本實用新型屬于煙氣脫硝裝置和煤粉鍋爐運行領(lǐng)域，具體涉及一種SCR脫硝系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

選擇性催化還原法(SCR)是目前研究和應(yīng)用最為廣泛的一種脫硝技術(shù)，其原理為煙氣中的NO_x在催化劑的作用下，以NH₃作為還原劑，“有選擇性”地與NH₃反應(yīng)并生成無毒無污染的N₂和H₂O。目前在煤粉鍋爐環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域中主要采用SCR系統(tǒng)脫除鍋爐煙氣中的NO_x。

影響SCR脫硝效果的因素主要為：脫硝反應(yīng)溫度、催化劑活性、煙氣流場分布以及還原劑(NH₃)與NO_X的混合效果?，F(xiàn)投運的SCR脫硝裝置普遍存在不同程度的催化劑中毒、堵塞導(dǎo)致脫硝效率低、耗氨量大和氨逃逸超標等的技術(shù)缺陷，尤其是氨逃逸超標的情況已成為普遍現(xiàn)象，嚴重影響了SCR裝置和鍋爐機組的安全穩(wěn)定運行。當前環(huán)保要求日益嚴格，特別是東部沿海地區(qū)新上發(fā)電項目普遍要求煙氣污染物排放達到超凈排放要求(其中NO_x排放要求在50mg/Nm³以內(nèi))。

通常情況下，為適應(yīng)超凈排放要求，增加設(shè)置一層催化劑，但是因為流場不均、入口氮氧化物濃度不均、混合效果差等引起的局部氨氮摩爾比失調(diào)，當局部氨濃度過高，所有NO_x已經(jīng)全部還原時，則會出現(xiàn)局部區(qū)域NH₃大幅超標，從而導(dǎo)致空預(yù)器積灰腐蝕等問題的出現(xiàn)。針對上述問題，目前多采用調(diào)整煙道導(dǎo)流板或調(diào)整噴氨格柵等方法對SCR系統(tǒng)進行優(yōu)化調(diào)整，以改善SCR出口NO_X和NH₃分布不均的問題。然而，該方法存在諸多缺點，例如：在實際運行過程中，煙道中煙氣流動本身是多變的，且煙道導(dǎo)流板受煙道長度、位置局限等影響，對煙氣流場分布調(diào)整效果作用有限，特別是對于現(xiàn)在大型的鍋爐機組，煙道斷面尺寸非常大，無法真正實現(xiàn)速度場和濃度場均勻；無論是導(dǎo)流板還是其它常規(guī)混合器，氨噴入后與煙氣混合只能是常規(guī)靜態(tài)混合，混合的范圍也是在一定的局部范圍內(nèi)混合，無法實現(xiàn)整個煙道內(nèi)氨氮摩爾比均勻，當要求低高的NO_x排放濃度時，必定會出現(xiàn)局部NH₃注入量過多，逃逸超標；而且，噴氨格柵調(diào)整的手段單一，僅僅通過測量SCR出口NO_X的情況進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)作用有限，而且對機組負荷、燃燒調(diào)整等變化的適應(yīng)性不佳，只適用于單一的負荷和燃燒運行條件，當負荷變化后需要重新進行噴氨格柵調(diào)整；無法改善催化劑的局部浪費和催化劑的磨損和積灰問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型提供了一種SCR脫硝系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠節(jié)能、高效地改善SCR反應(yīng)器運行，改善NO_X和NH₃的混合效果，有效促進鍋爐煙氣污染物排放達標，實現(xiàn)綠色環(huán)保的目標。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種SCR脫硝系統(tǒng)，包括噴氨格柵、旋風式煙氣混合器和雙向換熱閥；

