一種scr脫硝系統的製作方法

2023-04-22 19:21:26

一種scr脫硝系統的製作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及煙氣處理領域，具體地，涉及一種SCR脫硝系統。
【背景技術】
[0002] 富氧燃燒技術便於回收煙氣中co2,雖然其燃燒過程可以減少N0X的產生，但不能滿 足大氣汙染物排放標準中N0 X排放濃度要求，且較高的ΝΟχ濃度的煙氣不利於後續的C02壓縮 純化。對於按照富氧燃燒和空氣燃燒兼容工況設計的鍋爐，在富氧燃燒工況下煙氣量是空 氣燃燒工況的70 %~80 %，其ΝΟχ濃度基本相當，含塵濃度較空氣工況也有一定增加。SCR系 統如果按照空氣工況設計，切換到富氧工況時則煙氣流速偏低，容易造成催化劑積灰和堵 塞;如果按照富氧工況設計，切換到空氣燃燒工況時煙氣流速較高，加劇催化劑的磨損。綜 上，對於富氧燃燒和空氣燃燒兼容的鍋爐，兩種工況對應的燃氣量差距較大，空氣燃燒工況 較富氧燃燒工況煙氣量增加約20%~30%，採用同一套SCR脫硝系統，在上述兩種工況下煙 氣流速差別較大，催化劑很難適應。 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型的目的是克服現有的脫硝SCR系統無法兼容富氧燃燒工況和空氣燃燒 工況的缺陷，提供一種兼容富氧燃燒工況和空氣燃燒工況的SCR脫硝系統，該SCR脫硝系統 在空氣燃燒及富氧燃燒工況下能夠共用一套催化劑，並且能夠保持反應器及催化劑流速基 本相同，保證脫硝裝置的穩定運行。
[0004] 本實用新型提供了一種SCR脫硝系統，該SCR脫硝系統包括順序連接的鍋爐、SCR脫 硝裝置、煙氣預熱器和煙氣深度處理系統，以及從所述煙氣深度處理系統循環回鍋爐的一 次風管路和二次風管路，其中，所述SCR脫硝裝置的反應器入口處設置有脫硝補氣煙道，該 脫硝補氣煙道上設置有補氣煙道調節門，該脫硝補氣煙道與經過煙氣預熱器之後的一次風 管道和/或經過煙氣預熱器之後的二次風管道相連接。
[0005] 優選地，所述脫硝補氣煙道分叉為一次風補氣煙道與二次風補氣煙道兩條支路， 所述一次風補氣煙道與經過煙氣預熱器之後的一次風管道相連接，所述二次風補氣煙道與 經過煙氣預熱器之後的二次風管道相連接。
[0006] 優選地，所述煙氣深度處理系統包括順序連接的除塵器、第一煙氣換熱器(GGH)、 脫硫塔、煙氣冷凝器、第二煙氣換熱器和煙肉。所述煙氣換熱器可以為本領域各種常規的煙 氣換熱器，例如為迴轉式或水媒式的GGH。
[0007] 優選地，所述循環回鍋爐的一次風管路從第二煙氣換熱器和煙囪之間引出。
[0008] 優選地，所述一次風管路從第二煙氣換熱器引出之後，依次經過煙氣預熱器、增壓 風機和磨煤機之後循環回鍋爐。
[0009] 優選地，所述循環回鍋爐的二次風管路從除塵器和第一煙氣換熱器之間引出，和/ 或從第二煙氣換熱器和煙肉之間引出。所述二次風管路從除塵器引出之後，經過煙氣預熱 器之後循環回鍋爐。
[0010] 優選地，所述一次風管路和二次風管路上還各自設置有助氧閥。優選地，所述一次 風管路和/或二次風管路的末端還設置有支路，以將一次風和/或二次風從鍋爐的不同位置 引入。
[0011] 優選地，所述一次風管路在進入煙氣預熱器之前還設置有不進入煙氣預熱器的支 路以及位於該支路上的調節閥，用以調節通過煙氣預熱器之後的一次風的溫度。
