CN207996567U - Scr脱硝***烟道气体均混装置及scr脱硝*** - Google Patents

Abstract

本实用新型属于烟气脱硝技术领域，公开了一种SCR脱硝***烟道气体均混装置及SCR脱硝***，所述均混装置包括：支撑结构，设于烟道内；及至少一个均混单元，设于所述支撑结构上，每个所述均混单元包括至少一个活动扇叶，所述活动扇叶能够在外力作用下相对于所述支撑结构自由转动。本实用新型的均混装置使氨气与烟气的气体流经时能明显改变流体运动的方向，产生旋涡，大大增强了气体的混合程度，使得两者的混合更加均匀，进而使氨气能充分参与脱硝反应，有效地减少了氨气的逃逸，提高了脱硝活性；此外，本实用新型的均混装置便于加工和安装，适用性强，压力降较小，便于大规模推广应用。

Description

SCR脱硝***烟道气体均混装置及SCR脱硝***

技术领域

本实用新型属于烟气脱硝技术领域，具体涉及一种SCR脱硝***烟道气体均混装置及SCR脱硝***。

背景技术

随着环境问题的日益突出，氮氧化物已成为我国大气污染排放的主要控制目标之一。选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，简称“SCR”)因工艺成熟、***稳定、脱硝效率高等优点成为烟气脱硝技术的首选。SCR技术是将还原剂氨通过输氨管道送入烟道中，与烟道中的烟气混合，然后在催化剂的作用下，还原剂氨选择性的与烟气中的NO_x发生反应，将NO_x还原成N₂，同时生成H₂O。在这一工艺流程中，除了优质的催化剂本身外，另一关键因素是烟气中NO_x的均匀分布程度及催化剂上层烟气中的氮氧化物与还原剂氨的混合效果。在NH₃/NO_x过低的地方，脱硝效率得不到保证；在NH₃/NO_x过高的地方，氨逃逸率会升高，造成空气污染，同时NH₃还会与烟气中的SO₃和H₂O反应生成NH₄HSO₄或(NH₄)₂SO₄，造成空气预热器的严重堵灰，严重时对机组的安全和经济运行会造成很大的影响。然而，现有的SCR烟气脱硝***，烟道布置过于紧凑，导致烟气气流分布不均，烟气与氨混合不均等现象，严重影响了脱硝效率。因此，氨与烟气的均混装置设计成为SCR烟气脱硝***工艺设计中的关键。

为此，中国专利CN204034564U公开了一种气体均混装置，所述装置包括至少一组安装在烟道内的静态混合器，每组静态混合器由4个混合器单元组成，每个混合器单元由两个交叉的混合板叶片组成，且混合板叶片与烟气流向成30～60°夹角，最好每块混合板叶片与烟气流动方向的夹角相等；所述混合器单元的混合板叶片通过支撑杆固定在烟道内；所述静态混合器安装在SCR脱硝***的喷氨格栅上方1m～3m处。该现有技术设置在喷氨格栅上方，能对局部的烟气进行搅动，但无法实现宽度达十几米的烟道两侧的烟气相互掺混。此外，静态混合器是一种没有运动部件的设备，因此该专利中静态混合器的混合板叶片与烟气流向的夹角是固定的，不能随烟气流动方向的变化作出改变，在烟气流动方向发生变化时，混合板叶片势必会阻挡烟气的流动，增加气流阻力，增大体系压降，降低混合效率。

鉴于此，如何对现有的脱硝***中气体均混装置加以改进以克服以上不足，已成为本领域亟待解决的一个技术难题。

实用新型内容

因此，本实用新型解决的技术问题在于克服现有的SCR脱硝***烟道气体均混装置混合效率不高的问题，进而提供一种随烟气流动方向能实时调整混合板叶片的SCR脱硝***烟道气体均混装置及包括其的SCR脱硝***。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供了一种SCR脱硝***烟道气体均混装置，包括：