所述噴氨格柵設(shè)置于所述旋風式煙氣混合器的入口前；

所述旋風式煙氣混合器設(shè)置在尾部煙道，與鍋爐爐膛相通；

所述旋風式煙氣混合器的上部出口連接SCR反應(yīng)器的入口煙氣流道；

所述旋風式煙氣混合器的下部出口通過管道連接所述雙向換熱閥。

優(yōu)選的，所述噴氨格柵包括氨氣噴嘴和噴氨管路支管；所述氨氣噴嘴設(shè)置在所述噴氨管路支管上，所述噴氨管路支管設(shè)置于旋風混合器的入口前。

優(yōu)選的，所述噴氨格柵與所述旋風式煙氣混合器的入口之間具有間隔，位于所述噴氨格柵最底部的噴氨管路支管距離所述旋風式煙氣混合器的邊緣小于或等于200mm。

優(yōu)選的，在每個旋風混合器的入口前至少布置3根噴氨管路支管；所述氨氣噴嘴設(shè)置在煙氣流向的背風面，與所述煙氣流向呈60°。

優(yōu)選的，所述旋風式煙氣混合器包括冷灰斗，所述冷灰斗為所述旋風式煙氣混合器的下部；所述冷灰斗的下部出口通過管道連接所述雙向換熱閥。

上述SCR脫硝系統(tǒng)還包括：冷卻器和灰?guī)?；所述冷卻器連接所述灰?guī)?；所述雙向換向閥連接所述鍋爐爐膛和所述冷卻器。

上述SCR脫硝系統(tǒng)還包括：空氣預(yù)熱器和電除塵器；所述空氣預(yù)熱器連通所述SCR反應(yīng)器和所述電除塵器；所述電除塵器連接所述灰?guī)臁?/p>

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：

(1)本實用新型所提供的一種SCR脫硝系統(tǒng)，能在不增加SCR反應(yīng)器入口煙道長度的基礎(chǔ)上，通過在尾部煙道中依次設(shè)置噴氨格柵和旋風式混合器，利用了氣流的強烈旋轉(zhuǎn)大大提高了還原劑NH₃與NO_X的混合效果，使得鍋爐煙氣在進入SCR反應(yīng)器前即獲得均勻的NH₃/NO_X摩爾比，大大降低了煙氣流速不均對SCR反應(yīng)器脫硝效果的影響，避免出現(xiàn)局部NH₃/NO_x過大或過小而導(dǎo)致NH₃逃逸或脫硝效率低的問題；

(2)該系統(tǒng)對SCR反應(yīng)器運行變化有很好的適應(yīng)性，降低了機組負荷，使得SCR裝置和鍋爐機組能夠安全穩(wěn)定地運行；

(3)該系統(tǒng)在有效增強還原劑NH₃與NO_X混合效果同時，還可以有效地除去煙氣中大粒徑粉塵，實現(xiàn)飛灰脫除，有效地改善了催化劑的磨損和積灰問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型優(yōu)選實施例中所提供的一種SCR脫硝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

圖1為本實施例中所提供的一種SCR脫硝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本發(fā)明所提供的一種SCR脫硝系統(tǒng)，包括：噴氨格柵(1)、旋風式煙氣混合器(2)和雙向換熱閥(3)。所述旋風式煙氣混合器(2)設(shè)置在尾部煙道(11)，與鍋爐爐膛(12)相通；所述噴氨格柵(1)設(shè)置在所述旋風式煙氣混合器(2)的入口前；所述旋風式煙氣混合器(2)的上部出口連通SCR反應(yīng)器(4)的入口煙氣流道；所述雙向換熱閥(3)連接所述旋風式煙氣混合器(2)的下部出口。

其中，所述噴氨格柵(1)包括氨氣噴嘴和噴氨管路支管，所述氨氣噴嘴設(shè)置在所述噴氨管路支管上，所述噴氨管路支管設(shè)置于旋風混合器的入口前；在每個旋風混合器(2)的入口前至少布置3根噴氨管路支管，所述氨氣噴嘴設(shè)置在煙氣流向的背風面，與所述煙氣流向呈60°；所述噴氨格柵(1)與所述旋風式煙氣混合器(2)的入口之間具有間隔，位于所述噴氨格柵(1)最底部的噴氨管路支管距離所述旋風式煙氣混合器(2)的邊緣小于或等于200mm。

所述旋風式煙氣混合器(2)包括冷灰斗(21)，所述冷灰斗(21)為所述旋風式煙氣混合器(2)的下部，所述冷灰斗(21)的下部出口通過管道連接所述雙向換熱閥(3)。

