[发明专利]CFB锅炉SCR脱硝工艺及脱硝装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种循环流化床锅炉SCR脱硝工艺及脱硝装置，属于烟气净化技术领域。

背景技术

选择性催化还原烟气脱硝工艺（Selective Catalytic Reduction of NOx，简称SCR脱硝工艺）是目前较常采用的烟气脱硝技术之一，具有脱硝效率高、选择性好、运行稳定等可靠等优点。其工艺原理是向280℃-420℃温度窗口范围内的锅炉烟气喷入脱硝还原剂氨，在催化剂的作用下，将烟气中的NOx还原成无害的N₂和H₂O，达到脱除NOx的目的。

由于SCR脱硝工艺对反应温度窗口有特定的要求，对普通煤粉锅炉（即PC炉）满足此脱硝工艺的温度窗口部件刚好为锅炉省煤器与空气预热器之间的烟道，因此PC炉的高含尘烟气脱硝工艺的脱硝装置布置于煤粉锅炉的省煤器和空气预热器之间，即现有的SCR烟气脱硝工艺多采用高尘布置方式，从锅炉省煤器引出的烟气经过SCR反应器后进入空气预热器，这种方式是电厂中最通常的布置方式，该高尘布置具有以下特点：粉尘含量较高，SO_X浓度较高。

对于CFB（CFB是循环流化床Circulating fluid bed的英文缩写）锅炉，由于炉型的燃烧方式及其燃料的特性的不同，炉膛温度水平较低，炉膛吸热比同容量煤粉锅炉少，因此尾部烟道内所布置的省煤器受热面比煤粉锅炉多，其锅炉尾部省煤器出口的烟气温度通常在300℃左右，低于或处于SCR-De NOx反应温度窗口的下限，因此采取与PC锅炉相同的SCR脱硝工艺和布置方式难以有效脱除CFB锅炉的NOx。

因此，对于CFB锅炉尾部省煤器出口烟气温度低于高尘SCR反应温度区间，其SCR脱硝工艺方案主要有：

一、采用与PC锅炉相同的脱硝工艺和布置方式，将脱硝装置布置于省煤器和空气预热器之间。该方法，脱硝催化剂需采用低温催化剂，而适用于大烟气量的低温催化剂的工程应用尚不成熟，且成本高。

二、将省煤器出口的烟气再加热达到SCR脱硝工艺的反应温度窗口。此方法需要增加设备，其投资成本和运行成本将大大增加，极不经济、得不偿失。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种适用于CFB锅炉的与锅炉整体设计和布置的SCR脱硝工艺和装置，将脱硝装置沿CFB锅炉尾部烟气流程前移、布置于两级省煤器之间，脱硝效率高、性能可靠、运行成本低、安全可靠、且节约脱硝装置的布置场地，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。

本发明目的通过下述技术方案来实现：一种CFB锅炉SCR脱硝工艺，包括脱硝反应器、省煤器和还原剂注射栅格，所述省煤器包括一级省煤器和二级省煤器，所述脱硝反应器设于一级省煤器和二级省煤器之间，还原剂注射栅格设于一级省煤器下方；从一级省煤器出来的烟气与注射栅格注入的还原剂充分混合后，进入脱硝反应器，在反应器内置催化器的催化作用下脱硝，经脱硝后的烟气进入二级省煤器。

作为一种优选方式，所述还原剂经管道输送，和稀释空气在氨/空气混合器中充分混合后，再输入还原剂注射栅格中。

作为一种进一步优选方式，所述还原剂注射栅格覆盖整个烟道截面，为由喷射母管和喷射支管组成的多喷口格栅式，在喷射支管上等距开设喷射口。

作为一种进一步优选方式，还包括除尘器、引风机和烟囱，从二级省煤器出来的烟气依次流经下方的空气预热器、除尘器、引风机和烟囱后排出。

作为一种优选方式，所述还原剂为通过液氨、尿素或氨水制得的氨气。

作为一种优选方式，所述催化剂为耐高温、高含尘的蜂窝式、板式或波纹式催化剂。

作为一种进一步优选方式，所述脱硝反应器和二级省煤器通过独立立柱支撑或与锅炉整体支柱设于一级省煤器正下方。

一种CFB锅炉SCR脱硝装置，包括脱硝反应器，所述脱硝反应器包括催化剂层、栅格式整流器、催化剂支撑梁和装载门；所述催化剂层为竖向的1-4层，其中一层为催化剂预留层，催化剂层置于催化剂支撑梁上，每层催化剂层均设置一对应的催化剂装载门，所述栅格式整流器设于脱硝反应器入口处。

作为一种优选方式，每层催化剂层上方或脱硝反应器的侧壁上设置有蒸汽介质或压缩空气介质的吹灰器。

作为一种进一步优选方式，所述脱硝反应器截面为矩形，材料为碳钢。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明脱硝工艺和装置具有以下特点：

A、 采用高含尘的SCR脱硝工艺，烟气流程简单，烟气系统阻力小；