一种烟气脱硝设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种烟气脱硝设备，该设备通过使用新的省煤器（包括换热管和多个换热片，所述换热管穿过所述换热片，并且换热管的外壁与换热片紧密接触），从而在保证换热效率的情况下，大大降低了省煤器的体积，从而能够在节省出的空间内设置催化剂床层，同时实现了ＳＮＣＲ和ＳＣＲ过程，与ＳＮＣＲ反应相比提高了脱硝效率，与ＳＣＲ反应相比在保证脱硝效率的情况下，降低了催化剂床层的厚度，从而降低了成本。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种烟气脱硝设备
本技术涉及一种烟气脱硝设备。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NOjn 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6CR)工艺 和选择性非催化还原脱硝(SNCR)工艺。SNCR工艺一般在800-1300°C锅炉的炉膛内喷 入脱硝剂，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)，并排出与脱硝剂接触后的烟气。SNCR工艺存在 的问题是脱硝的效率低，一般SNCR脱硝技术的脱硝效率在40%以下。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。SCR工艺的脱硝效率较SNCR相对较高，一般可达到 50-60%。而且，尽管SCR脱硝效果较SNCR工艺的好，但如上所述，SCR的脱硝率也 仅为60%以下，有待进一步提高。虽然通过进一步提高催化剂床层的厚度能够稍微提高 SCR的脱硝率，但由于催化剂比较昂贵，会导致成本大幅提高。另外，如上所述，SNCR在800-1300°C进行，脱硝后烟气的温度通常为800°C甚 至1000°C以上，为了实现烟气的降温，目前通常的做法是在烟道的后部SNCR后增设一 个省煤器(即换热器)，省煤器由多个互相串联连接的换热管形成。尽管通过现有省煤器能够一定程度上降低SNCR后烟气的温度，但是，SNCR烟 气的温度仍然高达500°C以上。这样高的烟气排放温度，一方面不符合环保要求，另一方 面，烟气也带走大量的热量，不利于能源的再利用。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服现有脱硝工艺存在的脱硝效率较低、且不利于能 源再利用的缺点，提供一种脱硝程度高、且利于能源再利用的烟气脱硝设备。为了提高脱硝的效率，本技术的专利技术人试图通过直接增大SNCR中所用脱 硝剂的量，然而却意外地发现，虽然脱硝剂的量明显增加，但烟气中的氮氧化物NOxW 量不但没有降低反而有所上升，这可能是因为氨被氧化成了 NOx。为了解决上述问题，本技术的专利技术人进行了大量的研究，提出一种能够将 SNCR和SCR相结合的设备，并且这种设备能够在现有的SNCR用设备的基础上改进以 同时实现SNCR和SCR过程。本技术提供了一种烟气脱硝设备，该设备包括烟道以及设置在烟道内的脱 硝剂供给装置、省煤器和催化剂床层，沿烟气的流动方向，所述脱硝剂供给装置、省煤器和催化剂床层依次设置在所述烟道内，其中，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，所述脱硝剂 供给装置位于第一垂直段内，省煤器和催化剂床层位于第二垂直段内，所述省煤器包括 换热管和多个换热片，所述换热管穿过所述换热片，并且换热管的外壁与换热片紧密接 触。本技术通过使用新的省煤器(包括换热管和多个换热片，所述换热管穿过 所述换热片，并且换热管的外壁与换热片紧密接触)，从而在保证换热效率的情况下，大 大降低了省煤器的体积，由此能够在节省出的空间内设置催化剂床层，同时实现了 SNCR 和SCR过程，与SNCR反应相比提高了脱硝效率，与SCR反应相比在保证脱硝效率的情 况下，降低了催化剂床层的厚度，降低了成本。附图说明图1为本技术提供的烟气脱硝设备的结构示意图；图2为本技术的一种实施方式中的烟气脱硝设备中省煤器的结构示意图；图3为本技术的一种实施方式中的烟气脱硝设备中省煤器的换热片的结构 示意图；图4为本技术的另一种实施方式中的的烟气脱硝设备中省煤器的换热片的 结构示意图。