烟气脱硝设备制造技术

一种烟气脱硝设备，该烟气脱硝设备包括由包墙过热器(8)围成的烟道(1)，其中，沿烟气的流动方向，烟道(1)内依次设置有脱硝剂供给装置(2)、脱硝剂补给装置(3)、省煤器(5)和催化剂床层(4)；烟道(1)包括第一垂直段(a)、第二垂直段(c)和水平段(b)，包墙过热器(8)的集箱(9)位于第二垂直段(c)的底部，第二垂直段(c)和水平段(b)之间设置有挡板(11)，所述包墙过热器的集箱(9)到所述省煤器(5)的顶部的距离为所述包墙过热器的集箱(9)到所述挡板(11)的顶部的距离的85-100％。根据本实用新型专利技术的烟气脱硝设备实现了烟气的SNCR和SCR联合脱硝，从而能够提高脱硝效率。（*该技术在2021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N0，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^0-420°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。 由此可见，烟气脱硝工艺中的脱硝率有待进一步提高。由于SCR脱硝的温度为280-420°C，而烟气的温度通常为800°C甚至1000°C以上， 为了实现烟气的降温和有效利用烟气的高热量，目前通常的做法是一方面使烟道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。另一方面是在催化剂床层前增设一个省煤器(即换热器)，省煤器由多个互相串联连接的换热管形成。为了保证换热后的烟气能够满足SCR反应的要求，换热管的数目非常庞大，从而省煤器的体积非常庞大。对于包括两个垂直段和一个水平段的η型烟道，省煤器通常设置在包墙过热器的集箱所在的垂直段内，即包墙过热器的集箱到所述省煤器的顶部的距离小于所述包墙过热器的集箱到水平段与垂直段相邻的位置的距离。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服现有的烟气脱硝工艺存在的脱硝率较低的缺点，提供一种脱硝率较高的烟气脱硝设备。为了解决上述问题，本技术的专利技术人曾试图对现有的SNCR用设备进行改进， 以开发出一种能够将SNCR和SCR相结合的设备，从而能够同时实现SNCR和SCR过程。然而，由于如上所述，SCR脱硝的温度为280-420°C，而烟气的温度通常为800°C甚至1000°C以上，为了保证换热后的烟气能够满足SCR工艺的要求，换热管的数目非常庞大，从而省煤器的体积非常庞大，而且包墙过热器的集箱到所述省煤器的顶部的距离小于所述包墙过热器的集箱到水平段与垂直段相邻的位置的距离，从而限制了很难在现有的烟道中增加催化剂床层，限制了催化剂床层在该烟道中的应用。为此，本技术提供了一种烟气脱硝设备，该烟气脱硝设备包括由包墙过热器围成的烟道，其中，沿烟气的流动方向，烟道内依次设置有脱硝剂供给装置、脱硝剂补给装置、省煤器和催化剂床层；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，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，包墙过热器的集箱位于第二垂直段的底部，第二垂直段和水平段之间设置有挡板，所述包墙过热器的集箱到所述省煤器的顶部的距离为所述包墙过热器的集箱到所述挡板的顶部的距离的85-100%。本技术通过使包墙过热器的集箱到所述省煤器的顶部的距离为所述包墙过热器的集箱到挡板顶部的距离的85-100%，在保证省煤器侧面不被烟气直接冲刷的情况下，能够使省煤器下方的烟道的空间尽可能大，从而能够在现有烟道中增设催化剂床层 ’另外，通过在省煤器的下游设置催化剂床层，并在省煤器的上游且SNCR反应区的下游设置脱硝剂补给装置，从而使得本技术的烟气脱硝设备能够实现SNCR脱硝和SCR脱硝，因此， 与SNCR工艺相比提高了脱硝效率，与SCR工艺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的烟气脱硝设备进行详细的说明。如图1所示，本技术提供了一种烟气脱硝设备，该烟气脱硝设备包括由包墙过热器8围成的烟道1，其中，沿烟气的流动方向，烟道1内依次设置有脱硝剂供给装置2、 脱硝剂补给装置3、省煤器5和催化剂床层4 ；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和第二垂直段b的上部连通，脱硝剂供给装置2位于第一垂直段a内，省煤器5和催化剂床层4位于第二垂直段c内，包墙过热器8 的集箱9位于第二垂直段c的底部，第二垂直段c和水平段b之间设置有挡板11，所述包墙过热器8的集箱9到所述省煤器5的顶部的距离为所述包墙过热器的集箱9到所述挡板 11的顶部的距离的85-100%，优选为90-100%，最优选为100%。在本技术提供的烟气脱硝设备中，优选情况下，如图2所示，所述省煤器5包括换热管6和多个换热片7，所述换热管6穿过所述换热片7，并且换热管6的外壁与换热片7紧密接触。根据在本技术的一种实施方式，如图3所示，所述换热片7具有多个与换热管 6的形状相适应的空间，且该换热片7中的多个与换热管6的形状相适应的空间形成为平行的多行和多列的阵列，从而所述换热管6能够多次往返地依次穿过该换热片7，所述换热管 6形成与换热片7的上述阵列对应的阵列。根据本技术的另一种实施方式，如图4所示，每个换热片7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6的形状相适应的空间，所述换热管6穿过该空间与换热片7紧密接触。根据本技术的一种优选实施方式，所述多个换热片7平行排列，所述换热管6 多次往返地依次穿过多个平行排列的换热片7，形成平行的多行和多列的换热管阵列。根据本技术的另一种优选实施方式，所述多个换热片7平行排列，所述换热管6可以为多个，多个换热管6依次穿过多个平行排列的换热片7，形成平行的多行和多列的换热管阵列。根据在本技术的烟气脱硝设备，所述省煤器5中换热片7的数量可以在很大范围内变动，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7的总厚度可以为单行或单列换热管长度的10-20%。更优选的情况下，多个平行排列的换热片7中相邻的两个换热片的距离可以为 1-5厘米，多个平行排列的换热片7中每个换热片的厚度可以为0. 5-5厘米。所述换热片7的大小可以在很大范围内变动，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7的换热管6的总截面积可以占该换热片7单面面积的10-50%。所述换热管6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6的截面积可以为10-100平方厘米。此外，在所述省煤器本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种烟气脱硝设备，该烟气脱硝设备包括由包墙过热器（８）围成的烟道（１），其特征在于，沿烟气的流动方向，烟道（１）内依次设置有脱硝剂供给装置（２）、脱硝剂补给装置（３）、省煤器（５）和催化剂床层（４）；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（ｂ）的上部连通，脱硝剂供给装置（２）位于第一垂直段（ａ）内，省煤器（５）和催化剂床层（４）位于第二垂直段（ｃ）内，包墙过热器（８）的集箱（９）位于第二垂直段（ｃ）的底部，第二垂直段（ｃ）和水平段（ｂ）之间设置有挡板（１１），所述包墙过热器（８）的集箱（９）到所述省煤器（５）的顶部的距离为所述包墙过热器（８）的集箱（９）到所述挡板（１１）的顶部的距离的８５－１００％。

