一种用于SCR烟气脱硝的还原剂氨高效混合系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于SCR烟气脱硝的还原剂氨高效混合系统，包括还原剂供应装置、喷氨流量控制阀、氨喷射装置、SCR脱硝入口烟道、独立烟气通道分隔板、监控装置和喷氨流量控制器，还原剂供应装置和喷氨流量控制阀相连，喷氨流量控制阀和氨喷射装置相连，氨喷射装置内置于SCR脱硝入口烟道中，还原剂供应装置和喷氨流量控制阀安装在SCR脱硝入口烟道外，独立烟气通道分隔板安装在SCR脱硝入口烟道内，SCR脱硝入口烟道通过独立烟气通道分隔板分为多个相互独立的烟区，每个烟区内均设置有氨喷射装置，喷氨流量控制器与监控装置相连，每个喷氨支管流量控制阀用于单独控制一个烟区内的氨气流量。本发明专利技术还涉及该混合系统的工作方法。

Reducing agent ammonia efficient mixing system for SCR flue gas denitration and operation method thereof

The invention relates to a method for reducing agent, ammonia mixed system of SCR flue gas denitrification, including a reducing agent supply device, ammonia flow control valve, ammonia injection device, SCR denitration flue, independent entrance flue gas channel partition board, monitoring device and ammonia flow controller, a reducing agent supply device and ammonia injection flow control the valve is connected, ammonia injection flow control valve and ammonia injection device connected ammonia injection device built-in SCR denitration flue entrance, reducing agent supply device and ammonia injection flow control valve installed denitration flue entrance in SCR, the independent channel separation plate is arranged in the flue gas SCR denitration denitration flue entrance, entrance flue SCR through the flue gas channel is partitioned into several independent area, each area of smoke are provided with ammonia injection device, connected ammonia injection flow controller and a monitoring device, each ammonia injection branch flow control The valve is used to control the flow of ammonia in a single area. The invention also relates to a method of operating the hybrid system.