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，一种烟气脱硝设备，该设备包括烟道1以及设置在烟道1内的脱硝 剂供给装置2、省煤器3和催化剂床层4，沿烟气的流动方向，所述脱硝剂供给装置2、省 煤器3和催化剂床层4依次设置在所述烟道1内，其特征在于，所述烟道1包括第一垂直 段5、第二垂直段6和水平段7，所述水平段7的两端分别与第一垂直段5和第二垂直段 6的上部连通，所述脱硝剂供给装置2位于第一垂直段内5，省煤器3和催化剂床层4位 于第二垂直段6内，所述省煤器3包括换热管8和多个换热片9，所述换热管8穿过所述 换热片9，并且换热管8的外壁与换热片9紧密接触。如图2所示，在一种优选实施方式中，所述多个换热片9平行排列，所述换热管 8多次往返地依次穿过多个平行排列换热片9，形成平行的多行和多列的换热管阵列。所述换热片的结构可以根据换热的需要和换热管的尺寸改变，例如，如图3所 示，所述换热片9上形成有与所述换热管8的尺寸匹配的空间。如图4所示，在另一种实施方式中，每个换热片9包括多个板体，该板体具有凹 槽且相邻的两个板体中的凹槽彼此相对，形成与换热管8的形状相适应的空间，所述换 热管8穿过该空间与换热片9紧密接触。在另一种优选实施方式中，所述多个换热片9平行排列，所述换热管8为多个， 多个换热管8依次穿过多个平行排列换热片9，形成平行的多行和多列的换热管阵列。在本技术中，所述省煤器3中换热片9的数量可以在很大范围内改变，可以 根据换热的需要以及尺寸的需要进行调整，优选情况下，多个平行排列的换热片9的总厚度可以为单行或单列换热管8长度的10-20%，更优选的情况下，多个平行排列的换热 片9中相邻的两个换热片9的距离可以为1-5厘米，多个平行排列的换热片9中每个换热 片9的厚度可以为0.5-5厘米。在本技术中，所述换热片9的大小可以在很大范围内改变，可以根据换热 的需要即尺寸的需要进行调整，优选情况下，穿过每个所述换热片9的换热管8的总截面 积可以占该换热片9单面面积的10-50%。所述换热管8的尺寸没有特别的限定，可以选 用各种常规的换热管尺寸，例如，所述换热管8的截面积可以为10-100平方厘米。此外，在所述省煤器3中，所述换热管8排列的密度可以在很大范围内改变，优 选情况下，平行的多行或多列换热管8中相邻的两行或两列换热管8的距离可以为5-25 厘米。在本技术的一种优选实施方式中，所述换热管8与多个换热片9形成一体结 构。根据本技术，所述脱硝剂供给装置2位于所述烟道的选择性非催化还原即 SNCR区。优选情况下，所述脱硝剂供给装置2到第一垂直段5的底部的距离A和脱硝 剂供给装置2和第一垂直段5的顶部到底部的距离B之间满足A B = 10-25 30，优 选 A B = 15-23 30。根据本技术，所述脱硝剂供给装置2可以是各种能够用于提供脱硝剂的装 置，优选情况下，所述脱硝剂供给装置2为管道，该管道穿过烟道1的壁，伸入烟道1 中，伸入烟道1中的管道上形成有开口。优选情况下，所述管道可以为多个，每根伸入 烟道1中的管道上的开口可以为多个。在一种优选的实施方式中，所述多个管道沿烟道1的轴向或周向排列，更优选 的情况下，每根伸入烟道1中的管道上的多个开口沿所述管道的轴向分布。为了使脱硝 剂与烟气更好的接触，所述开口的方向优选与烟道1中烟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气脱硝设备，该设备包括烟道（１）以及设置在烟道（１）内的脱硝剂供给装置（２）、省煤器（３）和催化剂床层（４），沿烟气的流动方向，所述脱硝剂供给装置（２）、省煤器（３）和催化剂床层（４）依次设置在所述烟道（１）内，其特征在于，所述烟道（１）包括第一垂直段（５）、第二垂直段（６）和水平段（７），所述水平段（７）的两端分别与第一垂直段（５）和第二垂直段（６）的上部连通，所述脱硝剂供给装置（２）位于第一垂直段内（５），省煤器（３）和催化剂床层（４）位于第二垂直段（６）内，所述省煤器（３）包括换热管（８）和多个换热片（９），所述换热管（８）穿过所述换热片（９），并且换热管（８）的外壁与换热片（９）紧密接触。

【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]