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，该设备包括由包墙过热器围成的烟道以及设置在烟道内的脱硝剂供给装置，该设备还包括扰动装置和催化反应器，所述烟道包括第一垂直段、第二垂直段和水平段，所述水平段的两端分别与第一垂直段和第二垂直段的上部连通，所述包墙过热器的集箱位于第二垂直段的底部，所述脱硝剂供给装置位于第一垂直段内，所述扰动装置设置在烟道内并位于所述脱硝剂供给装置和所述催化反应器之间，催化反应器与第二垂直段的底部连通。所述扰动装置使得脱硝剂在烟道内均匀分布，从而既避免了局部氨浓度过大导致的催化剂快速失效的问题。本实用新型专利技术提供的设备能够防止催化剂床层因受热不均或位置不平整而导致的对催化剂床层的破坏。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种烟气选择性催化还原脱硝设备
本技术涉及一种烟气选择性催化还原脱硝设备。技术背景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NO1^BNO,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之一为选择性催化还原6CR)工艺，SCR 脱硝工艺的化学反应原理为在催化剂存在的条件下，在烟气中喷入脱硝剂(尿素或者 氨)，在特定的温度范围内与烟气中的NOx进行选择性还原反应生成氮气(N2)和水蒸气 (H2O)。与选择性非催化还原6NCR)工艺相比，SCR的脱硝效果好。但是，SCR工 艺需要有足够的空间设置催化剂床，并且，SCR的脱硝率也仅为60%以下，有待进一步 提尚。另外，为了有效利用烟气的高热量，烟道通常由内装除盐水的多个金属管(也 称包墙过热器)围成，烟气中的高热量通过辐射等传递方式传递给金属管内的除盐水， 从而获得过热蒸汽。多个金属管汇集于包墙过热器的集箱，催化剂床层通常位于烟道尾 部且集箱的底部。这种设置方式一方面会导致催化剂床层不平整，另一方面，也会导致 催化剂床层与集箱接触部位与其他部位温度不一致，从而使整个催化剂床层温度分布不 均，容易对催化剂床层造成破坏。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服SCR工艺存在的脱硝效率较低且催化剂床层容易 破坏的缺点，提供一种脱硝效率较高且不容易导致催化剂床层被破坏的烟气选择性催化 还原脱硝设备。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，该设备包括由包墙过热 器围成的烟道以及设置在烟道内的脱硝剂供给装置，其中，该设备还包括扰动装置和催 化反应器，所述烟道包括第一垂直段、第二垂直段和水平段，所述水平段的两端分别与 第一垂直段的上部和第二垂直段的上部连通，所述包墙过热器的集箱位于第二垂直段的 底部，所述脱硝剂供给装置位于第一垂直段内，所述扰动装置设置在烟道内并位于所述 脱硝剂供给装置和所述催化反应器之间，所述催化反应器与第二垂直段的底部连通。本技术提供的烟气选择性催化还原脱硝设备，通过在烟道内的脱硝剂供给 装置和催化剂床层之间增加扰动装置，使得脱硝剂在烟道内均勻分布，从而既避免了局 部氨浓度过大导致的催化剂快速失效的问题，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，而且也避免了由于氨分布不均造成局部氨逃逸量超标的问题。本技术通过使集箱位于所述催化反应器的上部，能够防止催化剂床层因受 热不均或位置不平整而导致的对催化剂床层的破坏。附图说明图1为本技术提供的烟气选择性催化还原脱硝设备的结构示意图；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。具体实施方式以下结合附图对本技术进行详细的说明。如图1所示，本技术提供的烟气选择性催化还原脱硝设备包括由包墙过热 器5围成的烟道1以及设置在烟道1内的脱硝剂供给装置2，其中，该设备还包括扰动装 置4和催化反应器3，所述烟道1包括第一垂直段a、第二垂直段c和水平段b，所述水平 段b的两端分别与第一垂直段a的上部和第二垂直段c的上部连通，所述包墙过热器5的 集箱6位于第二垂直段c的底部，所述脱硝剂供给装置2位于第一垂直段a内，所述扰动 装置4设置在烟道1内并位于所述脱硝剂供给装置2和所述催化反应器3之间，所述催化 反应器3与第二垂直段c的底部连通。本技术中，所述烟道1由金属管围成，金属管中可以通入热交换介质，从 而能够充分利用烟气中的热。优选情况下，所述金属管例如可以是碳钢管、不锈钢管、 铜管、钛管或者各种金属合金管等。根据本技术的烟气选择性催化还原脱硝设备，所述包墙过热器5的集箱6位 于第二垂直段c的底部，所述催化反应器3与第二垂直段c的底部连通。通过将催化反 应器3设置为与包墙过热器5的集箱6的底部连通，一方面烟气可以进入所述催化反应器 3进行选择性催化还原反应，另一方面能够防止催化剂床层因受热不均或位置不平整而导 致的对催化剂床层的破坏。所述催化反应器3可以为各种能够用于烟气选择性催化还原脱硝的反应器，具 体可以根据催化剂的形式进行选择，例如，所述催化反应器3可以为底部具有孔隙或者 缝隙的槽型反应器，槽型反应器的侧壁与烟道1的第二垂直段c的底部侧壁连接。按照本技术提供的烟气选择性催化还原脱硝设备，所述催化反应器3内装 有催化剂床层7，所述催化剂床层7的厚度可以在很大范围内改变，优选为1.5-2.0米。所述催化剂床层7可以根据所需达到的脱硝率进行适当选择。通常，要求获得 的脱硝率越高，在其他条件相同的情况下，催化剂床层7的厚度也越大。在同样脱硝率的情况下，烟气的流速越大，催化剂床层7的厚度也就越大。形成所述催化剂床层7的所述催化剂可以是各种能够催化脱硝剂与氮氧化物NOx 反应，使氮氧化物NOxR化为氮气的催化剂，优选为金属氧化物催化剂。例如，所述金属氧化物可以是％05、Fe203、CuO>Cr2O3> Co3O4> NiO> CeO2> La2O3> Pr6O11 > Nd2O3> Gd2O3> Yb2O3 中的一种或多种，优选 V205。进一步优 选所述催化剂是分散在TiO2上、以％05为主要活性组分、W03或MoO3为助催化剂的 钒钛体系，即\^205-W03/Ti02或\^205-Mo03/Ti02。 由于SCR反应中大量飞灰的存在， 为防止堵塞、减少压力损失、增加机械强度，优选将上述\^205-\￥03/沉02或％05-^/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(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°后得到图幻所示，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°角。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和催化反应器3之间即可实现本技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气选择性催化还原脱硝设备，该设备包括由包墙过热器围成的烟道以及设置在烟道内的脱硝剂供给装置，其特征在于，该设备还包括扰动装置和催化反应器，所述烟道包括第一垂直段、第二垂直段和水平段，所述水平段的两端分别与第一垂直段的上部和第二垂直段的上部连通，所述包墙过热器的集箱位于第二垂直段的底部，所述脱硝剂供给装置位于第一垂直段内，所述扰动装置设置在烟道内并位于所述脱硝剂供给装置和所述催化反应器之间，所述催化反应器与第二垂直段的底部连通。

【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[中国|北京]