【技术实现步骤摘要】
一种用于SCR烟气脱硝的还原剂氨高效混合系统及其工作方法
本专利技术涉及一种用于SCR烟气脱硝的还原剂氨高效混合系统，本专利技术还涉及其工作方法，本专利技术属于燃煤电站SCR烟气脱硝领域，特别涉及还原剂氨与烟气的混合技术。
技术介绍
选择性催化还原（SelectiveCatalyticReduction，SCR）烟气脱硝技术因其脱硝效率高、技术成熟，已成为大型火电机组脱硝的首选技术。其技术原理是向烟气中喷入还原剂NH3，在催化剂作用下与烟气中的NOx反应生成无害的N2和H2O。SCR反应器内催化剂上部烟气中氨氮摩尔比分布均匀性对SCR脱硝性能影响较大，直接影响脱硝效率的高低，同时也决定氨逃逸的高低。若还原剂氨供给不足，将会导致该区域氮氧化物反应不足，降低脱硝效率；若还原剂氨供给过量，将会导致该区域氨逃逸增多，未反应的氨随烟气从反应器出口进入下游设备，造成下游设备的腐蚀、堵塞，影响机组的稳定运行；同时进入环境的氨也会造成二次污染。保证氨氮摩尔比分布均匀性可提高脱硝效率，减少催化剂预装量，延长催化剂更替周期，对于火电厂节能减排意义重大。对于大型燃煤机组SCR烟气脱硝技术而言，由于处理烟气量大，烟道及SCR脱硝反应器截面较大，氨氮摩尔比分布均匀性的控制难度较大；另外，由于我国大部分SCR脱硝装置属于改造项目，现场空间有限，导致氨与烟气的混合距离不足，这进一步增加了氨与烟气混合均匀的难度。而实际工程中为了达到混合要求，主要通过烟道内布置氨喷射装置、静态混合器来实现。由于烟气环境复杂多变、混合距离受限、混合器设计质量等多种因素的影响，仅靠氨喷射装置及静态混合器常常也不能满足混合要求，且增加的静态混合器也使整个系统的阻力近一步增大，造成能耗增加，影响经济效益。因此，如何开发混合距离短，喷氨调节控制系统简单，运行可靠性高，系统压损小的混合技术成为近年来的一项研究热点。中国专利201410588436.7公开了一种火电厂烟气SCR脱硝系统，，包括锅炉、省煤器和空气预热器，所述省煤器与锅炉的出口连接，所述省煤器与空气预热器连通，在省煤器与空气预热器之间的管道上连接有SCR脱硝系统。该技术方案混合能力较差，无法解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，可显著缩短氨与烟气的混合距离，有效改善SCR脱硝装置催化剂入口氨氮摩尔比的均匀程度，提高脱硝效率及减少氨逃逸量的SCR烟气脱硝的还原剂氨高效混合系统。本专利技术还涉及该SCR烟气脱硝的还原剂氨高效混合系统的工作方法。本专利技术所有方位描述均参考附图。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于SCR烟气脱硝的还原剂氨高效混合系统，包括还原剂供应装置、喷氨流量控制阀、氨喷射装置和SCR脱硝入口烟道，还原剂供应装置、喷氨流量控制阀和氨喷射装置沿氨气流动方向依次设置，还原剂供应装置和喷氨流量控制阀相连，喷氨流量控制阀和氨喷射装置相连，氨喷射装置内置于SCR脱硝入口烟道中，还原剂供应装置和喷氨流量控制阀安装在SCR脱硝入口烟道外，其特征在于：还包括独立烟气通道分隔板、监控装置和喷氨流量控制器，独立烟气通道分隔板安装在SCR脱硝入口烟道内，SCR脱硝入口烟道通过独立烟气通道分隔板分为多个相互独立的烟区，每个烟区内均设置有氨喷射装置，喷氨流量控制阀沿氨气流动方向依次包括喷氨母管流量控制阀和喷氨支管流量控制阀，喷氨母管流量控制阀和喷氨支管流量控制阀相连，所有喷氨支管流量控制阀均与喷氨流量控制器相连，喷氨流量控制器与监控装置相连，每个喷氨支管流量控制阀用于单独控制一个烟区内的氨气流量，当监控装置为多个时，每个烟区内均设置有监控装置，任意一个监控装置设置在同一烟区氨喷射装置的左边；当监控装置为一个时，每个烟区内均还设置有监测探头，所有监测探头均与监控装置相连，任意一个监测探头设置在同一烟区氨喷射装置的左边。监测探头用于监测烟气中NOx浓度、烟气中O2浓度及烟气流速，进而计算被物理分隔的每个烟区内NOx的总量，根据需要达到的NOx排放标准计算被物理分隔的每个独立烟区内需要喷入的氨量，实现精细化的分区控制。大量研究表明，氨与烟气混合程度的好坏与喷氨截面下游烟道的长径比（混合距离与水力直径的比值）成正比，在同样混合长度下，水力直径越小达到的混合效果越好。相对于内部被物理分隔前的SCR脱硝入口烟道，物理分隔后各独立烟区的长径比大大增加，喷入的氨气与烟气在分隔后的相互独立的小通道内进行混合，可在短距离的范围内实现充分混合，烟气的混合距离大大缩短，同时提高了混合效果。烟区的数量至少在两个以上。当监控装置为一个时，所有监测探头可以通过安装气路转换阀实现监测探头与监控装置之间的连接，实现监控装置对每个被物理分隔的烟区按顺序分别进行监测，实现分区监测。当监控装置为多个时，每个监控装置对每个烟区同时进行测量。每个被物理分隔的烟区内设置氨喷射装置，实现分区喷氨。本专利技术还包括SCR烟气脱硝反应器，SCR烟气脱硝反应器安装在SCR脱硝入口烟道的右侧，SCR烟气脱硝反应器中设置有催化剂。本专利技术所述烟区与SCR烟气脱硝反应器之间设置有整流格栅。整流格栅可以作为首层催化剂入口。独立烟气通道分隔板可以延伸至整流格栅，独立烟气通道分隔板的具体长度需根据实际工程要求进行计算确定。本专利技术所述氨喷射装置型号为涡流型AIG、混合型AIG或格栅型AIG。但并不限于此，氨喷射装置优选格栅型AIG。本专利技术所述氨喷射装置的左边设置有多孔均流板。多孔均流板用于进一步提高烟气流速、NOx浓度和O2浓度测量准确性以及提升氨气与烟气的混合效果。本专利技术所述氨喷射装置的右边设置有静态混合器。一种用于SCR烟气脱硝的还原剂氨高效混合系统的工作方法，依次包括以下步骤：1）还原剂供应装置通过喷氨流量控制阀喷出氨气，喷出的氨气进入SCR脱硝入口烟道；2）步骤1）中流入SCR脱硝入口烟道中的氨气与SCR脱硝入口烟道中的烟气进行混合；其特征在于：还包括如下步骤：监控装置监测每个烟区内烟气流速、NOx浓度和O2浓度，监控装置将每个烟区内烟气流速数据、NOx浓度数据和O2浓度数据输送至喷氨流量控制器，喷氨流量控制器依据每个烟区内烟气流速数据、NOx浓度数据、O2浓度数据和允许的排放标准计算各个烟区内所需氨气的流量，然后喷氨流量控制器将各个烟区内所需氨气的流量数据传输至喷氨支管流量控制阀，然后喷氨支管流量控制阀调节流入各个烟区中的氨气流量。本专利技术在氨喷射装置的右边设置SCR烟气脱硝反应器，在烟区与SCR烟气脱硝反应器之间设置整流格栅，在烟区中混合的氨气和烟气经过整流格栅进入SCR烟气脱硝反应器。本专利技术所述独立烟气通道分隔板沿SCR脱硝入口烟道的高度方向安装，或者，独立烟气通道分隔板沿SCR脱硝入口烟道的宽度方向安装。本专利技术所述独立烟气通道分隔板长度延伸至整流格栅。分隔的长度可选择延伸到SCR烟气脱硝反应器入口的整流格栅，具体的长度需根据实际工程要求进行计算确定。本专利技术同现有技术相比具有以下优点及效果：本专利技术将SCR脱硝入口烟道内部物理分隔成若干个相互独立的烟区，通过测量烟气流量、NOx和O2浓度，并结合排放标准准确控制每个烟区内的喷氨量，实现精细化的分区测量、分区喷氨控制；被物理分隔的烟区相对整个SCR脱硝入口烟道而言减少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于SCR烟气脱硝的还原剂氨高效混合系统，包括还原剂供应装置、喷氨流量控制阀、氨喷射装置和SCR脱硝入口烟道，还原剂供应装置、喷氨流量控制阀和氨喷射装置沿氨气流动方向依次设置，还原剂供应装置和喷氨流量控制阀相连，喷氨流量控制阀和氨喷射装置相连，氨喷射装置内置于SCR脱硝入口烟道中，还原剂供应装置和喷氨流量控制阀安装在SCR脱硝入口烟道外，其特征在于：还包括独立烟气通道分隔板、监控装置和喷氨流量控制器，独立烟气通道分隔板安装在SCR脱硝入口烟道内，SCR脱硝入口烟道通过独立烟气通道分隔板分为多个相互独立的烟区，每个烟区内均设置有氨喷射装置，喷氨流量控制阀沿氨气流动方向依次包括喷氨母管流量控制阀和喷氨支管流量控制阀，喷氨母管流量控制阀和喷氨支管流量控制阀相连，所有喷氨支管流量控制阀均与喷氨流量控制器相连，喷氨流量控制器与监控装置相连，每个喷氨支管流量控制阀用于单独控制一个烟区内的氨气流量，当监控装置为多个时，每个烟区内均设置有监控装置，任意一个监控装置设置在同一烟区氨喷射装置的左边；当监控装置为一个时，每个烟区内均还设置有监测探头，所有监测探头均与监控装置相连，任意一个监测探头设置在同一烟区氨喷射装置的左边。...

