一种用于降低SCR反应装置内催化剂堵塞概率的处理系统的制作方法

文档序号:15030348发布日期:2018-07-27 18:58阅读:222来源:国知局

本发明涉及锅炉烟气中的nox处理技术,具体涉及一种用于降低scr反应装置内催化剂堵塞概率的处理系统。



背景技术:

热电厂燃煤后,会产生烟气,其中会含有大量的酸性气体sox和nox,若不经处理直接排出,会造成空气污染,不利于环保。通常,热电厂在处理含有大量氮氧化物、硫化物的烟气时,会采用sncr脱硝、scr脱硝、脱硫等装置一同进行处理,达到降低烟气中的氮氧化物、硫化物的含量的目的,并使烟气达到排放标准,进而有助于可持续发展。而scr脱硝是脱硝处理中最为常用的手段。

但是scr反应装置在进行脱硝过程中,由于反应不完全导致一部分氨逃逸,且由于scr催化剂的存在,烟气中的so2将会被氧化成so3,并与逃逸的氨发生副反应,形成nh4hso4。scr装置内的温度会有一定波动,尤其是在冬季外界温度低的时候,scr装置内的温度更容易低至200℃以下。而nh4hso4一般在146~207℃呈液态,液态的nh4hso4可以粘附在催化剂表面,并包裹烟气中的飞灰,使飞灰固化在催化剂上,造成催化剂孔的堵塞,从而导致scr装置寿命的降低。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种用于降低scr反应装置内催化剂堵塞概率的处理系统,降低scr反应装置内的氨逃逸量,降低液态nh4hso4形成的概率,从而降低催化剂被堵塞可能性,以延长scr反应装置的寿命。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种用于降低scr反应装置内催化剂堵塞概率的处理系统,包括炉膛和scr反应装置,炉膛和scr反应装置之间连接有总烟道,总烟道上安装有省煤器,所述炉膛外设有用于输送氨水溶液的输送母管,输送母管上设有两条分支且两条分支分别为第一输送支管和第二输送支管,第一输送支管上安装有用于对炉筒内喷射氨的第一喷枪,第一输送支管上安装有第一流量阀,第二输送支管上安装有用于对scr反应装置内喷射氨的第二喷枪,第二输送支管上安装有第二流量阀;scr反应装置内安装有催化剂层。

通过采用上述技术方案,由于炉膛内的温度较高,有一定区域的温度为850~1100摄氏度,这个区间内,由第一喷枪喷射进炉膛内的氨与nox无需催化剂即可反应,以大大降低烟气中的nox含量。之后的氨与烟气的混合气(下面简称为混合气)通过总烟道进至scr反应装置内,并进行进一步的nox去除。由于炉膛内已对nox进行过预去除,则scr反应装置需要处理的nox的量将减少,则scr反应装置内所需要的氨总量也将减少,所以scr反应装置内的氨逃逸量自然也降低了,催化剂也就更不容易堵塞了。

本发明的进一步设置为:所述总烟道包括竖直烟道和连接烟道,竖直烟道一端与连接烟道一端连接并形成拐角,拐角处安装有集灰斗;省煤器安装在竖直烟道上,且竖直烟道远离连接烟道一端与炉膛连接,连接烟道远离竖直烟道一端与scr反应装置连接。

通过采用上述技术方案,混合气中的飞灰在进入连接烟道前,因入口位置流场出现转向,从而可实现飞灰的惯性分离,并落至集灰斗内。从而可减少进至scr反应装置内的飞灰量,降低催化剂被堵塞的概率。

本发明的进一步设置为:所述竖直烟道与炉膛之间连接有转向烟道,且转向烟道连接在竖直烟道靠近连接烟道的一侧。

通过采用上述技术方案,当混合气中的飞灰从竖直烟道远离连接烟道一侧(即竖直烟道左侧)下落时,飞灰撞击集灰斗远侧斜板后速度降低,动能减小。由于集灰斗斜板上端属于低速区,容易产生积灰,部分积灰在自身重力的作用下可沿集灰斗斜面下落,最终落入集灰斗。从竖直烟道右侧位置进料的飞灰虽然也会撞击在近侧斜板上并减速,但是在离开斜面时又会被高速气流携带,同时紧靠集灰斗的后部有一股上升气流,对飞灰颗粒产生拖拽,使其不易从气流中分离出来。

