本發(fā)明涉及煙氣脫硝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和生活水平的提高，大氣污染成了人們十分關(guān)注的問題。大氣污染中存在著一個(gè)大問題，氮氧化物NO_x的污染問題。NO_x在陽光的作用下會引起光化學(xué)反應(yīng)，形成光化學(xué)煙霧，從而造成嚴(yán)重的大氣污染。NO_x的大氣污染問題已被日益重視，人們發(fā)現(xiàn)：人體健康的傷害、高含量硝酸雨、光化學(xué)煙霧、臭氧減少以及其他一些問題均與低濃度NO_x有關(guān)系，而且其危害性比人們原先設(shè)想的要大得多。

但是鍋爐煙氣中，不僅含有氮氧化物NO_x，還有硫化物SO_x，如果只是脫硝，還是避免不了對環(huán)境的污染，況且，SO₃會與噴氨管中噴出的NH₃發(fā)生反應(yīng)生成粘性的物質(zhì)NH₄HSO₄，NH₄HSO₄會堵塞SCR反應(yīng)器中的催化劑孔道，覆蓋催化劑的活性表面，降低催化劑的性能。而且煙氣中還含有大量粉塵，也會堵塞脫硝的SCR反應(yīng)器，降低其使用壽命。同時(shí)目前在SCR工藝中，對于噴氨量的控制只有一個(gè)總閥門開度來控制噴氨流量，總閥門后的分支噴氨管路只有手動閥調(diào)整開度，無法實(shí)現(xiàn)煙氣管道分區(qū)域的在線精細(xì)調(diào)控。目前控制策略的主要問題是，依靠單測點(diǎn)作為調(diào)節(jié)目標(biāo)，而單測點(diǎn)的精確度和代表性較差，也未考慮整個(gè)煙道截面的排放物分布；并且為了達(dá)到機(jī)組排放限值要求，噴氨量控制采取“寧多勿缺”的方式(為了使排放的NO_x濃度達(dá)標(biāo)，噴入盡可能多的氨使更多的NO_x被還原分解，使NO_x的排放達(dá)標(biāo))，極易造成局部噴氨過量。雖然SCR出口NO_x的排放濃度達(dá)標(biāo)，但是過多的噴氨量轉(zhuǎn)化為氨逃逸進(jìn)入空氣預(yù)熱器，與進(jìn)入空氣預(yù)熱器的酸性介質(zhì)、水蒸汽反應(yīng)，生成NH4HSO4等有害物質(zhì)而堵塞空氣預(yù)熱器，造成設(shè)備損害及機(jī)組停運(yùn)等嚴(yán)重后果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有SCR反應(yīng)器壽命短和硫化物影響氨氣脫硝等缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明之一種鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)，包括一氧化裝置通過一管道a與鍋爐的排煙口連接和一脫硫裝置通過一管道b與所述氧化裝置連接以及一脫硝裝置通過管道c與所述脫硫裝置連接，所述氧化裝置包括盛有雙氧水的一氧化池和密封所述氧化池開口端的一蓋體，所述管道a的尾端穿過所述蓋體伸入所述雙氧水中，所述管道b的頭端穿過所述蓋體伸入所述氧化池，所述脫硫裝置內(nèi)裝有生石灰，所述脫硝裝置自煙氣流動的方向依次設(shè)有一分布式矩陣流量計(jì)、一取樣檢測結(jié)構(gòu)X、一噴氨格柵和一SCR反應(yīng)器以及一取樣檢測結(jié)構(gòu)Y，所述分布式矩陣流量計(jì)和所述取樣檢測結(jié)構(gòu)X以及所述取樣檢測結(jié)構(gòu)Y均與一流場分布控制器的輸入端通信連接，所述噴氨格柵與所述流場分布控制器的輸出端通信連接，所述管道a上設(shè)有一抽風(fēng)機(jī)。

優(yōu)選的，所述噴氨格柵具有呈矩形分布的若干噴氨模塊，每一所述噴氨模塊包括與氨源連接的一母管，所述母管的末端與一連接管連通，所述連接管的相對兩端各與一噴氨支管連通，每一所述噴氨支管上具有若干噴嘴朝所述SCR反應(yīng)器所在的方向設(shè)置。