支撑结构，设于烟道内；

至少一个均混单元，设于所述支撑结构上，每个所述均混单元包括至少一个活动扇叶，所述活动扇叶能够在外力作用下相对于所述支撑结构自由转动。

进一步地，所述活动扇叶的叶面与所述烟道的进气方向呈夹角设置。

更进一步地，所述活动扇叶的叶面与所述烟道的进气方向夹角为15～90°。

进一步地，所述均混单元有2～15个。

进一步地，所述均混单元还包括转动轴，所述转动轴可转动地连接于所述支撑结构上，所述活动扇叶固定连接于所述转动轴上。

进一步地，每个所述均混单元包括多个活动扇叶，多个所述活动扇叶相互间隔的错位设置于所述转动轴上。

更进一步地，所述活动扇叶有2～8个。

进一步地，同一所述均混单元的多个所述活动扇叶(42)的叶面与所述烟道的进气方向所成夹角均不相同。

进一步地，所述活动扇叶的叶面自转动中心至扇叶的径向边缘朝向所述烟道的延伸方向倾斜延伸。

进一步地，多个所述均混单元共平面设置。

进一步地，多个所述均混单元所在平面垂直于所述烟道延伸方向设置。

进一步地，所述支撑结构包括固定设置于所述烟道内的框体，以及交叉设置于所述框体内的支撑杆，所述均混单元设于所述支撑杆上。

更进一步地，所述均混单元设于多个所述支撑杆的交汇处。

本实用新型还提供了一种SCR脱硝***，包括：

烟道；

喷氨格栅，设于所述烟道内；

以及上述的SCR脱硝***烟道气体均混装置，所述均混装置设于所述烟道内。

进一步地，所述均混装置位于所述喷氨格栅下游。

进一步地，所述均混装置还位于所述喷氨格栅上游。

进一步地，所述均混装置设置为多个，沿所述烟道的延伸方向间隔设置，相邻两个所述均混装置的间隔距离不小于1900mm。

进一步地，位于所述喷氨格栅下游的所述均混装置为1～3个，位于所述喷氨格栅上游，所述均混装置为1～2个。

本实用新型的技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型的SCR脱硝***烟道气体均混装置，包括支撑结构和至少一个均混单元，所述均混单元设于所述支撑结构上，每个所述均混单元包括至少一个活动扇叶，所述活动扇叶能够在外力作用下相对于所述支撑结构自由转动，利用烟气经过活动扇叶改变流体的流动方式强制混合，通过减小烟道的横截面积增加流速，增强烟道内流体的湍流度，从而有效地减少尾部氨逃逸率；相较于现有技术中固定设置的均混扇叶，自由转动的活动扇叶能随烟道气体流动方向的变化实时调整扇叶与烟道气体流动方向的夹角，避免了由于扇叶固定不动，在烟道气体气流流动状态发生变化时固定扇叶对气体的扰动作用下降、体系压降升高，造成扰动效果不稳定的情况，利用活动扇叶的自由转动，使得烟道内的气体在扇叶型动态导流组件的扰流作用下，形成了强旋流和湍流，氨气与烟气混合组分在较短的距离内就得到了极大的扩散和混合，提高了均混装置对烟道气体状态变化的适应性，进一步提升SCR脱硝***的脱硝性能，解决SCR脱硝***氨逃逸偏高等问题，提高了脱硝效率。

2.本实用新型的SCR脱硝***烟道气体均混装置，对活动扇叶的数量、倾斜角度及安装方式以及均混单元的数量等作了进一步限定，通过使用流体动力学计算软件进行验证表明，该设计能够对氨与烟气快速执行混合，大大提高混合程度，实现氨与烟气之间的均匀混合，且均混装置的阻力约为40Pa，不会明显增加SCR脱硝***的烟道阻力，完全满足SCR脱硝***性能设计要求。

3.本实用新型的SCR脱硝***烟道气体均混装置，同一均混单元的多个所述活动扇叶的叶面与所述烟道的进气方向所成夹角均不相同，因此，在SCR反应器入口能够明显减小流场的不均匀性，降低流场扰动性。

4.本实用新型的SCR脱硝***烟道气体均混装置，每个活动扇叶的叶片自转动中心至扇叶的径向边缘朝向所述烟道的延伸方向倾斜延伸，即活动扇叶的叶面不与转动轴垂直设置，这种设置使得叶片在不同径向位置的周向速度不同，进而导致叶片周围的气流速度均不同，大大增强了扇叶对烟道内气体流的扰动效果。

