[实用新型]一种基于烟气余热梯级利用的SCR系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种烟气脱硝系统，特别是一种基于烟气余热梯级利用的SCR系统。

背景技术

随着电力行业的发展，燃煤火电机组的节能减排要求日益迫切，针对锅炉尾部烟气余热利用技术，有大量的专利技术形成，部分技术已工程应用，但现有的方案未能实现能量的温度对口、梯级利用，尾部烟气余热利用的节能量有进一步提升的空间；近年随着国家环保政策的严格要求，大批燃煤火电机组超低排放改造的实施，改造后部分燃煤火电机组出现了氨逃逸量偏大、SO3转化率偏高、SCR脱硝系统效率低等问题，硫酸氢氨在空气预热器蓄热元件表面沉积，导致空气预热器蓄热元件堵塞，空气预热器阻力大幅增加，严重影响了机组的安全、经济运行。在上述背景下，本实用新型专利结合燃煤火电机组超低能耗、超低排放改造背景，结合前期项目改造后出现的问题，综合考虑锅炉尾部烟气余热利用以及SCR脱硝系统高效运行，提出了系统性的解决方案，形成了本实用新型专利技术。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种SCR系统，通过本实用新型专利在工程项目的实施应用，实现了锅炉尾部烟气余热按“温度对口、梯级利用”的原理，最大限度的提高了锅炉尾部烟气余热利用的效果，降低了整体的供电煤耗；同时实现了SCR系统的高效运行，优化了SCR系统内部的流场，减少了氨逃逸量，从SO₃生成机理角度降低了SO₃的生成量，减少了硫酸氢氨在空气预热器蓄热元件表面的沉积，大大的减轻空气预热器堵塞的风险。

通过本实用新型专利实施可以改变烟气中粉尘的比电阻，提高电除尘的除尘效率；通过降低温度，增强烟气中飞灰对SO₃的吸附，减少烟气中SO₃的排放；降低尾部温度，降低烟气流速，提高除尘、脱硫系统脱硫效率，同时降低引风机耗电率。

本实用新型专利技术，结合烟气余热利用机理、热力系统等效焓降机理、环保岛一体化脱除技术机理，充分考虑三部分系统之间的耦合，高效解决了现影响机组安全、经济运行的问题。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种基于烟气余热梯级利用的SCR系统，其结构包括锅炉和设置在锅炉烟道中的脱硝装置，所述脱硝装置包括SCR第一催化剂层和SCR后续催化剂层，所述SCR第一催化剂层和SCR后续催化剂层延锅炉烟道中的烟气流向依次设置；还包括SCR脱硝换热器系统，所述SCR脱硝换热器系统设置在SCR第一催化剂层和SCR后续催化剂层之间用于降低烟道中的烟气温度。

SCR系统的机理为，第一层催化剂的主要作用为完成脱硝反应，第二层及以上催化剂层的主要作用是消除消除第一层催化剂未反应的氨，但经研究发现，在第一层催化剂后，SCR系统流场偏差较大，氨逃逸量增加，烟气中氨氮摩尔比进一步增加，导致SCR效率偏低；同时SCR第一层催化剂中，由于氨浓度较高，抑制了SO₂转化为SO₃的效率，通过系统研究表明，SO₂转化为SO₃主要在脱硝系统的第二层及第三层催化剂进行，温度对SO₂转化为SO₃起着决定性的作用。因此通过布置SCR换热器系统不仅降低了第二层催化剂入口温度，降低了SO₂转化为SO₃的效率，通过流场模拟分析表明SO₂转化为SO₃转化率降低约60-70％，而且通过该受热面布置，优化了第二层催化剂入口的流场，通过模拟结果表明，流场浓度偏差降低20％以上，优化了氨氮的浓度分布，降低了氨逃逸量，提高了SCR系统反应效率，效率提高约3％-5％。通过上述方案减少SCR脱硝系统的氨逃逸及SO₃的生成后，直接减少了烟气中硫酸氢氨的生成，直接的减少了硫酸氢氨在空气预热器蓄热元件表面的沉积，避免空气预热器堵塞，保证了机组安全、可靠、经济运行。

进一步地，还包括加热器系统，所述SCR脱硝换热器系统连接加热器系统。在降低SO₂转化为SO₃的效率和提高SCR系统反应效率的同时，通过脱硝SCR换热器系统，将加热器系统凝结水引入，加热该凝结水，减少抽汽量，提高了高温蒸汽的做功能力，高效降低机组供电煤耗，实现能量的梯级利用。