一种多级反应装置的脱硝系统及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多级反应装置的脱硝系统及其工作方法，包括锅炉、省煤器、省煤器灰斗、挡板门调节装置、喷氨混合装置、还原剂供应系统、脱硝反应器、空预器、除尘装置、脱硫装置、等离子体脱硝装置和烟囱；烟气从锅炉排出后进入省煤器，经省煤器灰斗除灰，经过一级挡板门调节装置、二级挡板门调节装置、一级喷氨混合装置、二级喷氨混合装置，之后进入一级脱硝反应器和二级脱硝反应器，再依次进入空预器、除尘装置、脱硫装置、三级挡板门调节装置、四级挡板门调节装置和等离子体脱硝装置，最后排入烟囱。本发明专利技术系统流程简单，操作灵活，脱硝效率高，能解决因机组负荷低烟温低导致脱硝无法投运进而造成NOx超标排放的风险等问题，应用前景广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种多级反应装置的脱硝系统及其工作方法
本专利技术涉及一种多级反应装置的脱硝系统及其工作方法，属于工业废气净化环保及能源领域。
技术介绍
SCR烟气脱硝技术以其稳定、高效等优点被我国绝大多数燃煤发电厂脱硝工程所采用，一般脱硝效率能达到80%以上。随着我国燃煤电厂超低排放改造的大力推进，要求NOx排放浓度不高于50mg/m3，部分地区如河北省出台的冀气领办[2018]156号文指出燃煤电厂锅炉深度减排验收标准为在基准氧含量6%的条件下，氮氧化物排放浓度参照不高于30mg/Nm3（W型火焰炉膛燃煤发电锅炉氮氧化物排放浓度不高于50mg/Nm3），相应脱硝效率往往要求达到90%以上甚至更高，仅仅增大喷氨量来提高脱硝效率往往会伴随着氨逃逸超标导致硫酸氢铵生成，对脱硝装置和下游设备安全稳定运行危害较大，且高脱硝效率所要求的精细化流场均匀度实际控制难度较高。同时，鉴于当前燃煤发电厂普遍面临运行时间少、负荷低等严峻形势，预计在今后很长时期燃煤电厂将保持在低负荷运行态势，由此带来的负荷低烟温低导致脱硝无法投运或脱硝效率跟不上，最终导致环保超标风险大大提高，影响脱硝装置运行的稳定性和可靠性。现有技术中，CN105771646A公开了一种用于SCR脱硝的双室反应器，通过在两个脱硝反应器之间共壁板连接实现并列布置来解决脱硝板块垂直空间不足的问题，但由于其只有一级喷氨格栅，无法做到高脱硝效率所要求的精细化流场均匀度，且此种布置反应器底部更容易积灰，另外反应器此种布置，当机组运行时双室反应器必须同步运行，而且当机组低负荷运行时，因烟温低导致脱硝装置无法投运的风险无法避免。现有技术中，CN107694305A公开了一种双级反应器串联的SCR脱硝系统及其工作方法，通过将两级反应器串联倒U型布置且每级反应器前设置一级喷氨混合装置，能够实现NOx高效脱除和避免传统SCR脱硝技术常见的积灰磨损问题，但由于两级串联反应器之间仅通过设置导流板来调节二级反应器流场，而此种布置往往两级反应器相连烟道较短，无法对二级反应器流场进行充分优化，另外此类反应器串联布置，当机组运行时必须两级反应器同步运行且当机组低负荷运行时，因烟温低导致脱硝装置无法投运的风险也无法避免。
