火電廠低含塵煙氣scr脫硝裝置、脫硝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及凈化廢氣的一般方法及為運(yùn)類方法特別設(shè)計(jì)的設(shè)備或裝置，特別是設(shè) 及采用注入反應(yīng)劑的催化方法凈化廢氣的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在眾多煙氣脫硝技術(shù)中，選擇性催化還原（SCR)技術(shù)是目前大型火電廠煙氣脫硝 應(yīng)用最為廣泛的一種技術(shù)。SCR煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率最高可達(dá)90% W上，是最為成熟可 靠的脫硝技術(shù)。其原理是在催化劑的作用下，還原劑N也優(yōu)先選擇性的與煙氣中的NOx反應(yīng)， 將煙氣中的NOx還原為氮?dú)夂退?，其催化劑的有效反?yīng)溫度范圍須在300°C~400°C之間。為 了滿足SCR催化劑適宜的反應(yīng)溫度，目前SCR反應(yīng)器都設(shè)置于鍋爐省煤器出口與空氣預(yù)熱器 入口之間，同時(shí)，由于SCR反應(yīng)器處在煙氣流程中的除塵器設(shè)備之前，因此煙氣的含塵濃度 非常高，一般在20-50g/m 3之間，導(dǎo)致SCR煙道和設(shè)備的磨損也非常嚴(yán)重。
[0003] 另外，對(duì)于一些在省煤器與空氣預(yù)熱器之間無預(yù)留脫硝空間的已建機(jī)組(特別是 老機(jī)組），當(dāng)需要較高脫硝效率時(shí)，如何開展SCR脫硝是一個(gè)值得研究的課題，如果脫硝設(shè)備 (SCR反應(yīng)器)布置在除塵器之后，雖然可靈活解決脫硝設(shè)施占用空間的問題，但卻另外產(chǎn)生 了煙氣溫度不能滿足高溫催化劑的高效催化反應(yīng)溫度區(qū)間的問題，無法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)脫硝效 率，原因如下：
[0004] (1)除塵器后的煙氣已經(jīng)過鍋爐空氣預(yù)熱器的降溫，煙氣溫度區(qū)間一般在ll〇°C~ 180°C之間，遠(yuǎn)低于高溫催化劑的正常催化反應(yīng)溫度區(qū)間，因此無法采用成熟、價(jià)廉、可靠的 高溫催化劑來提高脫硝效率；
[0005] (2)采用所謂低溫催化劑(催化反應(yīng)溫度在200°CW下）來滿足較低的煙氣反應(yīng)溫 度要求，由于反應(yīng)溫度低，催化劑活性相對(duì)較低，必須增大催化劑體積量來保證高的脫硝效 率，在入口處NOx濃度相同的設(shè)計(jì)條件下，采用低溫催化劑其體積會(huì)增大到相對(duì)于高溫催化 劑的2~3倍，運(yùn)就導(dǎo)致設(shè)備體積、催化劑成本等大幅上升。此外，煙氣溫度低于200°C時(shí)，煙 氣中過剩的NH3(脫硝所需而噴入)與S〇3反應(yīng)生成硫酸氨錠等錠鹽，錠鹽產(chǎn)生沉積易堵塞和 腐蝕催化劑及設(shè)備，給系統(tǒng)運(yùn)行帶來極大的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種火電廠低含塵煙氣SCR脫硝裝置，即可布置 在機(jī)組除塵器后且能夠采用高溫催化劑的脫硝裝置，W適應(yīng)于在省煤器與空氣預(yù)熱器之間 無脫硝空間的已建機(jī)組或鍋爐，保障安全生產(chǎn)。
[0007] 本發(fā)明火電廠低含塵煙氣SCR脫硝裝置，煙道包括原煙氣煙道、凈煙氣煙道，所述 原煙氣煙道入口端設(shè)置有煙氣蒸汽加熱器，出口端設(shè)置有SCR反應(yīng)器，還包括內(nèi)部分隔為原 煙氣腔、凈煙氣腔的煙氣換熱器，所述原煙氣腔、凈煙氣腔分別與原煙氣煙道、凈煙氣煙道 連通，所述SCR反應(yīng)器與凈煙氣煙道連通，所述原煙氣煙道與熱風(fēng)爐連通，所述煙氣蒸汽加 熱器與蒸汽疏水系統(tǒng)、空氣蒸汽加熱器連通，所述空氣蒸汽加熱器一端連接稀釋風(fēng)機(jī)，另一 端連接氨水蒸發(fā)器，所述氨水蒸發(fā)器上連接有氨水儲(chǔ)存與供應(yīng)系統(tǒng)，所述原煙氣煙道內(nèi)設(shè) 置有用于氨氣噴射和混合的滿流混合器，所述氨水蒸發(fā)器與滿流混合器連通。
[0008] 本發(fā)明火電廠低含塵煙氣SCR脫硝裝置，其中所述熱風(fēng)爐上連接有調(diào)溫風(fēng)機(jī)。