【技术特征摘要】
2010.05.21 CN 201020209735.2;2010.05.21 CN 20102021.一种烟气脱硝设备，该烟气脱硝设备包括由包墙过热器(8)围成的烟道(1)，其特征在于，沿烟气的流动方向，烟道(1)内依次设置有脱硝剂供给装置O)、脱硝剂补给装置 (3)、省煤器(5)和催化剂床层⑷；烟道⑴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(b)的上部连通，脱硝剂供给装置⑵位于第一垂直段(a)内，省煤器(5)和催化剂床层⑷位于第二垂直段(c)内，包墙过热器⑶的集箱(9)位于第二垂直段(c)的底部，第二垂直段(c)和水平段(b)之间设置有挡板(11)，所述包墙过热器(8)的集箱(9)到所述省煤器(5)的顶部的距离为所述包墙过热器(8)的集箱(9)到所述挡板(11)的顶部的距离的85-100%。2.根据权利要求1所述的烟气脱硝设备，其特征在于，所述省煤器(5)包括换热管(6) 和多个换热片(7)，所述换热管(6)穿过所述换热片(7)，并且换热管(6)的外壁与换热片 (7)紧密接触。3.根据权利要求2所述的烟气脱硝设备，其特征在于，每个换热片(7)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(6)的形状相适应的空间，所述换热管(6)穿过该空间与换热片(7)紧密接触。4.根据权利要求2或3所述的烟气脱硝设备，其特征在于，所述多个换热片(7)平行排列，所述换热管(...

【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