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，而提供一种设计合理，高效可靠，满足燃煤电厂烟气NOx超低排放甚至更低排放所要求的高脱硝效率和低负荷运行的多级反应装置的脱硝系统及其工作方法。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种多级反应装置的脱硝系统，其特征在于：包括锅炉、省煤器、省煤器灰斗、一级挡板门调节装置、一级喷氨混合装置、二级挡板门调节装置、二级喷氨混合装置、还原剂供应系统、一级脱硝反应器、二级脱硝反应器、空预器、除尘装置、脱硫装置、三级挡板门调节装置、四级挡板门调节装置、等离子体脱硝装置和烟囱；所述锅炉与省煤器连通，且省煤器灰斗设置在省煤器的下方，所述省煤器分别与一级脱硝反应器、二级脱硝反应器连通，且在省煤器和一级脱硝反应器之间设置一级挡板门调节装置和一级喷氨混合装置，在省煤器和二级脱硝反应器之间设置二级挡板门调节装置和二级喷氨混合装置，所述还原剂供应系统分别与一级喷氨混合装置、二级喷氨混合装置连接，所述一级脱硝反应器和二级脱硝反应器均与空预器连通，且空预器、除尘装置和脱硫装置依次连通，所述脱硫装置一路直接与烟囱连接，且四级挡板门调节装置设置在脱硫装置的出口和烟囱的入口之间，所述脱硫装置另一路通过等离子体脱硝装置与烟囱连通，且三级挡板门调节装置设置在脱硫装置出口和等离子体脱硝装置入口之间。本专利技术所述一级脱硝反应器和二级脱硝反应器为并联布置。本专利技术所述一级挡板门调节装置设置在一级喷氨混合装置的进口处，所述二级挡板门调节装置设置在二级喷氨混合装置的进口处。本专利技术所述一级喷氨混合装置设置在一级脱硝反应器的进口处，所述二级喷氨混合装置设置在二级脱硝反应器的进口处。本专利技术所述一级脱硝反应器的尺寸按100%设计烟气量进行设计，所述二级脱硝反应器的尺寸按100%设计烟气量进行设计。一种多级反应装置的脱硝系统的工作方法，其特征在于：所述工作方法如下：烟气从锅炉排出后，首先进入省煤器，经省煤器灰斗除灰；当一级挡板门调节装置开启、二级挡板门调节装置关闭、三级挡板门调节装置关闭且四级挡板门调节装置开启时，烟气经过一级挡板门调节装置进入一级喷氨混合装置，在烟道内与一级喷氨混合装置喷出的氨气混合之后进入一级脱硝反应器，经过脱硝反应后的烟气进入空预器，再依次经过除尘装置、脱硫装置和四级挡板门调节装置后排入烟囱；当一级挡板门调节装置开启、二级挡板门调节装置关闭、三级挡板门调节装置开启且四级挡板门调节装置关闭时，烟气经过一级挡板门调节装置进入一级喷氨混合装置，在烟道内与一级喷氨混合装置喷出的氨气混合之后进入一级脱硝反应器，经过脱硝反应后的烟气进入空预器，再依次经过除尘装置、脱硫装置、三级挡板门调节装置和等离子体脱硝装置后排入烟囱；当一级挡板门调节装置关闭、二级挡板门调节装置开启、三级挡板门调节装置关闭且四级挡板门调节装置开启时，烟气经过二级挡板门调节装置进入二级喷氨混合装置，在烟道内与二级喷氨混合装置喷出的氨气混合之后进入二级脱硝反应器，经过脱硝反应后的烟气进入空预器，再依次经过除尘装置、脱硫装置和四级挡板门调节装置后排入烟囱；当一级挡板门调节装置关闭、二级挡板门调节装置开启、三级挡板门调节装置开启且四级挡板门调节装置关闭时，烟气经过二级挡板门调节装置进入二级喷氨混合装置，在烟道内与二级喷氨混合装置喷出