[0012] 本實用新型的發明人經過深入研究後發現，為了解決現有技術所存在的上述問 題，可以按照空氣工況進行SCR反應器和催化劑選型，在切換到富氧工況後，利用加熱後的 循環煙氣補氣，由於脫硝補氣煙道採用調節型煙氣擋板門，脫硝裝置入口煙氣量可以基本 維持不變，從而保證煙氣流速在催化劑適應範圍內。此外，由於選用煙氣換熱器後的循環煙 氣，煙氣溫度仍然維持在脫硝催化劑要求的煙溫範圍內。此外，由於補氣的含塵量低，可以 使煙氣含塵濃度下降25%左右，接近空氣工況含塵濃度，從而降低了對催化劑的積灰、堵塞 和磨損，適應富氧燃燒(幹循環或溼循環)和空氣燃燒兼容工況的脫硝要求，即使在富氧燃 燒低負荷工況下，脫硝系統也能安全穩定運行。與採用兩套反應器相比，可有效減少佔地面 積，降低工程造價。
[0013] 本實用新型的其它特徵和優點將在隨後的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】

[0014] 附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面 的【具體實施方式】一起用於解釋本實用新型，但並不構成對本實用新型的限制。在附圖中：
[0015] 圖1是根據本實用新型的一種【具體實施方式】的SCR脫硝系統。
[0016] 附圖標記說明
[0017] 100-SCR脫硝裝置反應器入口 101-脫硝補氣煙道
[0018] 102-補氣煙道調節門 103-二次風補氣煙道104--次風補氣煙道
[0019] 2-鍋爐 3-SCR脫硝裝置 4-煙氣預熱器
[0020] 5-除塵器 6-第一煙氣換熱器 7-脫硫塔
[0021] 8-煙氣冷凝器 9-第二煙氣換熱器 10-煙囪
[0022] 11--次風機 12-二次風機 13-增壓風機
[0023] 14-磨煤機 15-經過煙氣預熱器的一次風管道
[0024] 16-經過煙氣預熱器的二次風管道 17-煙氣深度處理系統
[0025] 18-不進入煙氣預熱器的支路19-調節閥 20-助氧閥
[0026] 21-第一引風機 22-第二引風機 23-位於末端的二次風支路
[0027] 24-第一閥門 25-第二閥門
【具體實施方式】
[0028] 以下對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的
【具體實施方式】僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限制本實用新型。
[0029] 在本實用新型中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如"上、下"通常是指參 考附圖所示的上、下，使用的連接術語通常是指參考附圖所示的連接關係。
[0030] 本實用新型提供了一種SCR脫硝系統，如圖1所示，該SCR脫硝系統包括順序連接的 鍋爐2、SCR脫硝裝置3、煙氣預熱器4和煙氣深度處理系統17,以及從所述煙氣深度處理系統 17循環回鍋爐2的一次風管路和二次風管路，其中，所述SCR脫硝裝置3的反應器入口 100處 設置有脫硝補氣煙道101，該脫硝補氣煙道101上設置有補氣煙道調節門102,該脫硝補氣煙 道101與經過煙氣預熱器4之後的一次風管道15和/或經過煙氣預熱器4之後的二次風管道 16相連接。
[0031]由於富氧燃燒工況下煙氣量是空氣燃燒工況的70%~80%，因此在本實用新型 中，為了使切換到富氧工況後的循環煙氣量維持不變，所述SCR脫硝裝置3的反應器入口 100 處設置有脫硝補氣煙道101，該脫硝補氣煙道101用於將SCR脫硝系統中循環的一次風和/或 二次風補入SCR脫硝裝置中，並可以通過脫硝補氣煙道101上設置的補氣煙道調節門102來 調節補氣量，使得切換到富氧工況後進入SCR脫硝裝置的煙氣量與空氣燃燒工況時的煙氣 量基本相同。