上述SCR脫硝系統(tǒng)，還包括冷卻器(5)和灰?guī)?6)；所述冷卻器(5)連接所述灰?guī)?6)；所述雙向換向閥(3)連接所述鍋爐爐膛(12)和所述冷卻器(5)。

上述SCR脫硝系統(tǒng)，還包括：空氣預(yù)熱器(7)和電除塵器(8)；所述空氣預(yù)熱器(7)連通所述SCR反應(yīng)器(4)和所述電除塵器(8)；所述電除塵器(8)連接所述灰?guī)?6)。

在本實用新型所提供的一種SCR脫硝系統(tǒng)的實際運行過程中，鍋爐爐膛(12)產(chǎn)生的煙氣從鍋爐后的尾部煙道(11)中出來后，經(jīng)過所述噴氨格柵(1)噴出液氨后進入所述旋風式煙氣混合器(2)，煙氣中的NO_x和NH₃在所述旋風式煙氣混合器(2)中充分混合后從所述旋風式煙氣混合器(2)的上部出口流出，進入SCR反應(yīng)器(4)進行脫硝反應(yīng)，除去NO_x后煙氣進入空氣預(yù)熱器(7)換熱，換熱后的煙氣進入電除塵器(8)被進一步除去微小粉塵并通過煙囪排向大氣，微小粉塵則落入到灰?guī)?6)中。

其中，從鍋爐爐膛(12)中產(chǎn)生的煙氣的飛灰含量極高，還含有少量的粉塵。該煙氣進入旋風式混合器(2)后，飛灰和粉塵在旋風分離作用下落入旋風式混合器的冷灰斗(21)中；如果檢測到飛灰的含碳量較高時，冷灰斗(21)中的飛灰將通過雙向換向閥(3)送回鍋爐重新燃燒，實現(xiàn)節(jié)能利用；如果檢測到飛灰的含碳量較低時，冷灰斗(21)中的飛灰將通過雙向換向閥(3)送至冷卻器(5)經(jīng)降溫后送至灰?guī)?6)。

旋風式混合器(2)是本SCR脫硝系統(tǒng)的核心部件，其原理是利用氣氣(NH₃和煙氣)和氣固(煙氣和飛灰粉塵)兩相間的密度差，在離心力的作用下進行氣氣混合和氣固分離，從而保證煙氣中(NH₃)與NO_X的充分混合，使進入SCR反應(yīng)器前的煙氣擁有足夠的NH₃/NO_X摩爾比，降低煙氣流速不均對SCR反應(yīng)器脫硝效果的影響；而且，旋風式混合器分離飛灰粉塵的作用將大大減少進入SCR反應(yīng)器中的飛灰粉塵，改善催化劑的磨損和積灰問題。同時，噴氨格柵(1)氨氣噴嘴的布置位置也是本SCR脫硝系統(tǒng)的實現(xiàn)NH₃與NO_X的充分混合的一個關(guān)鍵技術(shù)，氨氣噴嘴設(shè)置在噴氨管路支管上，位于噴氨格柵(1)最底部的噴氨管路支管距離旋風式混合器入口內(nèi)壁不超過200mm。

本實用新型所提供的一種SCR脫硝系統(tǒng)，能在不增加SCR反應(yīng)器入口煙道長度的基礎(chǔ)上，通過在尾部煙道中依次設(shè)置噴氨格柵和旋風式混合器，利用了氣流的強烈旋轉(zhuǎn)大大提高了還原劑NH₃與NO_X的混合效果，使得鍋爐煙氣在進入SCR反應(yīng)器前即獲得均勻的NH₃/NO_X摩爾比，大大降低了煙氣流速不均對SCR反應(yīng)器脫硝效果的影響，避免出現(xiàn)局部NH₃/NO_x過大或過小而導(dǎo)致NH₃逃逸或脫硝效率低的問題。該系統(tǒng)對SCR反應(yīng)器運行變化有很好的適應(yīng)性，降低了機組負荷，使得SCR裝置和鍋爐機組能夠安全穩(wěn)定地運行。該系統(tǒng)在有效增強還原劑NH₃與NO_X混合效果同時，還可以有效地除去煙氣中大粒徑粉塵，實現(xiàn)飛灰脫除，有效地改善了催化劑的磨損和積灰問題。