CN203525567U

CN203525567U - Scr脱硝装置

Info

Publication number: CN203525567U
Application number: CN201320625221.9U
Authority: CN
Inventors: 王盛; 林寿眉; 王涛; 倪云峰
Original assignee: BEIJING SHUIMU XINGYUAN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING SHUIMU XINGYUAN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2023-10-10

Abstract

本实用新型提供了一种SCR脱硝装置。所述SCR脱硝装置，用于对锅炉的烟气进行脱硝，所述锅炉具有用于排放烟气的烟道，所述SCR脱硝装置包括用于将粉末催化剂喷入所述烟道中的催化剂喷射器。本实用新型将粉末催化剂喷入烟道中，保证催化剂具有最大的反应能力，喷射少量催化剂即可达到较好的脱硝效果；进一步地，配合使用减速层，可以延长粉末催化剂的停留时间，增加催化效率。本实用新型能够根据烟气中氮氧化物浓度的高低灵活调节粉末催化剂的喷入量，可以用于剧烈波动的氮氧化物烟气的处理。

Description

SCR脱硝装置

技术领域

本实用新型涉及烟气脱硝技术领域，特别是涉及一种新的SCR脱硝装置。

背景技术

目前，新建电厂通常会采用选择性催化还原（SCR）工艺进行脱硝。SCR脱硝***一般由SCR反应器、催化剂模块、氨储存以及供应***、氨喷射***、省煤器旁路、SCR旁路以及相关的测试控制***等组成。其中，催化剂模块以固定床的形式放置在SCR反应器的烟道中，在催化剂固定床的上游区域，NH3被喷入烟道中与烟气混合。当烟气流经催化剂固定床时，NH3与烟气中的氮氧化物在催化剂的参与下反应生成N2，实现脱硝。SCR工艺脱硝效果较好，但投资大，且要求催化剂模块具有良好的抗污染能力以抵御SO2和H2O的不利影响；同时还要求其具有良好的抗热冲击和机械强度性能。此外，由于SCR反应器需要设置在锅炉和除尘器之间，而SCR反应器体积较大，我国老电厂的锅炉与除尘器之间无足够空间可利用，从而无法采用SCR工艺进行脱硝。并且，现有的SCR***还存在着工作一段时间后，催化效果快速下降的缺陷。因此，需要开发新的烟气脱硝装置以及烟气脱硝方法。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是要提供一种新的SCR脱硝装置。本实用新型一个进一步的目的是要提供一种能够持续保持催化效率较高的SCR脱硝装置。本实用新型另一个进一步的目的是要简化现有的SCR脱硝***，提供一种适用于老电厂小空间使用的SCR脱硝装置。

为了实现上述至少一个目的，本实用新型提供了一种SCR脱硝装置，用于对锅炉的烟气进行脱硝，所述锅炉具有用于排放烟气的烟道，所述SCR脱硝装置包括用于将粉末催化剂喷入所述烟道中的催化剂喷射器。该粉末催化剂可以是对用于脱硝的选择性催化还原反应（SCR）起催化作用的催化剂。

在一种实施方式中，本实用新型的SCR脱硝装置还可以包括用于对流经所述减速层的所述烟气进行减速的减速层，沿所述烟气流动方向在所述催化剂喷射器的下游处设置在所述烟道中。在一种实施方式中，所述减速层可以具有多孔结构。

在一种实施方式中，所述催化剂喷射器可以包括：在所述烟道内延伸的管道；和沿所述管道布置的多个喷头。在一种实施方式中，所述管道可以在所述烟道内在水平面内延伸。

在一种实施方式中，本实用新型的SCR脱硝装置还可以包括催化剂输运***，所述催化剂输运***可以包括：风机；和旋转供料器，所述旋转供料器分别与催化剂源、所述风机以及所述催化剂喷射器连接，在所述风机的作用下将所述催化剂源中的粉末催化剂输运至所述催化剂喷射器。

在一种实施方式中，本实用新型的SCR脱硝装置还可以包括用于调节由所述催化剂喷射器喷入所述烟道中的粉末催化剂的量的调节器。

在一种实施方式中，本实用新型的SCR脱硝装置还可以包括还原剂喷射器，沿所述烟气流动方向在所述催化剂喷射器的上游处设置在所述烟道中。

在一种实施方式中，所述还原剂喷射器可以设置在所述烟道中的烟气温度适合发生选择性非催化还原反应的区域处。

在一种实施方式中，所述催化剂喷射器可以设置在所述烟道中的烟气温度适合发生选择性催化还原反应的区域处。

本实用新型至少具有以下几个方面的优点：

1）按照本实用新型的SCR脱硝装置，催化剂是以粉末的形式喷射在烟气中，因此其适合于在高尘环境中使用，催化剂的催化效果不会受烟气的影响而随时间降低。

2）本实用新型将粉末催化剂喷入烟道中，保证催化剂具有最大的反应能力，喷射少量催化剂即可达到较好的脱硝效果；进一步地，配合使用减速层，可以延长粉末催化剂的停留时间，增加催化效率。

