[发明专利]一种多级喷氨高效SCR烟气脱硝系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种SCR烟气脱硝系统，特别是一种多级喷氨高效SCR烟气脱硝系统。

背景技术

选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)烟气脱硝技术因其脱硝效率高、技术成熟，已成为大型火电机组脱硝的首选技术。

随着我国燃煤机组超低排放的开展，对SCR脱硝装置的效率提出了更高的要求，尤其对于燃用无烟煤或贫煤的锅炉，其炉膛出口NOx浓度高达700～1200mg/m3，要达到超低排放，脱硝效率需达到93％-96％。对大型燃煤机组SCR烟气脱硝技术而言，由于处理烟气量大，SCR反应器截面较大，氨氮摩尔比分布均匀性的控制难度较大，而氨氮摩尔比分布的均匀性对SCR脱硝装置效率影响较大。在催化剂选型一定的情况下，氨逃逸随着氨氮摩尔比的相对标准偏差的增大而增大；脱硝效率随着催化剂入口氨氮摩尔比的相对标准偏差的增大而减少，且要求的脱硝效率越高，这种影响越明显；在保证氨逃逸的条件下，氨氮摩尔比的相对标准偏差越大，其脱硝效率越低。传统SCR烟气脱硝采用单级喷氨，脱硝效率能达到80％～90％，第一级催化剂入口氨氮摩尔比的相对标准偏差控制在5％左右。在氨氮摩尔比的相对标准偏差不变的情况下，若要提高脱硝效率到95％以上，则难以保证氨逃逸满足设计要求；若通过改善当前氨氮摩尔比的相对标准偏差来实现90％以上的脱硝效率时，则需控制氨氮摩尔比的相对标准偏差在3％左右；若要实现95％以上的脱硝效率时，则需控制在2％以内，这在工程上难以实现。

研究发现，制约传统SCR烟气脱硝装置效率提升的关键原因是由于氨氮摩尔比的相对标准偏差经过脱硝每级催化剂后逐渐增大，氨氮摩尔比分布均匀性逐渐变差。表1提供的一个案例显示，第二级催化剂入口氨氮摩尔比的相对标准偏差由5.5％增大到19.5％，到第三级入口增大到了113.8％；有些案例甚至发现第二级催化剂入口已经增大到25％。

因此，如何改善每级催化剂入口氨氮摩尔比混合均匀性，成为保证氨逃逸、进一步提升脱硝效率的关键，也成为开发高效SCR烟气脱硝技术的关键。

发明内容

本发明的所要解决的是传统SCR烟气脱硝经过每级催化剂后氨氮摩尔比分布均匀性变差，导致脱硝效率提升受限的问题，提出了一种多级喷氨高效SCR烟气脱硝系统，在满足氨逃逸要求的同时，提升脱硝效率。

本发明包括在烟道内沿烟气前进方向依次设有第一级喷氨系统、第一级催化剂、第二级喷氨系统、第二级催化剂，所述第一级喷氨系统、第二级喷氨系统和还原剂供应装置相连。

采用多级喷氨系统可以有效地改善每级催化剂，尤其第二级催化剂入口氨氮摩尔比分布的均匀程度，进一步发挥每级催化剂的作用，尤其是第二级催化剂的脱硝能力和氨逃逸的控制能力。

进一步的，所述第一级催化剂入口控制氨氮摩尔比的相对标准偏差在10％以内，所述第二级催化剂入口控制氨氮摩尔比的相对标准偏差在5％以内。

控制催化剂入口氨氮摩尔比可以实现更好的脱硝效果和防止氨逃逸的性能。

进一步的，所述第一级喷氨系统的供氨流量为总供氨流量的60％～95％，所述第二级喷氨系统的供氨流量为总供氨流量的5％～40％。

合理设置第一级喷氨系统、第二级喷氨系统的供氨流量可以进一步提高脱硝效果和防止氨逃逸的性能。

进一步的，所述第一级喷氨系统和第一级催化剂之间还设有第一级混合器，所述第二级喷氨系统和第二级催化剂之间还设有第二级混合器。

混合器可以保证烟气和氨的均匀混合。

进一步的，所述第一级喷氨系统、第二级喷氨系统采用涡流型AIG、混合型AIG或格栅型AIG。

进一步的，所述第一级喷氨系统、第二级喷氨系统和还原剂供应装置之间分别设有流量调节阀。

进一步的，烟道内沿烟气前进方向第二级催化剂后方还依次设有第三级或第三级以上喷氨系统、第三级或第三级以上混合器、第三级或第三级以上催化剂，所述第三级或第三级以上喷氨系统分别通过流量调节阀和还原剂供应装置相连。

进一步的，所述第一级喷氨系统、第一级催化剂设置在省煤器出口的位置上。

进一步的，所述第一级喷氨系统为线性喷氨格栅，所述第二级喷氨系统为分区喷氨格栅。

进一步的，烟气的平均流速控制在4～6m/s之间。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、结构合理，安装和实施方便。

2、大大改善了各级催化剂尤其是第二级催化剂入口氨氮摩尔比分布的均匀程度。