一种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烟道(1)以及设置在该烟道(1)内的第一脱硝剂供给装置(3)和催化剂床层(5)，其特征在于，该烟气脱硝设备还包括第二脱硝剂供给装置(2)、扰动装置(4)和声波吹灰器(10)，沿烟气的流向，所述第二脱硝剂供给装置(2)、第一脱硝剂供给装置(3)、扰动装置(4)、声波吹灰器(10)和催化剂床层(5)依次设置在烟道(1)内。该烟气脱硝设备能够大大降低脱硝后的烟气中的NOx的含量，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。（*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。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。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服现有技术中SNCR脱硝装置和SCR脱硝装置存在的脱硝率较低的缺点，提供一种能够明显降低烟气中NOx含量的烟气脱硝设备。为了有效提高脱硝率，本技术的专利技术人试图通过对脱硝剂供给装置进行改进，以增大脱硝剂在烟气的非催化还原脱硝区的供给量，并在位于非催化还原脱硝区之后的烟道尾部增加一个催化剂床层，使非催化脱硝后的烟气直接进行选择性催化还原脱硝， 然而却意外地发现，随着烟道内非催化脱硝区脱硝剂供给量的明显增加，烟气中的氮氧化物NOx的量不但没有降低，反而较脱硝剂在上述范围内时有所上升，这可能是因为氨被氧化成了 N0X。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，结果发现，通过在所述烟道的1000-1300°C区域的下游至催化剂床层之前增加脱硝剂补给单元可以有效解决上述问题。原因可能是因为，烟道的1000-1300°C区域的下游的温度由于较低，在没有催化剂存在下，氨的上述副反应不能发生，而补充的脱硝剂能够与烟气一起在SCR区在催化剂的作用下进行脱硝反应，由此真正实现烟气的SNCR和SCR联合脱硝。本技术的专利技术人还发现，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。由此对于脱硝设备的脱硝效率影响也很大。如果通过催化剂的氨分布不均匀，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也是提高脱硝设备脱硝效率的关键所在。本技术提供了一种烟气脱硝设备，该烟气脱硝设备包括烟道以及设置在该烟道内的第一脱硝剂供给装置和催化剂床层，其特征在于，该烟气脱硝设备还包括第二脱硝剂供给装置、扰动装置和声波吹灰器，沿烟气的流向，所述第二脱硝剂供给装置、第一脱硝剂供给装置、扰动装置、声波吹灰器和催化剂床层依次设置烟道内。本技术提供的烟气脱硝设备，通过在烟道内脱硝剂供给装置和催化剂床层之间增加脱硝剂补给装置和扰动装置，能够在SNCR工艺之后向烟气中补充脱硝剂，保证SCR 工艺所需的脱硝剂的量，并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，使得SCR工艺能够真正发挥作用，进一步降低SNCR脱硝后的烟气中的NOx的含量，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。另外，通过使用省煤器， 提高了换热效率，通过在催化剂床层的上游设置声波吹灰器，使催化剂床层上沉积的灰尘能够穿过催化剂床层的孔隙而被烟气带走，从而进一步提高了脱硝的效率。附图说明图1为本技术提供的烟气脱硝设备的一种实施方式的结构示意图；图2为显示本技术提供的烟气脱硝设备的一种实施方式中扰动装置位置的局部结构示意图；图3为显示本技术提供的烟气脱硝设备的一种实施方式中扰动装置为管状物时，管状物位于烟道中的端口的朝向Y与烟气流动方向X的夹角α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，本技术提供的烟气脱硝设备包括烟道(1)以及设置在该烟道(1) 内的第一脱硝剂供给装置C3)和催化剂床层(5)，其特征在于，该烟气脱硝设备还包括第二脱硝剂供给装置O)、扰动装置(4)和声波吹灰器(10)，沿烟气的流向，所述第二脱硝剂供给装置( 、第一脱硝剂供给装置( 、扰动装置(4)、声波吹灰器(10)和催化剂床层(5)依次设置在烟道(1)内。所述烟道1的横截面可以为圆形、椭圆形、矩形、正方形或者各种不规则形状，烟道1本身可以是直行的，也可以是弯形的，根据本技术的一种实施方式，所述烟道包括第一垂直段a、第二垂直段c和位于该两个垂直段之间的一个水平段b，所述水平段b的两端各自与第一垂直段a、第二垂直段c的顶部连通。根据本技术的第一种实施方式，所述第二脱硝剂供给装置2和第一脱硝剂供给装置3位于第一垂直段a内，所述催化剂床层5位于第二垂直段c内。优选情况下，第二脱硝剂供给装置2到第一垂直段a的底部的距离A、第二脱硝剂供给装置2到所述第一脱硝剂供给装置3的距离B和所述第一垂直段a的顶部到底部的距离C之间优选满足A B C = 10-25 5-15 30，更优选A !BiC =15-23 5-13 30。此时所述第二脱硝剂供给装置2供给的脱硝剂进入所述烟道的非催化还原脱硝区域，所述第一脱硝剂供给装置3供给的脱硝剂进入所述烟道的位置对应于使用时所述烟道的温度为800°C左右的区域，有利于脱硝剂为尿素时，尿素分解为氨。通常情况下，相对于烟道的第一垂直段a的高度为30米、宽度10米、深度10米时，所述第一脱硝剂供给装置3位于所述第一垂直段a的23- 米的位置，所述第二脱硝剂供给装置2位于所述第一垂直段a的15-23米的位置。根据本技术的第二种实施方式，所述第二脱硝剂供给装置2位于第一垂直段 a内，第一脱硝剂供给装置3位于水平段b内，催化剂床层5位于第二垂直段c内。该实施方式适用于第一脱硝剂供给装置3补给的脱硝剂为氨水的情况。根据本技术的第三种实施方式，所述烟气脱硝设备还包括脱硝剂源(未示出)，为第二脱硝剂供给装置2和第一脱硝剂供给装置3提供脱硝剂。所述脱硝剂源例如可以是脱硝剂储罐或泵。所述第二脱硝剂供给装置2和第一脱硝剂供给装置3的一端端口与脱硝剂源连通，另一端端口则穿过所述烟道1的壁而伸入所述烟道1内。第二脱硝剂供给装置2和第一脱硝剂供给装置3可以共用一个脱硝剂源，也可以各自与不同的脱硝剂源连通，由不同的脱硝剂源提供脱硝剂。所述脱硝剂可以是各种能够与NOx反应从而降低烟气中NOx含量的试剂，例如可以是氨或各种在烟气脱硝条件下能够产生氨的物质，如尿素。上述脱硝剂优选以其水溶液的形式使用，所述溶液的浓度已为本领域技术人员所公知本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种烟气脱硝设备，该烟气脱硝设备包括烟道（１）以及设置在该烟道（１）内的第一脱硝剂供给装置（３）和催化剂床层（５），其特征在于，该烟气脱硝设备还包括第二脱硝剂供给装置（２）、扰动装置（４）和声波吹灰器（１０），沿烟气的流向，所述第二脱硝剂供给装置（２）、第一脱硝剂供给装置（３）、扰动装置（４）、声波吹灰器（１０）和催化剂床层（５）依次设置在之间的烟道（１）内。

【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