[0032] 在本實用新型中，所述脫硝補氣煙道101與一次風管路和/或二次風管路相連的方 式沒有特別的限定，例如可以在補氣煙道調節門102下方分叉為一次風補氣煙道104與二次 風補氣煙道103兩條支路，所述一次風補氣煙道104與經過煙氣預熱器4之後的一次風管道 15相連接，所述二次風補氣煙道103與經過煙氣預熱器4之後的二次風管道16相連接。一次 風和二次風經過煙氣預熱器5預熱之後能夠基本達到SCR脫硝裝置3所需要的溫度，從而可 以保證系統的穩定運行。
[0033] 在本實用新型中，補入SCR脫硝裝置3的煙氣可以為一次風、二次風，或它們的混 合，在優選的情況下，補入SCR脫硝裝置3的煙氣為一次風與二次風的混合，氣量可由技術人 員根據工程設計數據計算，例如可一次風與二次風的補入的體積可以為1:0.5-3。一次風與 二次風補入量的調節方式可以通過一次風管道15和二次風管道16中的調節閥進行調節，也 可以通過在一次風補氣煙道104和二次風補氣煙道103上設置調節閥進行調節。
[0034]在本實用新型中，所述煙氣深度處理系統17沒有特別的限制，可以根據煙氣處理 的要求設置除塵、脫硫等裝置，例如，所述煙氣深度處理系統17可以包括順序連接的除塵器 5、第一煙氣換熱器6、脫硫塔7、煙氣冷凝器8、第二煙氣換熱器9和煙肉10。優選地，所述煙氣 深度處理系統17還包括一個或多個引風機，引風機的位置優選設置在所述煙氣深度處理系 統17的前端。當工況為富氧燃燒工況時，優選比空氣燃燒工況多使用一個或多個引風機，多 使用的引風機的位置可以位於煙氣深度處理系統17的前段也可以位於後段，如圖1的第一 引風機21和第二引風機22所示。另外，所述煙氣深度處理系統17中煙氣換熱器的設置方式 沒有特別的限定，可以根據煙氣換熱器的類型和煙氣冷凝器的需要進行設置，例如可以將 第一煙氣換熱器6和第二煙氣換熱器9合併設置，也可以如圖1所示分開設置。
[0035] 在本實用新型中，術語"一次風"沿用本領域常規的一次風的含義，一次風的引出 位置和一次風管路的流經方式是本領域技術人員能夠根據需要設置的，對此沒有特別的限 定。例如，所述循環回鍋爐2的一次風管路可以從第二煙氣換熱器9和煙囪10之間引出，並且 所述一次風管路被引出之後，依次經過煙氣預熱器4、增壓風機13和磨煤機14之後循環回鍋 爐2。
[0036] 另外，由於所述一次風管路也與所述一次風補氣煙道104連接，因此，根據需要，煙 氣的走向為，當所述一次風補氣煙道104通路打開時，一次風經過煙氣預熱器4(和增壓風機 13)後，一部分經過一次風補氣煙道104進入SCR脫硝裝置3中，另一部分經過磨煤機14循環 回鍋爐2中。
[0037] 在本實用新型中，術語"二次風"沿用本領域常規的二次風的含義，二次風的引出 位置和二次風管路的流經方式是本領域技術人員能夠根據需要設置的，對此沒有特別的限 定。例如，所述循環回鍋爐2的二次風管路可以從除塵器5和第一煙氣換熱器6之間引出，和/ 或從第二煙氣換熱器9和煙肉10之間引出。所述二次風可以為上述兩處引出位置所得的煙 氣的混合，但是通常地，所述二次風為其中一處位置引出的煙氣，具體地，當富氧燃燒工況 為溼循環時，優選第一閥門24打開，第二閥門25關閉，所述二次風為從除塵器5和第一煙氣 換熱器6之間引出的煙氣，當富氧燃燒工況為幹循環時，優選第二閥門25打開，第一閥門24 關閉，所述二次風為從第二煙氣換熱器9和煙囪10之間引出的煙氣。