優(yōu)選的，同一所述噴氨支管上的若干所述噴嘴分布于該噴氨支管與對應(yīng)的所述連接管連通處的相對兩側(cè)，且其中一側(cè)的所述噴嘴數(shù)量大于對應(yīng)的另一側(cè)的所述噴嘴數(shù)量。

優(yōu)選的，所述取樣檢測結(jié)構(gòu)X包括若干取樣支管x與若干所述噴氨模塊一一對應(yīng)，每一所述取樣支管x末端的吸嘴處于對應(yīng)的所述噴氨模塊中心的正上方。

優(yōu)選的，所述流場分布控制器的輸入端具有若干輸入端口，每一所述取樣支管x均與所述流場分布控制器上對應(yīng)的一所述輸入端口通信連接。

優(yōu)選的，所述取樣檢測結(jié)構(gòu)Y包括若干取樣支管y與若干所述噴氨模塊一一對應(yīng)，每一所述取樣支管y末端的吸嘴處于對應(yīng)的所述噴氨模塊中心的正下方。

優(yōu)選的，所述流場分布控制器的輸入端具有若干輸入端口，每一所述取樣支管y均與所述流場分布控制器上對應(yīng)的一所述輸入端口通信連接。

優(yōu)選的，每一所述母管上均設(shè)有一電動調(diào)節(jié)閥。

優(yōu)選的，所述流場分布控制器內(nèi)包括一數(shù)據(jù)分析模塊與所述流場分布控制器的輸入端通信連接用于分析氣體流量和氣體濃度，和一數(shù)據(jù)處理模塊與所述流場分布控制器的輸出端通信連接用于根據(jù)氣體流量和氣體濃度的數(shù)據(jù)來發(fā)出控制命令，所述數(shù)據(jù)分析模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊通信連接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：本發(fā)明的一種鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)，從鍋爐出來的煙氣先通過所述雙氧水，其中的部分NO被雙氧水氧化成NO₂，然后帶水汽的煙氣通過管道b被所述脫硫裝置中的生石灰脫硫和脫部分酸性硝化物，同時(shí)干燥煙氣，煙氣中SO₃被脫盡，管道c中的NO和NO₂進(jìn)入所述脫硝裝置與所述脫硝裝置中的NH₃在所述SCR反應(yīng)器中反應(yīng)生成無害的N₂和H₂O排出；而根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)研究報(bào)道，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)煙氣中存在的NO₂和NO的摩爾比為1時(shí)，在SCR反應(yīng)器中會發(fā)生“FAST SCR”反應(yīng)，該反應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于煙氣中只有NO的反應(yīng)速度，而現(xiàn)有鍋爐排放出來的絕大部分氮氧化物NO_x以NO形式存在，所以本發(fā)明的氧化裝置氧化部分NO使之變成NO₂，極大的提高在所述SCR反應(yīng)器的反應(yīng)速度，能夠在較短的時(shí)間里充分脫硝。同時(shí)所述分布式矩陣流量計(jì)和所述取樣檢測結(jié)構(gòu)X以及所述取樣檢測結(jié)構(gòu)Y均與所述流場分布控制器的輸入端通信連接，所述噴氨格柵與所述流場分布控制器的輸出端通信連接，從而所述流場分布控制器能夠根據(jù)所述所述分布式矩陣流量計(jì)和所述取樣檢測結(jié)構(gòu)X以及所述取樣檢測結(jié)構(gòu)Y采集的氣體流量和氣體濃度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制所述噴氨格柵的噴氨流量和噴氨速度，有效的避免因氨氣的浪費(fèi)而造成二次污染。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)的噴氨格柵的結(jié)構(gòu)圖；

圖3中(1)圖是本發(fā)明一種鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)其中一噴氨模塊的俯視圖，(2)圖是(1)圖正視圖，(3)圖是(1)圖的左視圖；

圖4是本發(fā)明一種鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)的取樣檢測結(jié)構(gòu)X的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明一種取樣檢測結(jié)構(gòu)X的取樣檢測結(jié)構(gòu)X和噴氨格柵的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為詳細(xì)說明本發(fā)明之技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，以下茲例舉實(shí)施例并配合附圖詳予說明。

