本實用新型涉及一種SCR煙氣脫硝系統(tǒng)，特別是一種多級噴氨高效SCR煙氣脫硝系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction，SCR)煙氣脫硝技術(shù)因其脫硝效率高、技術(shù)成熟，已成為大型火電機組脫硝的首選技術(shù)。

隨著我國燃煤機組超低排放的開展，對SCR脫硝裝置的效率提出了更高的要求，尤其對于燃用無煙煤或貧煤的鍋爐，其爐膛出口NOx濃度高達700～1200mg/m3，要達到超低排放，脫硝效率需達到93％-96％。對大型燃煤機組SCR煙氣脫硝技術(shù)而言，由于處理煙氣量大，SCR反應(yīng)器截面較大，氨氮摩爾比分布均勻性的控制難度較大，而氨氮摩爾比分布的均勻性對SCR脫硝裝置效率影響較大。在催化劑選型一定的情況下，氨逃逸隨著氨氮摩爾比的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差的增大而增大；脫硝效率隨著催化劑入口氨氮摩爾比的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差的增大而減少，且要求的脫硝效率越高，這種影響越明顯；在保證氨逃逸的條件下，氨氮摩爾比的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差越大，其脫硝效率越低。傳統(tǒng)SCR煙氣脫硝采用單級噴氨，脫硝效率能達到80％～90％，第一級催化劑入口氨氮摩爾比的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差控制在5％左右。在氨氮摩爾比的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差不變的情況下，若要提高脫硝效率到95％以上，則難以保證氨逃逸滿足設(shè)計要求；若通過改善當(dāng)前氨氮摩爾比的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差來實現(xiàn)90％以上的脫硝效率時，則需控制氨氮摩爾比的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在3％左右；若要實現(xiàn)95％以上的脫硝效率時，則需控制在2％以內(nèi)，這在工程上難以實現(xiàn)。

研究發(fā)現(xiàn)，制約傳統(tǒng)SCR煙氣脫硝裝置效率提升的關(guān)鍵原因是由于氨氮摩爾比的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差經(jīng)過脫硝每級催化劑后逐漸增大，氨氮摩爾比分布均勻性逐漸變差。表1提供的一個案例顯示，第二級催化劑入口氨氮摩爾比的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差由5.5％增大到19.5％，到第三級入口增大到了113.8％；有些案例甚至發(fā)現(xiàn)第二級催化劑入口已經(jīng)增大到25％。

因此，如何改善每級催化劑入口氨氮摩爾比混合均勻性，成為保證氨逃逸、進一步提升脫硝效率的關(guān)鍵，也成為開發(fā)高效SCR煙氣脫硝技術(shù)的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的所要解決的是傳統(tǒng)SCR煙氣脫硝經(jīng)過每級催化劑后氨氮摩爾比分布均勻性變差，導(dǎo)致脫硝效率提升受限的問題，提出了一種多級噴氨高效SCR煙氣脫硝系統(tǒng)，在滿足氨逃逸要求的同時，提升脫硝效率。

本實用新型包括在煙道內(nèi)沿?zé)煔馇斑M方向依次設(shè)有第一級噴氨系統(tǒng)、第一級催化劑、第二級噴氨系統(tǒng)、第二級催化劑，所述第一級噴氨系統(tǒng)、第二級噴氨系統(tǒng)和還原劑供應(yīng)裝置相連。

采用多級噴氨系統(tǒng)可以有效地改善每級催化劑，尤其第二級催化劑入口氨氮摩爾比分布的均勻程度，進一步發(fā)揮每級催化劑的作用，尤其是第二級催化劑的脫硝能力和氨逃逸的控制能力。

進一步的，所述第一級催化劑入口控制氨氮摩爾比的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在10％以內(nèi)，所述第二級催化劑入口控制氨氮摩爾比的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在5％以內(nèi)。

控制催化劑入口氨氮摩爾比可以實現(xiàn)更好的脫硝效果和防止氨逃逸的性能。

進一步的，所述第一級噴氨系統(tǒng)的供氨流量為總供氨流量的60％～95％，所述第二級噴氨系統(tǒng)的供氨流量為總供氨流量的5％～40％。

合理設(shè)置第一級噴氨系統(tǒng)、第二級噴氨系統(tǒng)的供氨流量可以進一步提高脫硝效果和防止氨逃逸的性能。

進一步的，所述第一級噴氨系統(tǒng)和第一級催化劑之間還設(shè)有第一級混合器，所述第二級噴氨系統(tǒng)和第二級催化劑之間還設(shè)有第二級混合器。