[0038] 另外，由於所述二次風管路也與所述二次風補氣煙道103連接，因此，根據需要，煙 氣的走向為，當所述二次風補氣煙道103通路打開時，二次風經過煙氣預熱器4後，一部分經 過二次風補氣煙道103進入SCR脫硝裝置3中，另一部分循環回鍋爐2中。
[0039] 根據本實用新型，由於經過除塵器後的煙氣含塵量較低，可以使煙氣含塵濃度下 降25%左右，從而降低了對催化劑的積灰、堵塞和磨損。所述二次風管路被引出之後，可以 經過煙氣預熱器4之後循環回鍋爐2。
[0040] 在本實用新型中，所述一次風管路和二次風管路上還可以各自設置有助氧閥20， 助氧閥的位置優選為靠近風機，可以位於風機之前或之後，主要用於在富氧燃燒工況時助 燃。
[0041] 在本實用新型中，所述一次風管路和/或二次風管路的末端還設置有支路，以將一 次風和/或二次風從鍋爐的不同位置引入，例如圖1所示的二次風支路23,該支路引出部分 二次風從較為靠上的位置引入鍋爐。
[0042] 在本實用新型中，所述一次風管路在進入煙氣預熱器4之前還設置有不進入煙氣 預熱器的支路18以及位於該支路上的調節閥19,該支路和閥門的作用主要在於向預熱後的 煙氣中通過未經預熱的煙氣，使所得一次風的溫度有所降低，通過調節未經預熱的煙氣的 量，可以使一次風的溫度控制在所需的範圍內。
[0043] 在本實用新型中，優選地，在每條管道上設置調節閥，用於流量控制。
[0044] 根據本實用新型一種【具體實施方式】，採用圖1所示的SCR脫硝系統進行，當處於空 氣燃燒工況下時，補氣煙道調節門102關閉，鍋爐2燃燒產生的煙氣進入SCR脫硝裝置3中脫 硝，脫硝後的煙氣經過煙氣預熱器4之後進入煙氣深度處理系統17深度處理得到符合要求 的煙氣後排放或再利用;並且，從所述煙氣深度處理系統17中的除塵器5和第一煙氣換熱器 6之間（溼循環時)或從第二煙氣換熱器9和煙囪10之間（幹循環時）引出二次風管路，該二次 風管路中的二次風經煙氣預熱器4後循環回鍋爐2中；在所述煙氣深度處理系統17中的第二 煙氣換熱器9和煙肉10之間引出一次風管路，該一次風管路中的一次風依次經過煙氣預熱 器4、增壓風機13和磨煤機14之後循環回鍋爐2中。當本實用新型的SCR脫硝系統切換到富氧 燃燒工況下時，在上述空氣燃燒工況的基礎上，打開補氣煙道調節門102,使得一次風管道 15中的部分一次風和/或二次風管道16中的部分二次風分別經過一次風補氣煙道104與二 次風補氣煙道103,經過脫硝補氣煙道101進入通過SCR脫硝裝置3的反應器入口 100進入SCR 脫硝裝置3中，並通過調節該補氣煙道調節門102,使得補入的煙氣量使進入SCR脫硝裝置3 的煙氣量與空氣燃燒工況時進入SCR脫硝裝置3的煙氣量大致相同，並且由於一次風管道15 中的一次風和二次風管道16中的二次風均已經過煙氣預熱器的預熱，已經達到SCR脫硝裝 置3所需要的溫度，從而可以保證系統的穩定運行。
[0045] 本實用新型的SCR系統適用於本領域各種SCR系統的運行方式，其中各設備的參數 可以根據具體情況進行調節。
[0046] 下面的實施例將有助於說明本實用新型，但不局限其範圍。
[0047] 實施例1
[0048]對於200MWe富氧燃燒和空氣燃燒兼容鍋爐，在燃用典型神華煤條件下，按照圖1所 示的SCR系統，按照如下方式運行。該實施例所採用的富氧燃燒工況為溼循環(其運行參數 如表1所示)的工況。
[0049] (1)在空氣燃燒工況下時