請參閱圖1所示，并結(jié)合圖2-5所示，本發(fā)明提供一種鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)，包括一氧化裝置1通過一管道a與鍋爐的排煙口連接和一脫硫裝置2通過一管道b與所述氧化裝置1連接以及一脫硝裝置3通過管道c與所述脫硫裝置2連接，所述氧化裝置1包括盛有雙氧水13的一氧化池11和密封所述氧化池11開口端的一蓋體12，所述管道a的尾端穿過所述蓋體12伸入所述雙氧水13中，所述管道b的頭端穿過所述蓋體12伸入所述氧化池11，所述脫硫裝置2內(nèi)裝有生石灰，所述脫硝裝置3自煙氣流動的方向依次設(shè)有一分布式矩陣流量計(jì)31、一取樣檢測結(jié)構(gòu)X、一噴氨格柵32和一SCR反應(yīng)器33以及一取樣檢測結(jié)構(gòu)Y，所述分布式矩陣流量計(jì)31和所述取樣檢測結(jié)構(gòu)X以及所述取樣檢測結(jié)構(gòu)Y均與一流場分布控制器5的輸入端通信連接，所述噴氨格柵32與所述流場分布控制器5的輸出端通信連接，所述管道a上設(shè)有一抽風(fēng)機(jī)4。

由于燃煤煙氣中絕大部分氮氧化物以NO形式存在，當(dāng)前公認(rèn)的SCR脫硝反應(yīng)以NO催化還原反應(yīng)為主，其化學(xué)反應(yīng)式如下：

4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O (1)

而根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)研究報(bào)道，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)煙氣中存在NO₂時(shí)，NO₂將替代O₂，發(fā)生“FAST SCR”反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)式如下：

2NH₃+NO+NO₂→2N₂+3H₂O (2)

且上述反應(yīng)(2)的反應(yīng)速率較反應(yīng)(1)要快一個(gè)數(shù)量級。

而當(dāng)煙氣中的NO₂/NO摩爾比大于1時(shí)，多余的NO₂將發(fā)生“NO₂SCR”反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)式如下：

8NH₃+6NO₂→7N₂+12H₂O (3)

且上述反應(yīng)(3)的反應(yīng)速率要遠(yuǎn)低于反應(yīng)(1)。

所以通過所述管道a上設(shè)有的所述抽風(fēng)機(jī)4來控制所述管道a內(nèi)煙氣的流速，同時(shí)通過控制所述氧化裝置1中的所述雙氧水13的濃度和液體總體積來控制煙氣與所述氧化裝置1的反應(yīng)程度，可以基本實(shí)現(xiàn)定量氧化NO，使管道b內(nèi)的NO₂和NO的含量1:1，從而使反應(yīng)速度最大化。

所述雙氧水13不僅能夠氧化NO，還能吸收從管道a進(jìn)入的煙氣中的粉塵，防止所述粉塵進(jìn)入所述脫硝裝置3堵塞所述SCR反應(yīng)器33，降低其使用壽命。同時(shí)煙氣中的SO₃氣體在所述雙氧水13中因溶解而被去除。

所述管道b中煙氣帶有大量的水汽，煙氣中SO₂和水汽進(jìn)入所述脫硫裝置2與所述脫硫裝置2中的生石灰因發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鈣和/或者亞硫酸鈣而被去除。同時(shí)生石灰具有很強(qiáng)的吸水能力能夠干燥經(jīng)過它的煙氣。

所述噴氨格柵32具有呈矩形分布的若干噴氨模塊320，每一所述噴氨模塊320包括與氨源6連接的一母管321，所述母管321的末端與一連接管322連通，所述連接管322的相對兩端各與一噴氨支管323連通，每一所述噴氨支管323上具有若干噴嘴324朝所述SCR反應(yīng)器33所在的方向設(shè)置。每一所述母管321上均設(shè)有一電動調(diào)節(jié)閥325。

同一所述噴氨支管323上的若干所述噴嘴324分布于該噴氨支管323與對應(yīng)的所述連接管322連通處的相對兩側(cè)，且其中一側(cè)的所述噴嘴324數(shù)量大于對應(yīng)的另一側(cè)的所述噴嘴324數(shù)量。

所述取樣檢測結(jié)構(gòu)X包括若干取樣支管x與若干所述噴氨模塊320一一對應(yīng)，每一所述取樣支管x末端的吸嘴34處于對應(yīng)的所述噴氨模塊320中心的正上方。所述流場分布控制器5的輸入端具有若干輸入端口，每一所述取樣支管x均與所述流場分布控制器5上對應(yīng)的一所述輸入端口通信連接。

