[实用新型]烟气脱硝设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种烟气脱硝设备。

背景技术

烟气是热电厂的主要排放物之一，通过可燃物在燃烧器(即锅炉)中燃烧产生。由于烟气中通常含有大量的氮氧化物NO_x如NO，这些氮氧化物如果直接排放到大气中，会导致腐蚀性很强的酸雨，因此烟气在排放之前必须经过脱氮(即脱硝)处理。

目前，运用比较成熟的烟气脱硝技术主要有两种：选择性催化还原(SCR)工艺和选择性非催化还原脱硝(SNCR)工艺。SCR和SNCR脱硝工艺的化学反应原理都是一样的，都是将脱硝剂(尿素或者氨)与烟气接触，使脱硝剂与烟气中的NO_x进行选择性还原反应生成氮气(N₂)和水蒸气(H₂O)。SNCR工艺一般在锅炉的炉膛内即燃烧区(800-1250℃)进行选择性还原反应。SCR工艺则是在烟道内设置催化剂床层，在280-420℃温度下，在催化剂存在的条件下进行催化选择性还原反应。

SNCR和SCR各自有优缺点，SNCR的优点是不需要价格昂贵的催化剂床，缺点是脱硝效果较差，脱硝率一般不超过40％。SCR的缺点则是需要使用价格昂贵的催化剂床，而且需要有足够的空间设置催化剂床，优点则是脱硝效果较SNCR好，脱硝率一般为60％以下。由此可见，烟气脱硝工艺中的脱硝率有待进一步提高。

由于SCR脱硝的温度为280-420℃，而烟气的温度通常为800℃甚至1000℃以上，为了实现烟气的降温和有效利用烟气的高热量，目前通常的做法是一方面使烟道由内装除盐水的多个金属管(也称包墙过热器)围成，烟气中的高热量通过辐射等传递方式传递给金属管内的除盐水，从而获得过热蒸汽。多个金属管汇集于包墙过热器的集箱。另一方面是在催化剂床层前增设一个省煤器(即换热器)，省煤器由多个互相串联连接的换热管形成。为了保证换热后的烟气能够满足SCR反应的要求，换热管的数目非常庞大，从而省煤器的体积非常庞大。对于包括两个垂直段和一个水平段的π型烟道，省煤器通常设置在包墙过热器的集箱所在的垂直段内，即包墙过热器的集箱到所述省煤器的顶部的距离小于所述包墙过热器的集箱到水平段与垂直段相邻的位置的距离。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有的烟气脱硝工艺存在的脱硝率较低的缺点，提供一种脱硝率较高的烟气脱硝设备。

为了解决上述问题，本实用新型的发明人曾试图对现有的SNCR用设备进行改进，以开发出一种能够将SNCR和SCR相结合的设备，从而能够同时实现SNCR和SCR过程。然而，由于如上所述，SCR脱硝的温度为280-420℃，而烟气的温度通常为800℃甚至1000℃以上，为了保证换热后的烟气能够满足SCR工艺的要求，换热管的数目非常庞大，从而省煤器的体积非常庞大，而且包墙过热器的集箱到所述省煤器的顶部的距离小于所述包墙过热器的集箱到水平段与垂直段相邻的位置的距离，从而限制了很难在现有的烟道中增加催化剂床层，限制了催化剂床层在该烟道中的应用。

为此，本实用新型提供了一种烟气脱硝设备，该烟气脱硝设备包括由包墙过热器围成的烟道，其中，沿烟气的流动方向，烟道内依次设置有脱硝剂供给装置、脱硝剂补给装置、省煤器和催化剂床层；烟道包括第一垂直段、第二垂直段和水平段，所述水平段的两端分别与第一垂直段和第二垂直段的上部连通，脱硝剂供给装置位于第一垂直段内，省煤器和催化剂床层位于第二垂直段内，包墙过热器的集箱位于第二垂直段的底部，第二垂直段和水平段之间设置有挡板，所述包墙过热器的集箱到所述省煤器的顶部的距离为所述包墙过热器的集箱到所述挡板的顶部的距离的85-100％。

本实用新型通过使包墙过热器的集箱到所述省煤器的顶部的距离为所述包墙过热器的集箱到挡板顶部的距离的85-100％，在保证省煤器侧面不被烟气直接冲刷的情况下，能够使省煤器下方的烟道的空间尽可能大，从而能够在现有烟道中增设催化剂床层；另外，通过在省煤器的下游设置催化剂床层，并在省煤器的上游且SNCR反应区的下游设置脱硝剂补给装置，从而使得本实用新型的烟气脱硝设备能够实现SNCR脱硝和SCR脱硝，因此，与SNCR工艺相比提高了脱硝效率，与SCR工艺相比在保证脱硝效率的情况下，降低了催化剂床层的厚度，降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型提供的烟气脱硝设备的结构示意图；

图2为本实用新型的一种实施方式的烟气脱硝设备中省煤器的结构示意图；

图3为本实用新型的一种实施方式的烟气脱硝设备中省煤器的换热片的结构示意图；