3）传统脱硝工艺中放置在烟道中的催化剂含量是固定的，当烟气出现异常时无应急办法解救，而本实用新型能够根据烟气中氮氧化物浓度的高低灵活调节粉末催化剂的喷入量，可以用于剧烈波动的氮氧化物烟气的处理。

4）本实用新型的SCR脱硝装置不需额外设置SCR反应器和SCR旁路，脱硝反应可在锅炉的烟道中进行，节约了成本且占用空间小，适用于我国老电厂使用，并可根据现场状况采用不同喷射方式。

5）本实用新型可以将氨在高温时喷入，与烟气中的氮氧化物发生选择性非催化还原（SNCR）反应进行脱硝，当氨随烟气流运动至600℃温度以下时，与粉末催化剂接触，此时与烟气中的氮氧化物发生SCR反应。本实用新型可以同时兼有SNCR和SCR两种脱硝的效果，可更好实现烟气的脱硝处理。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的SCR脱硝装置的一种典型的应用场合；

图2是根据本实用新型一个实施例的催化剂输运***的结构示意图；

图3是根据本实用新型另一个实施例的催化剂输运***的结构示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的催化剂输运***的设备布置以及用地面积示意图。

附图中标记：

1，锅炉；2，氨气喷射器；3，氨气储罐；4，催化剂喷射器；5，催化剂入口；6，催化剂输运设备；7，减速层；8，烟道；9，空预器；10，电除尘器；11，吸收塔；12，热交换器；13，烟囱；201，风机；202，旋转供料器；203，催化剂储罐；204，蒸汽加热器；205，绞龙输送机；208，电控箱；209，操作平台；210，催化剂存放场地。

具体实施方式

图1示出了本实用新型实施例的SCR脱硝装置的一种典型的应用场合。如图1所示，现有的电厂一般包括锅炉1，用于排放烟气的烟道8，氨气储罐3，空预器9，电除尘器10，吸收塔11，热交换器12以及烟囱13等。在常规的SCR***中，SCR反应器设置在锅炉1和电除尘器10之间，为高尘环境布置。申请人发现，之所以现有的SCR反应器中催化剂的催化效率会快速下降，一方面是因为此区域烟气中携带的大量烟尘会对催化剂的孔眼造成堵塞，另一方面，在SCR运行过程中，催化剂还受到碱金属、水蒸汽、砷等物质的长期作用，造成催化剂中毒。这些因素都会引起催化剂加速失效。因此在本实用新型中，催化剂不是以固定床的形式放置在SCR反应器中，而是以粉末的形式喷射在烟气中。

本实用新型的SCR脱硝装置也可以设置在锅炉1和电除尘器10之间。其中，氨气喷射器2可以设置在烟道8中的上游区域，优选设置在烟道8中的烟气温度适合发生选择性非催化还原反应的区域处，例如可以设置在烟道8中的烟气温度为800℃的区域处。

催化剂入口5设置在烟道8上，位于氨气喷射器2的下游区域。粉末催化剂由催化剂输运设备6经催化剂入口5输运至烟道8内的催化剂喷射器4处，再由催化剂喷射器4喷入烟道8中。催化剂喷射器4可以包括：在烟道8内延伸的管道和沿管道布置的多个喷头。管道可以在烟道8中在一个水平面内延伸，延伸的方式可以为曲折延伸，也可以为螺旋式延伸。催化剂喷射器4可以设置在烟道8中的烟气温度适合发生选择性催化还原反应的区域处。例如，在使用以硫酸亚铁为活性成分制成的粉末催化剂时，该催化剂喷射器4可以布置在烟道8中的烟气温度为300～550℃的区域处。

顺着烟气流动方向在烟道8的位于催化剂喷射器4的下游区域，还可以设置用于对烟气进行减速的减速层7。减速层7可以具有多孔结构。减速层7可以由多孔材料制成。在一个实施例中，减速层7可以由陶瓷纤维和堇青石制成。例如可以将陶瓷纤维和堇青石混合后，成型为带有网格形状的格栅结构。由于减速层7存在大量的微孔，能够吸附上游流动过来的烟气中的粉末催化剂，可以作为脱硝主要反应场所。此外，减速层7的高表面积多孔性质能够分散和导流烟气，增加烟气在格栅的滞留时间，从而延长烟气与催化剂粉末的接触时间，增加脱硝效率。

图2示出了一个实施例的催化剂输运***的结构示意图。如图2所示，催化剂输运***6可以包括：风机201，分别与催化剂储罐203、风机201以及催化剂喷射器4连接的旋转供料器202。风机201用于提供输运粉末催化剂的气源。旋转供料器用于在风机的作用下将催化剂储罐203中的粉末催化剂输运至催化剂喷射器4。