本技术方案中,飞灰从转向烟道进入竖直烟道时,由于发生转向,则在惯性的作用下,竖直烟道左侧的混合气浓度(浓度更高代表单位体积内混合气中携带的飞灰量更多)更高,则根据上文分析,竖直烟道左侧集中的飞灰量越多,抵达至远侧斜板上的飞灰量也就越多,集灰斗的捕灰效率越高,因此,转向烟道连接在竖直烟道靠近连接烟道一侧可提高集灰斗的捕灰效率。

本发明的进一步设置为:所述集灰斗包括远侧斜板和近侧斜板,且近侧斜板较远侧斜板距scr反应装置更近;远侧斜板在竖直烟道横截面上的投影面积大于竖直烟道的横截面面积。

通过采用上述技术方案,使混合气内的飞灰尽可能多的抵达至集灰斗的远侧斜板上,且由上文可知,抵达至远侧斜板上的飞灰量越多,集灰斗的捕灰效率越高,所以上述设置可提高集灰斗的捕灰效率。

本发明的进一步设置为:所述连接烟道与scr反应装置连接处设有若干块均流板。

通过采用上述技术方案,均流板可均匀进至scr反应装置内的混合气分布,从而使抵达至催化剂层表面的混合气均匀度更高,提高催化剂上除氮反应的工作质量。

本发明的进一步设置为:所述scr反应装置内安装有作用于催化剂层的蒸汽吹灰器且蒸汽吹灰器位于催化剂层的前端。

通过采用上述技术方案,蒸汽吹灰器可对催化剂层进行吹灰处理,以降低催化剂层上的飞灰附着量,最终降低催化剂堵塞的概率。

本发明的进一步设置为:所述第一输送支管设有若干根且每根第一输送支管上的第一喷枪设有四根,每根第一输送支管上的所有第一喷枪为一层,每层第一喷枪分别对应于炉膛的不同负荷区域。

通过采用上述技术方案,由于不同负荷区域下的温度会发生变化,而炉膛内除氮的最佳反应温度为850~1100摄氏度,通过将多层第一喷枪分别设在不同负荷区域,则可提高炉膛内的除氮效率。

本发明的进一步设置为:所述输送母管的进料一端连接有静态混合器,炉膛外设有稀释水箱和氨溶液储存罐,稀释水箱与静态混合器相连,氨溶液储存罐与静态混合器相连。

通过采用上述技术方案,稀释水箱可用于对从氨溶液储存罐引出的氨进行稀释,从而可将氨液稀释成合适浓度,最终以供除氮反应更好的进行。

本发明具有以下优点:

1、由于炉膛内已对nox进行过预去除,则scr反应装置需要处理的nox的量将减少,则scr反应装置内所需要的氨总量也将减少,所以scr反应装置内的氨逃逸量自然也降低了,催化剂也就更不容易堵塞了;

2、由于远侧斜板在竖直烟道横截面上的投影面积大于竖直烟道的横截面面积,则可使混合气内的飞灰尽可能多的抵达至集灰斗的远侧斜板上,而抵达至远侧斜板上的飞灰量越多,集灰斗的捕灰效率越高,所以最终可提高集灰斗的捕灰效率。

附图说明

图1为本实施例结构简图;

图2为单层第一喷枪的结构示意图。

附图标记:1、炉膛;2、scr反应装置;21、均流板;22、蒸汽吹灰器;23、催化剂层;3、总烟道;31、转向烟道;32、竖直烟道;33、连接烟道;4、省煤器;5、集灰斗;51、远侧斜板;52、近侧斜板;6、输送母管;61、第一输送支管;611、第一喷枪;62、第二输送支管;621、第二流量阀;622、第二喷枪;7、导气管;71、空气压缩机;72、第一导气支管;73、第二导气支管;8、补水管;81、稀释水箱;811、第一连接管;812、稀释泵;82、氨溶液储存罐;821、第二连接管;822、补料泵;83、静态混合器。