5.本实用新型的SCR脱硝***烟道气体均混装置，多个所述均混单元共平面设置，且多个所述均混单元所在平面垂直于所述烟道延伸方向设置，使氨气与烟气的混合气体流经均混单元时能明显改变流体运动的方向，产生旋涡，大大增强了气体的混合程度，使得两者的混合更加均匀，进而使氨气能充分参与脱硝反应，有效地减少了氨气的逃逸，提高了脱硝活性。

6.本实用新型的SCR脱硝***烟道气体均混装置的支撑结构包括固定设置于所述烟道内的框体以及交叉设置于所述框体内的支撑杆，所述均混单元设于多个所述支撑杆的交汇处，交叉设置的支撑杆将竖直烟道分成若干格状通道，喷入烟道内的气体被格状通道分散，并在活动扇叶的扰流作用下，形成了强烈的旋流和湍流，使烟气和氨气在较短的距离内就能实现极为充分的混合；并且设置在交汇处更有利于对均混单元的稳定固定。

7.本实用新型的SCR脱硝***，包括烟道、设于所述烟道内喷氨格栅及SCR脱硝***烟道气体均混装置，所述均混装置强制改变了气体流动的方向，并以动态的方式使SCR脱硝***烟道流场浓度分布均匀化。

8.本实用新型的SCR脱硝***，在喷氨格栅的下游设置均混装置，所述均混装置使从喷氨格栅中喷出的氨气与烟气充分混合。

9.本实用新型的SCR脱硝***，在喷氨格栅的上游设置均混装置，所述均混装置能够对烟气进行预混合，使烟气中的各组分均匀分布，进而使烟气中各组分均能与氨气充分接触。

10.本实用新型的SCR脱硝***设置多个均混装置，且沿烟道的延伸方向以不小于1900mm的间距间隔设置，该设置可以使SCR脱硝***内气体处于湍流状态，从而使烟气和还原氨气的分布更加均匀，提高了两者的混合效率；所述均混装置以一定的间距间隔设置，确保了较低的阻力降，提高了能量利用效率。

11.本实用新型的SCR脱硝***是在竖直的烟道中安装2～5个均混装置，与需要多处安装多个导流板的静态混合导流装置相比，该SCR脱硝***更便于加工和安装，适用性强，压力降较小，适用于现有的SCR烟气脱硝***。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的SCR脱硝***烟道气体均混装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的SCR脱硝***烟道气体均混装置的主视图；

图3为本实用新型实施例1提供的均混单元的立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例1提供的SCR脱硝***结构示意图。

附图标记说明：

1-烟道入口；2-下折弯管道；3-喷氨格栅；4-均混装置；5-竖直管道；6-SCR反应器入口膨胀节；7-上折弯管道；8-整流格栅；9-备用催化剂层；10-催化剂层；11-烟气出口；41-框体；42-活动扇叶；43-转动轴；44-支撑杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1、图2所示，一种SCR脱硝***烟道气体均混装置，由设于烟道内的支撑结构和设于所述支撑结构上的四个均混单元构成。为保证过大的烟气气流场中均混装置仍然能稳定运行，所述均混单元固定设置在支撑结构上。如图3所示，每个所述均混单元包括两个活动扇叶42和转动轴43，两个活动扇叶42沿轴向间隔且错位地固定连接于转动轴43上，转动轴43沿烟道的延伸方向可转动地设置于支撑结构上，活动扇叶42能够在外力作用下相对于所述支撑结构自由转动，自由转动的活动扇叶42能随烟气流动方向实时调整其与烟气的夹角，而不会阻挡烟气的流动，有利于降低体系压降，能量利用效率高。

为了在SCR反应器入口能够减小流场的不均匀性，降低流场扰动性，同一个所述均混单元的两个所述活动扇叶42的叶面与所述烟道的进气方向所成夹角分别为15°和60°，所述活动扇叶42的叶面自转动中心至扇叶的径向边缘朝向所述烟道的延伸方向倾斜延伸，两个所述活动扇叶42与转动轴43的夹角均为60°。四个所述均混单元共平面设置，且其所在平面垂直于所述烟道延伸方向设置，这种设置使氨气与烟气的气体流经均混单元时能明显改变流体运动的方向，产生旋涡，大大增强了气体的混合程度，使得两者的混合更加均匀，进而使氨气能充分参与脱硝反应，有效地减少了氨气的逃逸，提高了脱硝活性。

