一种烟气选择性催化还原脱硝设备制造技术

一种烟气选择性催化还原脱硝设备，该设备包括烟道以及沿烟气流动方向依次设置在烟道内的脱硝剂供给装置和催化剂床层，其中，该设备还包括设置在烟道内的扰动装置和声波吹灰器，所述扰动装置位于所述脱硝剂供给装置和催化剂床层之间，所述声波吹灰器位于所述催化剂床层与所述扰动装置之间，用于对所述催化剂床层进行吹扫。所述扰动装置将烟气与脱硝剂混合均匀，从而既避免了局部氨浓度过大导致的局部催化剂床层失效加速和局部氨逃逸量超标的问题，同时也避免了局部氨浓度过小导致的达不到设计的脱硝效率的问题。所述声波吹灰器避免了烟气中的灰分沉积在催化剂床层表面或者积聚在催化剂床层的空隙中而导致的催化剂失效。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种烟气选择性催化还原脱硝设备。
技术介绍
烟气是热电厂的主要排放物之一，通过可燃物在燃烧器(即锅炉)中燃烧产生。 由于烟气中通常含有大量的氮氧化物NOx(如NO)，这些氮氧化物如果直接排放到大气 中，会导致腐蚀性很强的酸雨，因此烟气在排放之前必须经过脱氮(即脱硝)处理。目前，运用比较成熟的烟气脱硝技术主要有两种选择性催化还原(SCR)工 艺和选择性非催化还原脱硝(SNCR)工艺。SCR和SNCR脱硝工艺的化学反应原理都 是一样的，都是将脱硝剂(尿素或者氨)与烟气接触，使脱硝剂与烟气中的NOx进行选 择性还原反应生成氮气(N2)和水蒸气(H2O)。SNCR工艺一般在锅炉的炉膛内即燃烧 区(800-1250°C)进行选择性还原反应。SCR工艺则是在烟道内设置催化剂床层，在 280-420°C温度下，在催化剂存在的条件下进行催化选择性还原反应。SNCR和SCR各自有优缺点，SNCR的优点是不需要价格昂贵的催化剂床，缺点 是脱硝效果较差，脱硝率一般不超过40%。SCR的缺点则是需要使用价格昂贵的催化剂 床，而且需要有足够的空间设置催化剂床，优点则是脱硝效果较SNCR好，脱硝率一般 为60%以下。因此，如何高效地脱除烟气中的氮氧化物仍然是一个亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有脱硝工艺存在的脱硝效率不高的问题，提供一 种能够高效地脱除烟气中的氮氧化物的烟气脱硝设备。本技术的专利技术人发现，由于尾部烟道的容积较大，同时受锅炉本身结构和 位置的限制，脱硝剂的送入位置非常受限，因而进入尾部烟道的脱硝剂在尾部烟道的分 布通常都不均勻。而脱硝剂的均勻性对于SCR系统的脱硝效率影响很大。如果进入SCR 催化剂的氨分布不均勻，对于氨浓度大的部位将加速催化剂的失效，对于氨浓度小的部 位又达不到设计的脱硝效率，并且氨分布不均将必然造成局部氨逃逸量超标。因此，使 氨在尾部烟道的均勻分布是提高SCR系统脱硝效率的关键所在。本技术提供了一种烟气选择性催化还原脱硝设备，该设备包括烟道以及沿 烟气流动方向依次设置在烟道内的脱硝剂供给装置和催化剂床层，其中，该设备还包括 设置在烟道内的扰动装置和声波吹灰器，所述扰动装置位于所述脱硝剂供给装置和催化 剂床层之间，所述声波吹灰器位于所述催化剂床层与所述扰动装置之间，用于对所述催 化剂床层进行吹扫。根据本技术的烟气选择性催化还原脱硝设备在所述催化剂床层与脱硝剂供 给装置之间设置扰动装置，所述扰动装置用于对烟气进行扰动，将烟气与脱硝剂混合均 勻，从而既避免了局部氨浓度过大导致的局部催化剂床层失效加速和局部氨逃逸量超标的问题，同时也避免了局部氨浓度过小导致的达不到设计的脱硝效率的问题。并且，根 据本技术的烟气选择性催化还原脱硝设备在扰动装置和催化剂床层之间设置声波吹 灰器，可以避免烟气中的灰分沉积在催化剂床层表面或者积聚在催化剂床层的空隙中， 从而可以防止由于积灰而导致催化剂失效。附图说明图1为根据本技术的烟气选择性催化还原脱硝设备的一种实施方式；图2为本技术提供的烟气选择性催化还原脱硝设备中涉及扰动装置部分的 局部旋转剖视图；图3为显示本技术提供的烟气选择性催化还原脱硝设备中扰动装置的管状 物的端口朝向的示意图；图4为显示本技术提供的烟气选择性催化还原脱硝设备中声波吹灰器的辐 射喇叭的开口方向与烟气流动方向的角度的示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术进行详细地描述。