的氨气混合之后进入二级脱硝反应器，经过脱硝反应后的烟气进入空预器，再依次经过除尘装置、脱硫装置、三级挡板门调节装置和等离子体脱硝装置后排入烟囱；当一级挡板门调节装置开启、二级挡板门调节装置开启、三级挡板门调节装置关闭且四级挡板门调节装置开启时，一部分烟气经过一级挡板门调节装置进入一级喷氨混合装置，在烟道内与一级喷氨混合装置喷出的氨气混合之后进入一级脱硝反应器，另一部分烟气经过二级挡板门调节装置进入二级喷氨混合装置，在烟道内与二级喷氨混合装置喷出的氨气混合之后进入二级脱硝反应器，经过脱硝反应后的烟气进入空预器，再依次经过除尘装置、脱硫装置和四级挡板门调节装置后排入烟囱；当一级挡板门调节装置开启、二级挡板门调节装置开启、三级挡板门调节装置开启且四级挡板门调节装置关闭时，一部分烟气经过一级挡板门调节装置进入一级喷氨混合装置，在烟道内与一级喷氨混合装置喷出的氨气混合之后进入一级脱硝反应器，另一部分烟气经过二级挡板门调节装置进入二级喷氨混合装置，在烟道内与二级喷氨混合装置喷出的氨气混合之后进入二级脱硝反应器，经过脱硝反应后的烟气进入空预器，再依次经过除尘装置、脱硫装置、三级挡板门调节装置和等离子体脱硝装置后排入烟囱。其中，一级喷氨混合装置和二级喷氨混合装置的氨气均由还原剂供应系统提供。本专利技术通过监测机组负荷、省煤器出口烟气量、烟气温度、NOx浓度，以及空预器入口NOx浓度、氨逃逸浓度和脱硫装置出口NOx浓度，控制一级挡板门调节装置、二级挡板门调节装置、三级挡板门调节装置和四级挡板门调节装置的开度，调节含NOx烟气进入一级脱硝反应器、二级脱硝反应器和等离子体脱硝装置的比例，调节一级喷氨混合装置和二级喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级反应装置的脱硝系统，其特征在于：包括锅炉（1）、省煤器（2）、省煤器灰斗（3）、一级挡板门调节装置（4）、一级喷氨混合装置（5）、二级挡板门调节装置（7）、二级喷氨混合装置（8）、还原剂供应系统（10）、一级脱硝反应器（6）、二级脱硝反应器（9）、空预器（11）、除尘装置（12）、脱硫装置（13）、三级挡板门调节装置（14）、四级挡板门调节装置（15）、等离子体脱硝装置（16）和烟囱（17）；所述锅炉（1）与省煤器（2）连通，且省煤器灰斗（3）设置在省煤器（2）的下方，所述省煤器（2）分别与一级脱硝反应器（6）、二级脱硝反应器（9）连通，且在省煤器（2）和一级脱硝反应器（6）之间设置一级挡板门调节装置（4）和一级喷氨混合装置（5），在省煤器（2）和二级脱硝反应器（9）之间设置二级挡板门调节装置（7）和二级喷氨混合装置（8），所述还原剂供应系统（10）分别与一级喷氨混合装置（5）、二级喷氨混合装置（8）连接，所述一级脱硝反应器（6）和二级脱硝反应器（9）均与空预器（11）连通，且空预器（11）、除尘装置（12）和脱硫装置（13）依次连通，所述脱硫装置（13）一路直接与烟囱（17）连接，且四级挡板门调节装置（15）设置在脱硫装置（13）的出口和烟囱（17）的入口之间，所述脱硫装置（13）另一路通过等离子体脱硝装置（16）与烟囱（17）连通，且三级挡板门调节装置（14）设置在脱硫装置（13）出口和等离子体脱硝装置（16）入口之间。...