如图2所示，所述支撑结构包括固定设置于所述烟道内的框体41，以及交叉设置于所述框体内的支撑杆44，框体41内的若干支撑杆44沿烟道延伸方向上分为两层间隔设置，转动轴连接于两层支撑杆结构之间。本实施例中，所述均混单元设于横向支撑杆及纵向支撑杆的交汇处，交叉设置的支撑杆将竖直烟道分成若干格状通道，喷入烟道内的气体被格状通道分散，并在均混单元的扰流作用下，形成了强烈的旋流和湍流，使烟气和氨气在较短的距离内就能实现极为充分的混合。从实用的角度考虑，本实施例中的框体及支撑杆均可采用钢制结构。

如图4所示，本实施例提供了一种SCR脱硝***，包括烟道、设于所述烟道内喷氨格栅及SCR脱硝***烟道气体均混装置，所述均混装置强制改变了气体流动的方向，并通过动态扰动的方式使SCR脱硝***烟道流场浓度分布均匀化。

为让SCR脱硝***内气体处于湍流状态，如图4所示，所述SCR脱硝***设置两个均混装置，分别位于喷氨格栅的上游及下游。上游的所述均混装置使烟气中的各组分均匀分布，进而使烟气中各组分均能与氨气充分接触；下游的所述均混装置使从喷氨格栅中喷出的氨气与烟气充分混合。为确保较低的阻力降，提高能量利用效率，本实施例中，两个所述均混装置之间的间距为1900mm。

将本实用新型实施例1的SCR脱硝***烟道气体均混装置应用于某燃煤电厂(锅炉型号DG1900/25.4-Ⅱ1型，锅炉负荷600MW)，烟气量227000Nm³/h，烟气温度300～400℃，烟气中NO_x浓度为620mg/Nm³，氨氮比0.941，最终使烟气中NO_x浓度降低至40mg/Nm³以内，脱硝效率为94％，氨逃逸浓度降低至3ppm以下，满足电厂燃煤锅炉“超低排放”标准的要求。

作为实施例1的可替换实施方式，均混装置仅设置于喷氨格栅的上游或者下游。

作为实施例1的可替换实施方式，同一均混装置的多个均混单元非共面设置，而是沿着烟道的延伸方向前后分散设置。

作为实施例1的可替换实施方式，两个所述活动扇叶42与转动轴43相互垂直。

实施例2

本实施例与实施例1结构基本相同，不同之处在于本实施例中所述SCR脱硝***包括3个均混装置，其中，喷氨格栅上游安装1个均混装置、下游安装2个均混装置。每个所述均混装置由15个均混单元组成，每个均混单元包括8个活动扇叶，所述活动扇叶的叶面与所述烟道的进气方向的夹角为90°。

将本实用新型实施例2的SCR脱硝***烟道气体均混装置应用于某燃煤电厂，锅炉负荷350MW，烟气量1048666Nm³/h，烟气温度300～400℃，烟气中NO_x浓度为560mg/Nm³，氨氮比0.902，最终使烟气中NO_x浓度降低至40mg/Nm³以内，脱硝效率为93％，氨逃逸浓度降低至3ppm以下，满足电厂燃煤锅炉“超低排放”标准的要求。

实施例3

本实施例与实施例1结构基本相同，不同之处在于本实施例中所述SCR脱硝***包括5个均混装置，其中，喷氨格栅上游安装2个均混装置、下游安装3个均混装置。每个所述均混装置由2个均混单元组成，每个均混单元包括2个活动扇叶，所述活动扇叶的叶面与所述烟道的进气方向的夹角为15°。

将本实用新型实施例3的SCR脱硝***烟道气体均混装置应用于某燃煤电厂，锅炉负荷350MW，烟气量1048666Nm³/h，烟气温度300～400℃，烟气中NO_x浓度为560mg/Nm³，氨氮比0.902，最终使烟气中NO_x浓度降低至45mg/Nm³以内，脱硝效率为92％，氨逃逸浓度降低至3ppm以下，满足电厂燃煤锅炉“超低排放”标准的要求。