[0050]補氣煙道調節門102關閉，鍋爐2燃燒產生的煙氣進入SCR脫硝裝置3中脫硝，脫硝 後的煙氣經過煙氣預熱器4之後進入煙氣深度處理系統17深度處理得到符合要求的煙氣後 排放或再利用；並且，在所述煙氣深度處理系統17中的除塵器5和第一煙氣換熱器6之間引 出二次風管路(第一閥門24打開，第二閥門25關閉），該二次風管路中的二次風經煙氣預熱 器4後循環回鍋爐2中；在所述煙氣深度處理系統17中的第二煙氣換熱器9和煙囪10之間引 出一次風管路，該一次風管路中的一次風依次經過煙氣預熱器4、增壓風機13和磨煤機14之 後循環回鍋爐2中。
[0051] (2)當切換到富氧燃燒工況下時
[0052]在上述空氣燃燒工況的基礎上，打開補氣煙道調節門102,使得一次風管道15中的 部分一次風和/或二次風管道16中的部分二次風分別經過一次風補氣煙道104與二次風補 氣煙道103,經過脫硝補氣煙道101進入通過SCR脫硝裝置3的反應器入口 100進入SCR脫硝裝 置3中，並通過調節該補氣煙道調節門102,使得補入的煙氣量使進入SCR脫硝裝置3的煙氣 量與空氣燃燒工況時進入SCR脫硝裝置3的煙氣量大致相同，並且其中一次風和二次風的補 入量的體積比為1:1，並且一次風和二次風經過煙氣預熱器的預熱後的溫度約為340°C。 [0053]本實施例的SCR脫硝系統在空氣燃燒工況下能夠穩定地有效地運行，當切換到富 氧燃燒工況後，通過脫硝補氣煙道，將煙氣預熱器後的煙氣引入SCR脫硝裝置入口段，通過 調節煙氣擋板門，煙氣量可基本維持不變，空塔速度、線速度、面速度等參數波動很小，可保 證脫硝效果。此外，由於熱煙氣溫度約為340°C左右，能保證脫硝需要的煙氣溫度。
[0054] 實施例2
[0055] 與實施例1的運行方式相同，只是將富氧燃燒工況改為幹循環(其運行參數如表1 所示）的工況，具體地，第二閥門25打開，第一閥門24關閉，在所述煙氣深度處理系統17中的 第二煙氣換熱器9和煙囪10之間引出二次風管路。
[0056] 本實施例的SCR脫硝系統在空氣燃燒工況下能夠穩定地有效地運行，當切換到富 氧燃燒工況後，通過脫硝補氣煙道，將煙氣預熱器後的煙氣引入SCR脫硝裝置入口段，通過 調節煙氣擋板門，煙氣量可基本維持不變，空塔速度、線速度、面速度等參數波動很小，可保 證脫硝效果。此外，由於熱煙氣溫度約為340°C左右，能保證脫硝需要的煙氣溫度。
[0057] 表 1
[0058]
[0059] 以上詳細描述了本實用新型的優選實施方式，但是，本實用新型並不限於上述實 施方式中的具體細節，在本實用新型的技術構思範圍內，可以對本實用新型的技術方案進 行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本實用新型的保護範圍。另外需要說明的是，在上述 【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方 式進行組合，為了避免不必要的重複，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。此 外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新 型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。
【主權項】