所述取樣檢測結(jié)構(gòu)Y包括若干取樣支管y與若干所述噴氨模塊一一對應(yīng)，每一所述取樣支管y末端的吸嘴34處于對應(yīng)的所述噴氨模塊320中心的正下方。所述流場分布控制器5的輸入端具有若干輸入端口，每一所述取樣支管y均與所述流場分布控制器5上對應(yīng)的一所述輸入端口通信連接。

所述流場分布控制器5內(nèi)包括一數(shù)據(jù)分析模塊51與所述流場分布控制器5的輸入端通信連接用于分析氣體流量和氣體濃度，和一數(shù)據(jù)處理模塊52與所述流場分布控制器5的輸出端通信連接用于根據(jù)氣體流量和氣體濃度的數(shù)據(jù)來發(fā)出控制命令，所述數(shù)據(jù)分析模塊51與所述數(shù)據(jù)處理模塊52通信連接。

所述流場分布控制器5內(nèi)所述數(shù)據(jù)分析模塊51根據(jù)所述分布式矩陣流量計(jì)31和所述取樣檢測結(jié)構(gòu)X以及所述取樣檢測結(jié)構(gòu)Y采集的煙氣流量和NOx濃度的分布情況，獲知所述脫硝裝置3中與各個(gè)所述噴氨模塊320對應(yīng)的各個(gè)子區(qū)域中NOx的濃度，然后通過所述數(shù)據(jù)處理模塊52作用于所述噴氨格柵32的各個(gè)所述電動調(diào)節(jié)閥325，可以實(shí)現(xiàn)自動適當(dāng)減小NOx濃度偏低區(qū)域所對應(yīng)的所述噴氨模塊320處的所述母管321的所述電動調(diào)節(jié)閥325的開度，適當(dāng)增大NOx濃度偏高區(qū)域所對應(yīng)所述噴氨模塊320處的所述母管321的所述電動調(diào)節(jié)閥325的開度，使NOx被充分反應(yīng)吸收，且避免了由于噴氨不均所引起的所有不良后果，同時(shí)有效的規(guī)避了由于噴氨過多造成對大氣的二次污染。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：本發(fā)明的一種鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)，從鍋爐出來的煙氣先通過所述雙氧水13，其中的部分NO被雙氧水氧化成NO₂，然后帶水汽的煙氣通過管道b被所述脫硫裝置2中的生石灰脫硫和脫部分酸性硝化物，同時(shí)干燥煙氣，煙氣中SO₃被脫盡，管道c中的NO和NO₂進(jìn)入所述脫硝裝置3與所述脫硝裝置3中的NH₃在所述SCR反應(yīng)器33中反應(yīng)生成無害的N₂和H₂O排出；而根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)研究報(bào)道，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)煙氣中存在的NO₂和NO的摩爾比為1時(shí)，在SCR反應(yīng)器中會發(fā)生“FASTSCR”反應(yīng)，該反應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于煙氣中只有NO的反應(yīng)速度，而現(xiàn)有鍋爐排放出來的絕大部分氮氧化物NO_x以NO形式存在，所以本發(fā)明的氧化裝置氧化部分NO使之變成NO₂，極大的提高在所述SCR反應(yīng)器33的反應(yīng)速度，能夠在較短的時(shí)間里充分脫硝。同時(shí)所述分布式矩陣流量計(jì)31和所述取樣檢測結(jié)構(gòu)X以及所述取樣檢測結(jié)構(gòu)Y均與所述流場分布控制器5的輸入端通信連接，所述噴氨格柵32與所述流場分布控制器5的輸出端通信連接，從而所述流場分布控制器5能夠根據(jù)所述所述分布式矩陣流量計(jì)31和所述取樣檢測結(jié)構(gòu)X以及所述取樣檢測結(jié)構(gòu)Y采集的氣體流量和氣體濃度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制所述噴氨格柵32的噴氨流量和噴氨速度，有效的避免因氨氣的浪費(fèi)而造成二次污染。

綜上所述，僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，不以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆為本發(fā)明專利涵蓋的范圍之內(nèi)。