[发明专利]一种适用于高浓度粉尘、高温度波动烟气SCR脱硝装置及方法

说明书

本发明的一种适用于高浓度粉尘、高温度波动烟气的SCR脱硝装置及方法，在烟气气流方向依次设置旋风除尘器用于初步除尘、自适应温度调节及超细粉尘预清除装置以自适应调控烟气温度并清除超细粉尘和SCR脱硝反应器以脱除NOx，自适应温度调节及超细粉尘预清除装置通往SCR反应器的烟道上配设喷氨装置；自适应温度调节及超细粉尘预清除装置包括立式罐、布设在立式罐内的蓄热体和声波发生装置，烟气流经立式罐内蓄热体时温度实现自适应调节且部分超细粉尘被蓄热体吸附，同时配设在立式罐内的声波发生装置对超细粉尘进行团聚、清除。本发明对窑炉烟气中绝大多数超细粉尘进行了预处理，解决了大量超细粉尘吸附在催化剂表面导致催化效率下降的问题。

技术领域

本发明涉及烟气脱硝技术领域，具体涉及一种适用于高浓度粉尘、高温度波动烟气的SCR脱硝装置及方法。

背景技术

目前，新建电厂通常会采用选择性催化还原(SCR)工艺进行脱硝。SCR脱硝系统一般由SCR反应器、催化剂模块、氨储存以及供应系统、氨喷射系统、省煤器旁路、SCR旁路以及相关的测试控制系统等组成。其中，催化剂模块以固定床的形式放置在SCR反应器的烟道中，在催化剂固定床的上游区域，NH₃被喷入烟道中与烟气混合。当烟气流经催化剂固定床时，NH₃与烟气中的氮氧化物在催化剂的参与下反应生成N₂，实现脱硝。

许多工业窑炉在生产的过程中存在周期性，这种间歇性生产方式会产生高浓度粉尘、高温度波动的烟气。例如工业硅的冶炼，在冶炼过程中，除了需要加入矿石原料外还需加入石油焦以及破碎后的煤等添加物料。工业硅矿热炉采用间歇性操作，整个过程有倒料、翻料等过程,一个周期耗时约2小时40分钟。工业硅矿热炉的工艺特点决定了其出口烟气存在以下特点：一，烟气流量、温度波动范围较大，波动频率较高，烟气温度高值出现的时间点与矿热炉塌料或翻料相对应，烟气温度波动范围大约在200℃-650℃；二，矿热炉烟气中含有的细微颗粒物(主要成分为微硅粉)具有粘附性强、粒径极小、比表面积大、绝热性能极强的特性。除了工业硅矿热炉外，还有其他工业窑炉的烟气也存在上述特点，如玻璃窑炉、冶金熔炼炉等。上述工业窑炉的烟气特点使得已成熟应用于电力行业烟气脱硝的主流中温催化剂(最佳适用温度320℃-420℃)难以直接应用，且大量的超细粉尘容易通过静电作用吸附SCR催化剂的表面，造成催化剂活性位点被堵塞导致脱硝效率下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于高浓度粉尘、高温度波动烟气的SCR脱硝装置及方法，解决了某些工业窑炉出口烟气温度波动范围大、无法满足SCR中温催化剂温度窗口的问题，同对窑炉烟气中绝大多数超细粉尘进行了预处理，解决了大量超细粉尘吸附在催化剂表面导致催化效率下降的问题。

为实现上述目的，本发明的一种适用于高浓度粉尘、高温度波动烟气的SCR脱硝装置，配合锅炉使用并对其烟气进行脱硝，在烟气气流方向依次设置旋风除尘器用于初步除尘、自适应温度调节及超细粉尘预清除装置以自适应调控烟气温度并清除超细粉尘和SCR脱硝反应器以脱除NOx，所述自适应温度调节及超细粉尘预清除装置通往SCR反应器的烟道上配设喷氨装置；

所述自适应温度调节及超细粉尘预清除装置包括立式罐、布设在立式罐内的蓄热体和声波发生装置，烟气流经立式罐内蓄热体时温度实现自适应调节且部分超细粉尘被蓄热体吸附，同时配设在立式罐内的声波发生装置对超细粉尘进行团聚、清除。

进一步地，所述立式罐至少设有二个；

所述立式罐设置声波发生装置，所述声波发生装置包括位于立式罐顶部的第一声波发生器和位于烟气流动下端的第二声波发生器；

所述第一声波发生器发生的声波具有高声压级、低频率的特性用于粉尘团聚；

所述第二声波发生器选用高声压级、宽频率范围的声波发生器用于粉尘清除。

进一步地，所述第一声波发生器选用声波发生器声波频率为1200Hz-1400Hz，声压级135dB-155dB；