1. 一種SCR脫硝系統，該SCR脫硝系統包括順序連接的鍋爐（2)、SCR脫硝裝置(3)、煙氣 預熱器(4)和煙氣深度處理系統（17)，以及從所述煙氣深度處理系統（17)循環回鍋爐(2)的 一次風管路和二次風管路，其特徵在於，所述SCR脫硝裝置(3)的反應器入口（100)處設置有 脫硝補氣煙道（101)，該脫硝補氣煙道（101)上設置有補氣煙道調節門（102)，該脫硝補氣煙 道（101)與經過煙氣預熱器(4)之後的一次風管道（15)和/或經過煙氣預熱器(4)之後的二 次風管道(16)相連接。2. 根據權利要求1所述的SCR脫硝系統，其特徵在於，所述脫硝補氣煙道（101)分叉為一 次風補氣煙道（104)與二次風補氣煙道（103)兩條支路，所述一次風補氣煙道（104)與經過 煙氣預熱器(4)之後的一次風管道（15)相連接，所述二次風補氣煙道（103)與經過煙氣預熱 器(4)之後的二次風管道(16)相連接。3. 根據權利要求1所述的SCR脫硝系統，其特徵在於，所述煙氣深度處理系統（17)包括 順序連接的除塵器(5)、第一煙氣換熱器(6)、脫硫塔(7)、煙氣冷凝器(8)、第二煙氣換熱器 (9)和煙囪（10)。4. 根據權利要求3所述的SCR脫硝系統，其特徵在於，所述循環回鍋爐(2)的一次風管路 從第二煙氣換熱器(9)和煙囪（10)之間引出。5. 根據權利要求4所述的SCR脫硝系統，其特徵在於，所述一次風管路被引出之後，依次 經過煙氣預熱器(4)、增壓風機(13)和磨煤機(14)之後循環回鍋爐(2)。6. 根據權利要求3所述的SCR脫硝系統，其特徵在於，所述循環回鍋爐(2)的二次風管路 從除塵器(5)和第一煙氣換熱器(6)之間引出，和/或從第二煙氣換熱器(9)和煙囪（10)之間 引出。7. 根據權利要求6所述的SCR脫硝系統，其特徵在於，所述二次風管路被引出之後，經過 煙氣預熱器(4)之後循環回鍋爐(2)。8. 根據權利要求1所述的SCR脫硝系統，其特徵在於，所述一次風管路和二次風管路上 還各自設置有至少一個助氧閥（20)。9. 根據權利要求1所述的SCR脫硝系統，其特徵在於，所述一次風管路和/或二次風管路 的末端還設置有支路，以將一次風和/或二次風從鍋爐的不同位置引入。10. 根據權利要求1所述的SCR脫硝系統，其特徵在於，所述一次風管路在進入煙氣預熱 器(4)之前還設置有不進入煙氣預熱器的支路（18)以及位於該支路上的調節閥（19)，用以 調節通過煙氣預熱器(4)之後的一次風的溫度。
【專利摘要】本實用新型涉及煙氣處理領域，具體地，涉及一種SCR脫硝系統，該SCR脫硝系統包括順序連接的鍋爐(2)、SCR脫硝裝置(3)、煙氣預熱器(4)和煙氣深度處理系統(17)，以及從所述煙氣深度處理系統(17)循環回鍋爐(2)的一次風管路和二次風管路，其特徵在於，所述SCR脫硝裝置(3)的反應器入口(100)處設置有脫硝補氣煙道(101)，該脫硝補氣煙道(101)上設置有補氣煙道調節門(102)，該脫硝補氣煙道(101)與一次風管道(15)和/或二次風管道(16)相連接。本實用新型的SCR脫硝系統能夠兼容富氧燃燒工況和空氣燃燒工況，共用一套催化劑，並且能夠保持反應器及催化劑流速基本相同，保證脫硝裝置的穩定運行。
【IPC分類】B01D53/56, F23J15/02, B01D53/90, F23J15/06
【公開號】CN205383628
【申請號】CN201620189043
【發明人】劉毅, 餘學海, 王鵬, 廖海燕, 孫平, 吳海波, 趙瑞, 史曉宏
【申請人】中國神華能源股份有限公司, 北京國華電力有限責任公司, 神華國華（北京）電力研究院有限公司, 東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2016年3月11日