【技术特征摘要】
1.一种多级反应装置的脱硝系统，其特征在于：包括锅炉（1）、省煤器（2）、省煤器灰斗（3）、一级挡板门调节装置（4）、一级喷氨混合装置（5）、二级挡板门调节装置（7）、二级喷氨混合装置（8）、还原剂供应系统（10）、一级脱硝反应器（6）、二级脱硝反应器（9）、空预器（11）、除尘装置（12）、脱硫装置（13）、三级挡板门调节装置（14）、四级挡板门调节装置（15）、等离子体脱硝装置（16）和烟囱（17）；所述锅炉（1）与省煤器（2）连通，且省煤器灰斗（3）设置在省煤器（2）的下方，所述省煤器（2）分别与一级脱硝反应器（6）、二级脱硝反应器（9）连通，且在省煤器（2）和一级脱硝反应器（6）之间设置一级挡板门调节装置（4）和一级喷氨混合装置（5），在省煤器（2）和二级脱硝反应器（9）之间设置二级挡板门调节装置（7）和二级喷氨混合装置（8），所述还原剂供应系统（10）分别与一级喷氨混合装置（5）、二级喷氨混合装置（8）连接，所述一级脱硝反应器（6）和二级脱硝反应器（9）均与空预器（11）连通，且空预器（11）、除尘装置（12）和脱硫装置（13）依次连通，所述脱硫装置（13）一路直接与烟囱（17）连接，且四级挡板门调节装置（15）设置在脱硫装置（13）的出口和烟囱（17）的入口之间，所述脱硫装置（13）另一路通过等离子体脱硝装置（16）与烟囱（17）连通，且三级挡板门调节装置（14）设置在脱硫装置（13）出口和等离子体脱硝装置（16）入口之间。2.根据权利要求1所述的多级反应装置的脱硝系统，其特征在于：所述一级脱硝反应器（6）和二级脱硝反应器（9）为并联布置。3.根据权利要求1所述的多级反应装置的脱硝系统，其特征在于：所述一级挡板门调节装置（4）设置在一级喷氨混合装置（5）的进口处，所述二级挡板门调节装置（7）设置在二级喷氨混合装置（8）的进口处。4.根据权利要求1所述的多级反应装置的脱硝系统，其特征在于：所述一级喷氨混合装置（5）设置在一级脱硝反应器（6）的进口处，所述二级喷氨混合装置（8）设置在二级脱硝反应器（9）的进口处。5.根据权利要求1所述的多级反应装置的脱硝系统，其特征在于：所述一级脱硝反应器（6）的尺寸按100%设计烟气量进行设计，所述二级脱硝反应器（9）的尺寸按100%设计烟气量进行设计。6.一种如权利要求1-5中任一项所述的多级反应装置的脱硝系统的工作方法，其特征在于：所述工作方法如下：烟气从锅炉（1）排出后，首先进入省煤器（2），经省煤器灰斗（3）除灰；当一级挡板门调节装置（4）开启、二级挡板门调节装置（7）关闭、三级挡板门调节装置（14）关闭且四级挡板门调节装置（15）开启时，烟气经过一级挡板门调节装置（4）进入一级喷氨混合装置（5），在烟道内与一级喷氨混合装置（5）喷出的氨气混合之后进入一级脱硝反应器（6），经过脱硝反应后的烟气进入空预器（11），再依次经过除尘装置（12）、脱硫装置（13）和四级挡板门调节装置（15）后排入烟囱（17）；当一级挡板门调节装置（4）开启、二级挡板门调节装置（7）关闭、三级挡板门调节装置（14）开启且四级挡板门调节装置（15）关闭时，烟气经过一级挡板门调节装置（4）进入一级喷氨混合装置（5），在烟道内与一级喷氨混合装置（5）喷出的氨气混合之后进入一级脱硝反应器（6），经过脱硝反应后的烟气进入空预器（11），再依次经过除尘装置（12）、脱硫装置（13）、三级挡板门调节装置（14）和等离子体脱硝装置（16）后排入烟囱（17）；当一级挡板门调节装置（4）关闭、二级挡板门调节装置（7）开启、三级挡板门调节装置（14）关闭且四...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯前伟，朱跃，张杨，晏敏，裴煜坤，李存文，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33