【技术特征摘要】
1.一种用于SCR烟气脱硝的还原剂氨高效混合系统，包括还原剂供应装置、喷氨流量控制阀、氨喷射装置和SCR脱硝入口烟道，还原剂供应装置、喷氨流量控制阀和氨喷射装置沿氨气流动方向依次设置，还原剂供应装置和喷氨流量控制阀相连，喷氨流量控制阀和氨喷射装置相连，氨喷射装置内置于SCR脱硝入口烟道中，还原剂供应装置和喷氨流量控制阀安装在SCR脱硝入口烟道外，其特征在于：还包括独立烟气通道分隔板、监控装置和喷氨流量控制器，独立烟气通道分隔板安装在SCR脱硝入口烟道内，SCR脱硝入口烟道通过独立烟气通道分隔板分为多个相互独立的烟区，每个烟区内均设置有氨喷射装置，喷氨流量控制阀沿氨气流动方向依次包括喷氨母管流量控制阀和喷氨支管流量控制阀，喷氨母管流量控制阀和喷氨支管流量控制阀相连，所有喷氨支管流量控制阀均与喷氨流量控制器相连，喷氨流量控制器与监控装置相连，每个喷氨支管流量控制阀用于单独控制一个烟区内的氨气流量，当监控装置为多个时，每个烟区内均设置有监控装置，任意一个监控装置设置在同一烟区氨喷射装置的左边；当监控装置为一个时，每个烟区内均还设置有监测探头，所有监测探头均与监控装置相连，任意一个监测探头设置在同一烟区氨喷射装置的左边。2.根据权利要求1所述的用于SCR烟气脱硝的还原剂氨高效混合系统，其特征在于：还包括SCR烟气脱硝反应器，SCR烟气脱硝反应器安装在SCR脱硝入口烟道的右侧，SCR烟气脱硝反应器中设置有催化剂。3.根据权利要求2所述的用于SCR烟气脱硝的还原剂氨高效混合系统，其特征在于：所述烟区与SCR烟气脱硝反应器之间设置有整流格栅。4.根据权利要求3所述的用于SCR烟气脱硝的还原剂氨高效混合系统，其特征在于：所述氨喷射装置型号为涡流型AIG、混合型AIG或格栅型AIG...

【专利技术属性】
技术研发人员：何胜，李乾坤，邹阳军，刘沛奇，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：浙江,33