的入口相连通，其中各喷氨格栅(4)的入口处均设有调节阀(2)，各出口烟气 通道内均设有用于检测其内的氮氧化物浓度的检测器(10)，检测器(10)的输出端与DCS控 制系统(8)的输入端相连接，DCS控制系统(8)的输出端与调节阀(2)的控制端相连接，其中， 一个入口烟气通道(3)对应一个出口烟气通道。2.根据权利要求1所述的基于分区混合调节的高性能SCR超低排放控制系统，其特征在 于，所述各入口烟气通道(3)沿宽度方向依次分布，各出口烟气通道沿宽度方向依次分布。3.根据权利要求2所述的基于分区混合调节的高性能SCR超低排放控制系统，其特征在 于，沿同一方向各入口烟气通道(3)的高度比等于各出口烟气通道的高度比。4.根据权利要求1所述的基于分区混合调节的高性能SCR超低排放控制系统，其特征在 于，入口烟道隔板(6)的数量与出口烟道隔板(7)的数量相等。5.根据权利要求1所述的基于分区混合调节的高性能SCR超低排放控制系统，其特征在 于，所述检测器(10)为CEMS。6.根据权利要求1所述的基于分区混合调节的高性能SCR超低排放控制系统，其特征在 于，入口烟气通道(3)内设有静态混合器(5)，其中静态混合器(5)位于喷氨格栅(4)与SCR反 应器(9)的入口之间或位于各喷氨格栅(4)之前。
【文档编号】B01D53/86GK106000087SQ201610317006
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】罗志, 牛国平, 王晓冰, 常磊, 武宝会, 尚桐, 薛大禹, 潘栋, 谭增强, 董陈, 李文杰, 贾林权
【申请人】西安西热锅炉环保工程有限公司