SCR反应器及氮氧化物脱除系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种SCR反应器及氮氧化物脱除系统，涉及氮氧化物脱除技术领域，本实用新型专利技术提供的SCR反应器包括反应器和整流格栅，反应器由上至下依次形成入口烟道、催化烟道和出口烟道，入口烟道内设有第一导流组件，整流格栅的顶面在整流格栅内倾斜设置，且靠近反应器入烟口的一侧位于入口烟道的底面，远离反应器入烟口的一侧低于入口烟道的底面。本实用新型专利技术提供的SCR反应器有效避免了整流格栅靠近反应器入烟口的一侧高度过低而导致进入该侧整流格栅的烟气发生偏斜，甚至形成回流区，实现烟气在反应器内的均匀分布。

【技术实现步骤摘要】
SCR反应器及氮氧化物脱除系统
本技术涉及氮氧化物脱除
，尤其是涉及一种SCR反应器及氮氧化物脱除系统。
技术介绍
选择性催化还原(SelectiveCatalyticReduction，SCR)作为最高效的氮氧化物脱除技术，广泛应用于火电、钢铁等行业。该系统最核心的因素是催化剂，因此为了保证催化剂的高效安全稳定运行，需对SCR系统进行流场优化，以实现烟气充分混合后均匀进入催化剂。如图1和图2所示，图1为现有技术中整流格栅低位布置时反应器内烟气流线图；图2为现有技术中整流格栅低位布置时反应器内烟气静压分布云图。该反应器整流格栅采用低位布置，即整流格栅的上表面低于反应器入口烟道底面。烟道外轮廓、内部导流板及整流格栅均按实际尺寸以1：1比例建立，采用多孔介质模型代替催化剂层。如图2所示，靠近反应器1前墙存在低压区，在静压差作用下，烟气向前倾斜，甚至形成回流区。除了造成不必要的压力损失外，还会引起积灰、催化剂磨损等问题。该结构下催化剂入口流速相对标准偏差为30.5％。上述反应器具有以下缺点：1.积灰严重：如图2所示，整流格栅2低位布置的反应器内靠近前墙区域烟气流速骤降，飞灰极易沉积，如灰粘性较大或烟气中伴有大颗粒灰团，则容易导致该区域对应的催化剂前滤网网眼堵塞，堵塞加剧后会形成山峰状灰包，严重者高度可超过一米。2.磨损严重：催化剂堵塞和磨损之间存在一定因果关系。当部分催化剂通道堵塞且总烟气量不变时，必然造成其余催化剂通道内流速增加，通常认为当通道内烟气流速超过5.5m/s时，磨损会加速。理论上讲，飞灰的浓度、动能越高，与催化剂的碰撞频率越高，催化剂的磨损速度越高。磨损速度可以表示为：T∝ημω3τT－磨损量，g/m3；η－飞灰撞击受热面的撞击率；μ－飞灰浓度，g/m3；ω－烟气流速，m/s；τ－作用时间。催化剂的磨损除了和飞灰的速度有关外，还和来流烟气与催化剂的夹角有关。大量飞灰撞击到催化剂表面的作用力可分为法向分力和切向分力，法向分力使催化剂分子内能增加，导致催化剂表面产生细微裂纹；切向分力对切削作用，其中后者是磨损的主要作用因素。根据脱硝系统的设计规程，进入首层催化剂前的烟气流线与垂直方向夹角不超过10°，以减少切向削力。而图1中进入催化剂层的流线平均倾斜角度达到了34°。在高烟气流速和倾斜冲刷双重作用下，原催化剂单体大面积磨穿进而发生垮塌。综上所述，用整流格栅低位布置的反应器，因结构特点通常会导致飞灰大面积堆积和催化剂磨损严重等现象发生，这意味着实际参与脱硝反应的催化剂量可能就会达不到设计值要求。但是为了保证烟囱出口排放值不超标，许多电厂只能通过加大喷氨量来降低氮氧化物浓度，除了浪费还原剂，还会造成空预器堵塞，电袋挂灰糊袋等问题，增加机组运行成本。因此，如何提供一种有效提高烟气均匀性的SCR反应器及氮氧化物脱除系统是本领域技术人员需解决的技术问题之一。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种SCR反应器及氮氧化物脱除系统，能够实现烟气在SCR反应器内的均匀分布。为实现上述目的，本技术提供以下技术方案：第一方面，本技术提供一种SCR反应器，包括反应器和整流格栅，所述反应器由上至下依次形成入口烟道、催化烟道和出口烟道，所述入口烟道内设有第一导流组件，所述整流格栅的顶面在所述整流格栅内倾斜设置，且靠近所述反应器入烟口的一侧位于所述入口烟道的底面，远离所述反应器入烟口的一侧低于所述入口烟道的底面。进一步地，所述整流格栅的顶面与水平面之间的夹角为3°－10°。进一步地，所述整流格栅的顶面与水平面之间的夹角为5°。进一步地，所述第一导流组件具有多个导流通道，多个所述导流通道在所述第一导流组件的进气面上均匀分布。进一步地，沿着烟气的流动方向，所述导流通道斜向下延伸，且所述导流通道的延伸方向与水平面之间的夹角为25°－45°。进一步地，所述出口烟道内设有第二导流组件，所述第二导流组件用于将所述出口烟道内的烟气均匀导出所述出口烟道的出烟口。进一步地，所述第二导流组件包括均安装于所述出口烟道内的第一导流板和第二导流板，所述第一导流板和所述第二导流板上下分布。进一步地，所述出口烟道具有弯折段，所述弯折段位于所述出口烟道的进烟口与出烟口之间，所述第一导流板位于所述弯折段，所述第二导流板位于所述出口烟道的出烟口处。进一步地，所述催化烟道内由上至下依次设置有第一催化剂层、第二催化剂层和第三催化剂层。第二方面，本技术还提供一种氮氧化物脱除系统，包括上述方案所述的SCR反应器。本技术提供的SCR反应器及氮氧化物脱除系统能产生如下有益效果：在使用上述SCR反应器时，烟气自反应器的入烟口进入入口烟道，通过第一导流组件实现一次转向，随后经过整流格栅实现二次转向，将烟气均匀导向至催化烟道，并自出口烟道排出。相对于现有技术来说，本技术第一方面提供的SCR反应器中，将整流格栅顶面靠近反应器入烟口的一侧抬高，该侧位于入口烟道底面，远离反应器入烟口的一侧低于入口烟道底面，令入口烟道内原本易形成低压区的烟气能够在入口烟道底面快速进入整流格栅，不需要在入口烟道与催化烟道之间发生较大的转向，有效避免整流格栅靠近反应器入烟口的一侧高度过低而导致进入该侧整流格栅的烟气发生偏斜，甚至形成回流区。本技术第二方面提供的氮氧化物脱除系统有本技术第一方面提供的SCR反应器，从而具有本技术第一方面提供的SCR反应器所具有的一切有益效果。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中整流格栅低位布置时反应器内烟气流线图；图2为现有技术中整流格栅低位布置时反应器内烟气静压分布云图；图3为本技术实施例提供的SCR反应器内烟气流线图；图4为本技术实施例提供的SCR反应器内烟气静压分布云图。图标：1－反应器；11－入口烟道；12－催化烟道；13－出口烟道；2－整流格栅；3－第一导流组件；4－第二导流组件；41－第一导流板；42－第二导流板；5－第一催化剂层；6－第二催化剂层；7－第三催化剂层。具体实施方式下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SCR反应器，其特征在于，包括反应器(1)和整流格栅(2)，所述反应器(1)由上至下依次形成入口烟道(11)、催化烟道(12)和出口烟道(13)，所述入口烟道(11)内设有第一导流组件(3)，所述整流格栅(2)的顶面在所述整流格栅(2)内倾斜设置，且靠近所述反应器(1)入烟口的一侧位于所述入口烟道(11)的底面，远离所述反应器(1)入烟口的一侧低于所述入口烟道(11)的底面。/n

