[发明专利]一种SCR烟气混合装置和SCR烟气脱硝系统

说明书

本发明提供了一种SCR烟气混合装置和SCR烟气脱硝系统。本发明的SCR烟气混合装置，包括烟气管道和设置在烟气管道进口端的错流混合器，所述错流混合器包括两个以上层叠设置的导流层，每一导流层具有多个独立设置的水平流通通道，相邻导流层的导流方向相反。本发明的SCR烟气混合装置能够适用于非均匀入口条件并且能够有效结合分区喷氨，为实现精准喷氨提供了保障，其能够有效强化烟道内NO_x的均匀分布，有利于提高脱硝效率并降低氨逃逸，设有该SCR烟气混合装置的SCR烟气脱硝系统脱硝性能大大提高。

技术领域

本发明涉及SCR烟气脱硝技术领域，尤其是涉及一种SCR烟气混合装置和SCR烟气脱硝系统。

背景技术

国家发展改革委、环保部及国家能源局于2014年联合下发《煤电节能减排升级与改造计划》，要求2020年东部地区现役的机组通过改造达到燃气轮机排放限值，即在基准氧含量6％条件下，NO_x排放浓度不高于50mg/Nm³。目前，我国火电厂烟气脱硝分为三种模式，即单独采用SCR脱硝、采用低氮燃烧+SCR脱硝以及采用低氮+SNCR+SCR脱硝。以上三种脱硝模式均包含SCR脱硝，脱硝效率和氨逃逸率是衡量SCR脱硝性能的重要指标，而进入SCR催化剂层前，NO_x与NH₃的混合程度和速度分布的很大程度上决定了这两个指标的优劣。只有速度大小合适且反应物混合均匀，才能保证SCR的脱硝效率、减少氨逃逸和延长催化剂的寿命。

现有绝大多数SCR脱硝系统设计以均匀的流场和浓度场作为入口条件，然而实际SCR脱硝系统的现场测试表明，SCR装置入口的速度场、温度场、NO_x浓度场往往是不均匀分布的。按照均匀入口条件设计的导流装置在实际运行中，常出现系统脱硝率偏低及氨逃逸偏高等现象。对于采用了SNCR脱硝的锅炉，由于部分与还原剂接触的NO_x被还原，造成SCR装置入口的NO_x浓度分布极其不均匀，烟气进入催化剂层时，NH₃/NO摩尔比偏差过大，氨逃逸显著增加，空预器腐蚀、堵塞严重。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SCR烟气混合装置和SCR烟气脱硝系统，该SCR烟气混合装置能够适用于非均匀入口条件并有效结合分区喷氨，对优化烟气中NO_x浓度分布、提高脱硝效率、降低氨逃逸等具有显著作用。

本发明提供的SCR烟气混合装置，包括烟气管道和设置在烟气管道进口端的错流混合器，所述错流混合器包括两个以上层叠设置的导流层，每一导流层具有多个独立设置的水平流通通道，相邻导流层的导流方向相反。

在本发明中，烟气管道可以采用本领域的常规结构；具体地，所述烟气管道自进口端至出口端依次设有弯头烟道、变径烟道和直管烟道。

本发明对错流混合器的设置数量不作严格限制，可根据实际需要合理设置；具体地，所述错流混合器可以包括2-8个所述导流层。此外，可以理解，每一导流层的多个水平流通通道的导流方向一致；而相邻导流层的导流方向可以分别朝向所述烟气管道的相对两侧，以形成错流混合。在本发明的SCR烟气混合装置中，错流混合器能够在短距离内实现烟气的一次混合，从而有效提高了烟气成分的均匀分布。

进一步地，所述导流层还设有封闭区，所述封闭区的封闭面积(即封闭区入口端的侧面积)占所述导流层的流通面积的40％-50％。在本发明中，可以理解，导流层的流通面积为封闭区的封闭面积和多个水平流通通道的总流通面积之和；即，多个水平流通通道的总流通面积占所述导流层的流通面积的50％-60％。

研究表明：封闭区的封闭面积过小无法实现烟气组分的有效混合，封闭面积过大则导致烟气流经错流混合器时的压降过大；本发明将封闭面积设置为占导流层的流通面积的40％-50％，既能实现烟气的有效混合，同时不会导致压降过大等不利因素。