混合器可以保證煙氣和氨的均勻混合。

進一步的，所述第一級噴氨系統(tǒng)、第二級噴氨系統(tǒng)采用渦流型AIG、混合型AIG或格柵型AIG。

進一步的，所述第一級噴氨系統(tǒng)、第二級噴氨系統(tǒng)和還原劑供應(yīng)裝置之間分別設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥。

進一步的，煙道內(nèi)沿?zé)煔馇斑M方向第二級催化劑后方還依次設(shè)有第三級或第三級以上噴氨系統(tǒng)、第三級或第三級以上混合器、第三級或第三級以上催化劑，所述第三級或第三級以上噴氨系統(tǒng)分別通過流量調(diào)節(jié)閥和還原劑供應(yīng)裝置相連。

進一步的，所述第一級噴氨系統(tǒng)、第一級催化劑設(shè)置在省煤器出口的位置上。

進一步的，所述第一級噴氨系統(tǒng)為線性噴氨格柵，所述第二級噴氨系統(tǒng)為分區(qū)噴氨格柵。

進一步的，煙氣的平均流速控制在4～6m/s之間。

本實用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點及效果：

1、結(jié)構(gòu)合理，安裝和實施方便。

2、大大改善了各級催化劑尤其是第二級催化劑入口氨氮摩爾比分布的均勻程度。

3、大大提高了系統(tǒng)的脫硝能力和氨逃逸的控制能力。

4、降低了對第一層催化劑入口氨氮摩爾比分布均勻性的要求，解決了傳統(tǒng)SCR脫硝效率提升受限的問題。

5、降低氨逃逸的排放，緩解下游設(shè)備ABS沉積現(xiàn)象的發(fā)生。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型一種多級噴氨高效SCR煙氣脫硝系統(tǒng)示意圖。

圖2為本實用新型一種多級噴氨高效SCR煙氣脫硝系統(tǒng)其他實施例示意圖。

圖3是氨氮摩爾比分布的均勻性對氨逃逸的影響。

圖4是氨氮摩爾比分布的均勻性對脫硝效率的影響。

圖5是每層催化劑入口氨氮摩爾比的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差的計算案例。

標(biāo)注說明：

1-煙氣來流 2-第一級噴氨系統(tǒng) 3-第一級催化劑入口煙道 4-第一級催化劑 5-第二級催化劑入口煙道 6-第二級噴氨系統(tǒng) 7-第二級催化劑8-第二級催化劑出口煙道 9-凈煙氣 10-第一級噴氨系統(tǒng)還原劑流量調(diào)節(jié)閥11-第二級噴氨系統(tǒng)還原劑流量調(diào)節(jié)閥 12-還原劑供應(yīng)裝置 13-第三級催化劑 14-第三級催化劑出口煙道 15-第四級催化劑 16-第四級催化劑出口煙道 17-第一級混合器 18-第二級混合器 19-第三級混合器 20-第三級噴氨系統(tǒng) 21-第四級噴氨系統(tǒng) 22-第三級噴氨系統(tǒng)還原劑流量調(diào)節(jié)閥23-第四級噴氨系統(tǒng)還原劑流量調(diào)節(jié)閥。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例詳細說明本專利：

實施例1，如圖1所示，本實施例包括煙道內(nèi)沿?zé)煔馇斑M方向依次設(shè)置的第一噴氨系統(tǒng)2、第一級催化劑4、第二級噴氨系統(tǒng)6、第二級催化劑6，第一級噴氨系統(tǒng)2、第二級噴氨系統(tǒng)6分別和還原劑供應(yīng)裝置12連接。