如图1所示，根据本技术的烟气选择性催化还原脱硝设备，该设备包括烟 道1以及沿烟气流动方向依次设置在烟道1内的脱硝剂供给装置2和催化剂床层3，并 且，该设备还包括设置在烟道1内的扰动装置4和声波吹灰器5，所述扰动装置4位于所 述脱硝剂供给装置2和催化剂床层3之间，所述声波吹灰器5位于所述催化剂床层3与所 述扰动装置4之间，用于对所述催化剂床层进行吹扫。尽管各种能够实现扰动功能的扰动装置均可实现本技术的目的，例如，所 述扰动装置4可以为固定式均流装置，如均流板。但由于这种固定式均流装置需要通过 多次均流才能实现使脱硝剂与烟气的均勻混合，从而需要多组均流板，因而需要较大的 空间。因此，优选情况，如图2所示(图2为本技术提供的烟气选择性催化还原脱 硝设备中涉及扰动装置部分的局部旋转剖视图，即将图1所示的烟气选择性催化还原脱 硝设备从扰动装置3左侧部分截取，并将截取部分旋转90°后得到图2)，所述扰动装置4 为管状物，该管状物穿过烟道1的壁，一端端口位于烟道1中。进一步优选情况下，为 了更好的获得扰动效果，如图3所示，管状物位于烟道1中的端口的朝向Y与烟气流动方 向X的夹角α为70-90°。本技术中，所述扰动装置4只要设置在烟道1内并位于所述脱硝剂供给装置 2和催化剂床层3之间即可实现本技术的目的，但为了使得脱硝剂在进入催化剂床层 3之前与烟气充分混合均勻，优选情况下，所述扰动装置4与所述催化剂床层3之间的距 离尽可能远，进一步优选情况下，所述管状物位于烟道1中的端口与所述催化剂床层3之 间的路程为所述催化剂床层3厚度的5-10倍。其中，所述管状物位于烟道1中的端口与 所述催化剂床层3之间的路程指在烟气选择性催化还原脱硝反应过程中，烟气从所述管 状物位于烟道1中的端口行进至催化剂床层4的表面实际走过的距离。所述管状物可以为一个或多个，优选为3-10个。进一步优选所述多个管状物沿 烟道1的径向或周向分布。综合考虑扰动效果和对扰动装置的设备要求，本技术优选所述烟道1的 横截面积与所述管状物的位于烟道1中的端口的总面积之比为5000-50000 1。进 一步优选所述烟道1的横截面积与所述管状物的位于烟道1中的端口的总面积之比为 20000-30000 1。根据本技术的一种实施方式，该设备还包括扰动介质提供装置(图1中未示 出)，扰动介质提供装置为扰动装置4提供扰动介质。所述扰动介质提供装置可以是各种 能够提供扰动介质的装置，如高压钢瓶或泵。所述扰动装置4的一端端口与扰动介质提 供装置连通，另一端端口则穿过所述烟道1的壁而伸入所述烟道1内。根据本技术的第二种实施方式，所述扰动介质为不与烟气和脱硝剂反应的 惰性介质，根据现场情况和成本核算确定，优选是水蒸气、空气、氮气和元素周期表中 第零族元素中的一种或多种，从而不会因扰动而给烟气引入新的杂质，脱硝后的烟气能 够直接排放。根据本技术的第三种实施方式，所述扰动介质为烟气或者含脱硝剂和烟气 的混合物。所述作为扰动介质的烟气可以是经过脱硝处理或未经脱硝处理的烟气。当 使用未经脱硝处理的烟气作为扰动介质时，一方面无需外界供给扰动介质，另一方面还 能够使未经脱硝处理的烟气在起到扰动作用后也能获得脱硝效果。而使用含脱硝剂和 烟气的混合物时，特别是是用氨氮摩尔比符合脱硝反应的含脱硝剂和烟气的混合物作为 扰动介质时，扰动介质的通入还不会导致烟气和脱硝剂的混合物中脱硝剂浓度的大幅降 低。因此本技术优选所述扰动介质为未经脱硝处理的烟气或者含脱硝剂和烟气的混 合物，尤其优选所述扰动介质为含脱硝剂和烟气的混合物，更为优选NOx的氨氮摩尔比 为0.5-1.1 1的脱硝剂和烟气的混合物。根据本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气选择性催化还原脱硝设备，该设备包括烟道以及沿烟气流动方向依次设置在烟道内的脱硝剂供给装置和催化剂床层，其特征在于，该设备还包括设置在烟道内的扰动装置和声波吹灰器，所述扰动装置位于所述脱硝剂供给装置和催化剂床层之间，所述声波吹灰器位于所述催化剂床层与所述扰动装置之间，用于对所述催化剂床层进行吹扫。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：周国民，唐建城，李振忠，王松峰，赵海军，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，北京国华电力有限责任公司，神华国华国际电力股份有限公司北京热电分公司，
类型：实用新型
国别省市：11