具体实施方式

参照附图对本发明做进一步说明。

一种用于降低scr反应装置内催化剂堵塞概率的处理系统,参考图1,包括炉膛1和scr反应装置2,炉膛1和scr反应装置2之间连接有总烟道3。

参考图1,沿烟气运动方向,总烟道3包括依次连接的转向烟道31、竖直烟道32和连接烟道33,转向烟道31与竖直烟道32的连接口位于竖直烟道32远离炉膛1一侧(即竖直烟道32右侧),连接烟道33与竖直烟道32的连接口也位于竖直烟道32的右侧。竖直烟道32一端与连接烟道33一端连接并形成拐角,拐角处安装有集灰斗5。转向烟道31远离竖直烟道32一端与炉膛1连接,连接烟道33远离竖直烟道32一端与scr反应装置2连接。竖直烟道32上安装有省煤器4。连接烟道33与scr反应装置2连接处设有若干块均流板21,均流板21可均匀进入scr反应装置2内的烟气与氨的混合气(下面简称为混合气)。scr反应装置2内安装有催化剂层23,scr反应装置2内安装有作用于催化剂层23的蒸汽吹灰器22,且蒸汽吹灰器22位于催化剂层23的前端。

参考图1,集灰斗5包括远侧斜板51和近侧斜板52,且近侧斜板52较远侧斜板51距scr反应装置2更近,远侧斜板51在竖直烟道32横截面上的投影面积大于竖直烟道32的横截面面积,则相当于提高集灰斗5入口的集灰面积。由于混合气在集灰斗5处发生转向,导致流场不均,造成低速区的存在,但由于集灰斗5扩容后,造成流场相对均匀,且流速相对较小,故其低速区相对更大,便于飞灰颗粒的分离。

参考图1,炉膛1外设有稀释水箱81、氨溶液储存罐82、补水管8,补水管8用于向稀释水箱81和氨溶液储存罐82内补充除盐水。炉膛1外设有用于输送氨水溶液的输送母管6,输送母管6的进料一端连接有静态混合器83。稀释水箱81与静态混合器83之间连接有第一连接管811,第一连接管811上安装有稀释泵812;氨溶液储存罐82与静态混合器83之间连接有第二连接管821,第二连接管821上安装有补料泵822。则输送母管6上可输送接近百分之十浓度的氨水溶液。

参考图1和图2,输送母管6上设有两条分支且两条分支分别为第一输送支管61和第二输送支管62。第一输送支管61设有三根,每根第一输送支管61上均安装有四个用于对炉筒内喷射氨的第一喷枪611,以组成一层第一喷枪611,且每层第一喷枪611分别对应于炉膛1的不同负荷区域,从而提高炉膛1内nox与氨的反应完成效率。每根第一输送支管61上均安装有一个第一流量阀(图中未示出)。第二输送支管62上安装有第二喷枪622,第二喷枪622位于连接烟道33内,并用于对scr反应装置2内补充氨,第二输送支管62上安装有第二流量阀621。

参考图1,炉膛1外还设有空气压缩机71,空气压缩机71上连出有总导气管7,总导气管7上连出有第一导气支管72和第二导气支管73,第一导气支管72用于向各根第一输送支管61通入高压气体,以雾化氨液,以及为炉膛1内提供一定除氮所需的氧。第二导气支管73用于向第二输送支管62通入高压气体,以雾化氨液,以及为scr反应装置2内提供一定除氮所需的氧。

具体实施过程:氨溶液储存罐82内的氨液与稀释水箱81内的除盐水在静态混合器83内混合并输送进输送母管6内,之后分配进第一输送支管61和第二输送支管62内,以分别对炉膛1以及scr反应装置2提供氨。由于炉膛1内的温度较高,有一定区域的温度为850~1100摄氏度,这个区间内,炉膛1内的氨与nox无需催化剂即可反应,以大大降低烟气中的nox含量。之后的混合气通过总烟道3进至scr反应装置2内,并进行进一步的nox去除。由于炉膛1内已对nox进行过预去除,则scr反应装置2需要处理的nox的量将减少,则scr反应装置2内所需要的氨总量也将减少,所以scr反应装置2内的氨逃逸量自然也降低了,催化剂也就更不容易堵塞了。

集灰斗5设置在scr反应装置2前端的目的是:混合气中的飞灰在进入连接烟道33前,因入口位置流场出现转向,从而可实现飞灰的惯性分离,并落至集灰斗5内。从而可减少进至scr反应装置2内的飞灰量,降低催化剂被堵塞的概率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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