催化剂输运***6还可以包括调节器（未示出），用于调节由催化剂喷射器4喷入烟道8中的粉末催化剂的量。调节器可以设在风机201处，通过调节风机201的出风量来调节进入催化剂喷射器4的催化剂粉末的含量。在一个实施例中，调节器也可以是设置在旋转供料器202上的流量调节阀。在另一个实施例中，调节器还可以是设置在连接旋转供料器202和催化剂喷射器4之间的管道上的阀门。该调节器最好是可电动控制的，这样，在一个优选的实施例中，还可以在烟道8内安装氮氧化物传感器，根据氮氧化物传感器探测到的氮氧化物的浓度来自动控制该调节器，以便向烟道8内喷入与氮氧化物的浓度相适合的量的粉末催化剂。

在如图3所示出的实施例中，与图2所示实施例相比，该催化剂输运***6还额外包括了蒸汽加热器204和绞龙输运机205。其中，蒸汽加热器204设置在风机201与旋转供料器202之间，用于加热从风机201吹出的气源，以便在气源与粉末催化剂混合时将粉末催化剂预热。该蒸汽加热器可以采用锅炉排放物的余热作为热源。绞龙运输机205用于将粉末催化剂从催化剂存放处输运至催化剂储罐203处。

图4示出了本实用新型一个实施例的催化剂输运***的设备布置以及用地面积示意图。如图4所示，主要包括催化剂存放场地210，绞龙输运机205，放置有催化剂储罐203和旋转供料器202的操作平台209，以及电控箱208和风机201。从图4可以看出，布置这些设备所需的空间不大于12m×5m，由于所需空间小，非常适合老电厂使用。可以根据老电厂已有锅炉和电除尘器的具体情况，将催化剂输运***做到美观、大方、简洁明快。

在本实用新型中，由于粉末催化剂以喷射的形式进入烟道中，最好使用无毒且廉价的催化剂，这样就可以在烟道中直接随烟气排放出去。以硫酸亚铁为活性成分的脱硝催化剂是一种优选的无毒催化剂。现有技术中已经公开了选取活性组分为硫酸亚铁，载体为分子筛制备的蜂窝状催化剂，可以按该催化剂中活性组分与载体的比例，制备成粉末状的催化剂，这是本领域技术人员容易实现的。

本实用新型的SCR脱硝装置的脱硝方法的一个实施例可以包括：

步骤a：将脱硝还原剂喷入到含有氮氧化物的烟气流中；

步骤b：在烟气流中喷入脱硝还原剂的下游区域，喷入粉末催化剂，使得脱硝还原剂在粉末催化剂的催化作用下与氮氧化物发生选择性催化还原反应。

在步骤a中，脱硝还原剂可以为氨，氨源的供给方式可以采用尿素热解或液氨等常规方式。在步骤b中，粉末催化剂可以选取以硫酸亚铁为活性成分制备的无毒粉末催化剂。可以根据氮氧化物的浓度调节向烟气流中喷入的粉末催化剂的量。此外，还可以提供减速层，顺着烟气流动方向设置在烟气流的喷入粉末催化剂的下游区域，用于降低混合有脱硝还原剂和粉末催化剂的烟气流的流速，以延长选择性催化还原反应的时间。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims

1.一种SCR脱硝装置，用于对锅炉的烟气进行脱硝，所述锅炉具有用于排放烟气的烟道，其特征在于，所述SCR脱硝装置包括用于将粉末催化剂喷入所述烟道中的催化剂喷射器。

2.根据权利要求1所述的SCR脱硝装置，其特征在于，还包括用于对流经所述减速层的所述烟气进行减速的减速层，沿所述烟气流动方向在所述催化剂喷射器的下游处设置在所述烟道中。

3.根据权利要求2所述的SCR脱硝装置，其特征在于，所述减速层具有多孔结构。

4.根据权利要求1所述的SCR脱硝装置，其特征在于，所述催化剂喷射器包括：

在所述烟道内延伸的管道；和

沿所述管道布置的多个喷头。

5.根据权利要求4所述的SCR脱硝装置，其特征在于，所述管道在所述烟道内在水平面内延伸。

6.根据权利要求1所述的SCR脱硝装置，其特征在于，还包括催化剂输运***，所述催化剂输运***包括：

风机；和

旋转供料器，所述旋转供料器分别与催化剂源、所述风机以及所述催化剂喷射器连接，在所述风机的作用下将所述催化剂源中的粉末催化剂输运至所述催化剂喷射器。

7.根据权利要求1所述的SCR脱硝装置，其特征在于，还包括用于调节由所述催化剂喷射器喷入所述烟道中的粉末催化剂的量的调节器。

8.根据权利要求1所述的SCR脱硝装置，其特征在于，还包括还原剂喷射器，沿所述烟气流动方向在所述催化剂喷射器的上游处设置在所述烟道中。

9.根据权利要求8所述的SCR脱硝装置，其特征在于，所述还原剂喷射器设置在所述烟道中的烟气温度适合发生选择性非催化还原反应的区域处。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的SCR脱硝装置，其特征在于，所述催化剂喷射器设置在所述烟道中的烟气温度适合发生选择性催化还原反应的区域处。