含NOx的煙氣來流1與第一級噴氨系統(tǒng)2噴出的氨氣,在第一級催化劑入口煙道3內(nèi)混合，進入第一級催化劑4進行脫硝反應(yīng)，一定比例的NOx被脫除，未被脫除NOx和未反應(yīng)的氨在第二級催化劑入口煙道5內(nèi)混合，與第二級噴氨系統(tǒng)6噴出的氨進入第二級催化劑7進行脫硝反應(yīng)，進一步脫除NOx和降低氨逃逸，凈煙氣9經(jīng)過第二級催化劑出口煙道8被排出。還原劑供應(yīng)裝置12向第一級噴氨系統(tǒng)2、第二級噴氨系統(tǒng)6提供還原劑。

實施例2：本實施例中，第一級催化劑4入口控制氨氮摩爾比的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在10％左右或以內(nèi)，第二級催化劑7入口控制氨氮摩爾比的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在5％左右或以內(nèi)。

實施例3：本實施例中，第一級噴氨系統(tǒng)2的供氨流量為總設(shè)計供氨流量的60％～95％，第二級噴氨系統(tǒng)6的供氨流量為總設(shè)計供氨流量的5％～40％。

實施例4：本實施例中，第一級噴氨系統(tǒng)2和第一級催化劑之間4還設(shè)有第一級混合器17，第二級噴氨系統(tǒng)6和第二級催化劑7之間還設(shè)有第二級混合器18。

實施例5：本實施例中，第一級噴氨系統(tǒng)2、第二級噴氨系統(tǒng)6采用渦流型AIG、混合型AIG或格柵型AIG。

實施例6：如圖1所示，本實施例中，第一級噴氨系統(tǒng)2、第二級噴氨系統(tǒng)6和還原劑供應(yīng)裝置12之間分別設(shè)有第一級噴氨系統(tǒng)還原劑流量調(diào)節(jié)閥10、第二級噴氨系統(tǒng)還原劑流量調(diào)節(jié)閥11。

實施例7：如圖2所示，煙道內(nèi)沿?zé)煔馇斑M方向第二級催化劑7后方還依次設(shè)有第三級或第三級以上噴氨系統(tǒng)、第三級或第三級以上混合器、第三級或第三級以上催化劑，所述第三級或第三級以上噴氨系統(tǒng)分別通過流量調(diào)節(jié)閥和還原劑供應(yīng)裝置12相連。

含NOx的煙氣來流1與第一級噴氨系統(tǒng)2噴出的氨氣,經(jīng)過第一級混合器17混合后進入第一級催化劑4進行脫硝反應(yīng)，一定比例的NOx被脫除，未被脫除NOx和未反應(yīng)的氨經(jīng)過第二級混合器18混合，將未脫除的NOx與未反應(yīng)的NH3混合均勻，與第二級噴氨系統(tǒng)6噴出的氨經(jīng)第三級混合器19混合，進入第二級催化劑7中進行反應(yīng)，進一步脫硝NOx和降低氨逃逸。若設(shè)置第三級噴氨系統(tǒng)20，第二級催化劑7未脫除的NOx與未反應(yīng)的NH3，與第三級噴氨系統(tǒng)20噴出的氨在第二級催化劑出口煙道8內(nèi)混合，進入第三級催化劑13進行脫硝反應(yīng)，一定比例的NOx被脫除；若設(shè)置第四級噴氨系統(tǒng)21，第三級催化劑13未脫除的NOx與未反應(yīng)的NH3，與第四級噴氨系統(tǒng)21噴出的氨在第三級催化劑出口煙道14內(nèi)混合，進入第四級催化劑15進行脫硝反應(yīng)，進一步脫硝NOx和降低氨逃逸，干凈煙氣通過第四級催化劑出口煙道16排出。第一級噴氨系統(tǒng)2、第二級噴氨系統(tǒng)6與還原劑供應(yīng)裝置12連接。若設(shè)置第三級噴氨系統(tǒng)、第四級噴氨系統(tǒng)，均與還原劑供應(yīng)裝置12連接。

實施例8：本實施例中，第一級噴氨系統(tǒng)2、第一級催化劑4設(shè)置在省煤器出口的位置上。

實施例9：本實施例中，第一級噴氨系統(tǒng)1為線性噴氨格柵，第二級噴氨系統(tǒng)6為分區(qū)噴氨格柵。

實施例10：本實施例中，煙氣的平均流速控制在4～6m/s之間。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本實用新型專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本實用新型專利的保護范圍內(nèi)。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。