[实用新型]一种烟气脱硝设备

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。

尽管SCR脱硝效果较SNCR工艺的好，但如上所述，SCR的脱硝率也仅为60％以下，有待进一步提高。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中SNCR脱硝装置和SCR脱硝装置存在的脱硝率较低的缺点，提供一种能够明显降低烟气中NO_x含量且成本较低的烟气脱硝设备。

为了有效提高脱硝率，本实用新型的发明人试图通过对脱硝剂供给装置进行改进，以增大脱硝剂在烟气的非催化还原脱硝区的供给量，并在位于非催化还原脱硝区之后的烟道尾部增加一个催化剂床层，使非催化脱硝后的烟气直接进行选择性催化还原脱硝，然而却意外地发现，随着烟道内非催化脱硝区脱硝剂供给量的明显增加，烟气中的氮氧化物NO_x的量不但没有降低，反而较脱硝剂在上述范围内时有所上升，这可能是因为氨被氧化成了NO_x。

为了解决上述问题，本实用新型的发明人进行了大量的研究，结果发现，通过在所述烟道的1000-1300℃区域的下游至催化剂床层之前增加脱硝剂补给单元可以有效解决上述问题。原因可能是因为，烟道的1000-1300℃区域的下游的温度由于较低，在没有催化剂存在下，氨的上述副反应不能发生，而补充的脱硝剂能够与烟气一起在SCR区在催化剂的作用下进行脱硝反应，由此真正实现烟气的SNCR和SCR联合脱硝。

本实用新型的发明人还发现，由于尾部烟道的容积较大，同时受锅炉本身结构和位置的限制，脱硝剂的送入位置非常受限，因而进入尾部烟道的脱硝剂在尾部烟道的分布通常都不均匀。由此对于脱硝设备的脱硝效率影响也很大。如果通过催化剂的氨分布不均匀，对于氨浓度大的部位将加速催化剂的失效，对于氨浓度小的部位又达不到设计的脱硝效率，并且氨分布不均将必然造成局部氨逃逸量超标。因此，使氨在尾部烟道的均匀分布也是提高脱硝设备脱硝效率的关键所在。

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烟道以及设置在该烟道内的脱硝剂供给装置，其特征在于，该烟气脱硝设备还包括脱硝剂补给装置、扰动装置、省煤器和催化剂床层，沿烟气的流向，脱硝剂供给装置、所述脱硝剂补给装置、扰动装置、省煤器和催化剂床层依次设置在烟道内，所述省煤器包括换热管和多个换热片，所述换热管穿过所述换热片，并且换热管的外壁与换热片紧密接触。

本实用新型提供的烟气脱硝设备，通过在烟道内脱硝剂供给装置和催化剂床层之间增加脱硝剂补给装置和扰动装置，能够在SNCR工艺之后向烟气中补充脱硝剂，保证SCR工艺所需的脱硝剂的量，并使得脱硝剂在烟道内均匀分布，从而既避免了局部氨浓度过大导致的催化剂快速失效的问题，同时也避免了局部氨浓度过小导致的达不到设计的脱硝效率的问题，使得SCR工艺能够真正发挥作用，进一步降低SNCR脱硝后的烟气中的NO_x的含量，而且也避免了由于氨分布不均造成局部氨逃逸量超标的问题。

附图说明

图1为本发明提供的烟气脱硝设备的一种实施方式的结构示意图；

图2为显示本发明提供的烟气脱硝方法的一种实施方式所用烟气脱硝设备中扰动装置位置的局部结构示意图；