对比例1

将中国专利CN204034564U实施例1的均混装置应用于某燃煤电厂，锅炉负荷350MW，烟气量1048666Nm³/h，烟气温度300～400℃，烟气中NO_x浓度为560mg/Nm³，氨氮比0.902，最终使烟气中NO_x浓度降低至100mg/Nm³以内，脱硝效率为82％，氨逃逸浓度降低至15ppm。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (18)

1.一种SCR脱硝***烟道气体均混装置，其特征在于，包括：

支撑结构，设于烟道内；

至少一个均混单元，设于所述支撑结构上，每个所述均混单元包括至少一个活动扇叶(42)，所述活动扇叶(42)能够在外力作用下相对于所述支撑结构自由转动。

2.根据权利要求1所述的SCR脱硝***烟道气体均混装置，其特征在于，所述活动扇叶(42)的叶面与所述烟道的进气方向呈夹角设置。

3.根据权利要求2所述的SCR脱硝***烟道气体均混装置，其特征在于，所述活动扇叶(42)的叶面与所述烟道的进气方向夹角为15～90°。

4.根据权利要求1所述的SCR脱硝***烟道气体均混装置，其特征在于，所述均混单元有2～15个。

5.根据权利要求4所述的SCR脱硝***烟道气体均混装置，其特征在于，所述均混单元还包括转动轴(43)，所述转动轴(43)可转动地连接于所述支撑结构上，所述活动扇叶(42)固定连接于所述转动轴(43)上。

6.根据权利要求5所述的SCR脱硝***烟道气体均混装置，其特征在于，每个所述均混单元包括多个活动扇叶(42)，多个所述活动扇叶(42)相互间隔的错位设置于所述转动轴(43)上。

7.根据权利要求6所述的SCR脱硝***烟道气体均混装置，其特征在于，每个所述均混单元的所述活动扇叶(42)有2～8个。

8.根据权利要求7所述的SCR脱硝***烟道气体均混装置，其特征在于，同一所述均混单元的多个所述活动扇叶(42)的叶面与所述烟道的进气方向所成夹角均不相同。

9.根据权利要求8所述的SCR脱硝***烟道气体均混装置，其特征在于，所述活动扇叶(42)的叶面自转动中心至扇叶的径向边缘朝向所述烟道的延伸方向倾斜延伸。

10.根据权利要求9所述的SCR脱硝***烟道气体均混装置，其特征在于，多个所述均混单元共平面设置。

11.根据权利要求10所述的SCR脱硝***烟道气体均混装置，其特征在于，多个所述均混单元所在平面垂直于所述烟道延伸方向设置。

12.根据权利要求1所述的SCR脱硝***烟道气体均混装置，其特征在于，所述支撑结构包括固定设置于所述烟道内的框体(41)，以及交叉设置于所述框体内的支撑杆(44)，所述均混单元设于所述支撑杆(44)上。

13.根据权利要求12所述的SCR脱硝***烟道气体均混装置，其特征在于，所述均混单元设于多个所述支撑杆(44)的交汇处。

14.一种SCR脱硝***，其特征在于，包括：

烟道；

喷氨格栅(3)，设于所述烟道内；

以及至少一个如权利要求1-13任一项所述的SCR脱硝***烟道气体均混装置，所述均混装置(4)设于所述烟道内。

15.根据权利要求14所述的SCR脱硝***，其特征在于，所述均混装置(4)位于所述喷氨格栅(3)下游。

16.根据权利要求15所述的SCR脱硝***，其特征在于，所述均混装置(4)还位于所述喷氨格栅(3)上游。

17.根据权利要求14所述的SCR脱硝***，其特征在于，所述均混装置(4)设置为多个，沿所述烟道的延伸方向间隔设置，相邻两个所述均混装置(4)的间隔距离不小于1900mm。

18.根据权利要求17所述的SCR脱硝***，其特征在于，位于所述喷氨格栅(3)下游的所述均混装置(4)为1～3个，位于所述喷氨格栅(3)上游所述均混装置(4)为1～2个。