【技术特征摘要】
1.一种SCR反应器，其特征在于，包括反应器(1)和整流格栅(2)，所述反应器(1)由上至下依次形成入口烟道(11)、催化烟道(12)和出口烟道(13)，所述入口烟道(11)内设有第一导流组件(3)，所述整流格栅(2)的顶面在所述整流格栅(2)内倾斜设置，且靠近所述反应器(1)入烟口的一侧位于所述入口烟道(11)的底面，远离所述反应器(1)入烟口的一侧低于所述入口烟道(11)的底面。


2.根据权利要求1所述的SCR反应器，其特征在于，所述整流格栅(2)的顶面与水平面之间的夹角为3°－10°。


3.根据权利要求2所述的SCR反应器，其特征在于，所述整流格栅(2)的顶面与水平面之间的夹角为5°。


4.根据权利要求1所述的SCR反应器，其特征在于，所述第一导流组件(3)具有多个导流通道，多个所述导流通道在所述第一导流组件(3)的进气面上均匀分布。


5.根据权利要求4所述的SCR反应器，其特征在于，沿着烟气的流动方向，所述导流通道斜向下延伸，且所述导流通道的延伸方向与水平面之间的夹角为25°－4...

【专利技术属性】
技术研发人员：于涵，刘斌，李翔宇，闫保青，王宇，高峰，
申请(专利权)人：华润电力唐山曹妃甸有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13