[0009] 本發(fā)明火電廠低含塵煙氣SCR脫硝裝置，其中所述氨水儲(chǔ)存與供應(yīng)系統(tǒng)包括氨水 儲(chǔ)罐、氨水供給累、閥口調(diào)節(jié)裝置，所述氨水供給累和閥口調(diào)節(jié)裝置裝設(shè)在氨水儲(chǔ)罐與氨水 蒸發(fā)器之間。
[0010] 本發(fā)明火電廠低含塵煙氣SCR脫硝裝置，其中所述氨水蒸發(fā)器入口處設(shè)置有霧化 噴嘴，所述噴嘴螺紋連接在入口處且配置有可拆卸的法蘭。
[0011] 本發(fā)明火電廠低含塵煙氣SCR脫硝裝置，其中所述蒸汽疏水系統(tǒng)包括閃蒸罐、排氣 閥口、疏水閥口，所述閃蒸罐上連接有低壓蒸汽管網(wǎng)和凝結(jié)水管網(wǎng)。
[0012] 本發(fā)明還提供了一種利用上述裝置的脫硝方法，包括如下步驟：
[0013] A檢查氨水儲(chǔ)存與供應(yīng)系統(tǒng)、氨水蒸發(fā)器、外接的蒸汽系統(tǒng)、凝結(jié)水管網(wǎng)、煙氣換熱 器、煙氣蒸汽加熱器、空氣蒸汽加熱器、熱風(fēng)爐并使上述設(shè)備具備通煙條件；
[0014] B啟動(dòng)煙氣換熱器；
[0015] C煙氣換熱器運(yùn)作一段時(shí)間后啟動(dòng)所述蒸汽系統(tǒng)、凝結(jié)水管網(wǎng)、煙氣蒸汽加熱器、 空氣蒸汽加熱器、熱風(fēng)爐并通煙氣；
[0016] D啟動(dòng)稀釋風(fēng)機(jī)，保持氨水蒸發(fā)器上的噴氨系統(tǒng)管道楊通；
[0017] E為所述煙氣蒸汽加熱器、空氣蒸汽加熱器通入來流蒸汽并打開閃蒸罐，保持蒸汽 疏水系統(tǒng)楊通；
[0018] F通過調(diào)節(jié)蒸汽入口閥口調(diào)節(jié)通入煙氣蒸汽加熱器、空氣蒸汽加熱器的來流蒸汽 流量，逐步使從原煙氣煙道通入SCR反應(yīng)器入口處的煙溫升至150-190°C;
[0019] G啟動(dòng)熱風(fēng)爐，并通過調(diào)溫風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)溫度，使SCR反應(yīng)器入口處的煙溫達(dá)到190-260 。。
[0020] Η繼續(xù)加大熱風(fēng)爐出口處的煙氣溫度，直至SCR反應(yīng)器入口處的煙溫達(dá)到設(shè)定值 300-320。。
[0021] I啟動(dòng)氨水供給累，保持氨水儲(chǔ)存與供應(yīng)系統(tǒng)楊通；
[0022] J啟動(dòng)氨水蒸發(fā)器；
[0023] Κ氨水蒸發(fā)器通過噴氨系統(tǒng)管道將氨氣儲(chǔ)存與供應(yīng)至滿流混合器，對(duì)原煙氣煙道 內(nèi)的煙氣進(jìn)行脫硝，同時(shí)依據(jù)脫硝效率、氨逃逸率等參數(shù)，通過閥口調(diào)節(jié)裝置控制氨水流 量；
[0024] L完成脫硝。
[0025] 本申請(qǐng)的脫硝工藝流程如下：
[0026] 來自除塵器后的低溫、低含塵煙氣經(jīng)過煙氣蒸汽加熱器加熱至一定溫度后進(jìn)入煙 氣換熱器(脫硝GGH系統(tǒng)）原煙氣煙道繼續(xù)升溫，隨后再與熱風(fēng)爐系統(tǒng)出口的高溫?zé)煔饣旌?繼續(xù)升溫至高溫催化劑反應(yīng)活性溫度。熱風(fēng)爐的燃料可W采用柴油、天然氣等。由于熱風(fēng)爐 需要消耗一定的燃料，因此，為節(jié)省燃料，系統(tǒng)對(duì)煙氣升溫采用的是W下Ξ級(jí)加熱系統(tǒng)：
[0027] (1)利用廠用蒸汽通過煙氣換熱器將低溫?zé)煔饧訜岬?50°C-190°C左右；
[00%] (2)通過煙氣換熱器，利用SCR反應(yīng)器(脫硝反應(yīng)器）出口約320°C的煙氣的熱量將 低溫?zé)煔膺M(jìn)一步升溫至約290°C;
[0029] (3)最后，運(yùn)部分煙氣再與熱風(fēng)爐出口的高溫?zé)煔饣旌霞訜嶂良s320°C，W適應(yīng)高 溫催化劑的催化反應(yīng)溫度，從而進(jìn)入SCR反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)。
[0030] 熱風(fēng)爐的燃料通過與空氣混合燃燒后，煙溫達(dá)到約1500°C，需用冷卻風(fēng)將高溫?zé)?氣調(diào)整到約850°C-900°C，然后再進(jìn)入煙道繼續(xù)加熱鍋爐來的煙氣，此處采用煙氣直接參混 主要目的是對(duì)流換熱。本發(fā)明脫硝時(shí)采用的是上述一級(jí)加熱后的約150°C-190°C的熱煙氣 作為冷卻風(fēng)源，采用變頻風(fēng)機(jī)將原煙氣送至熱風(fēng)爐爐膛尾部，經(jīng)過與熱風(fēng)爐高溫?zé)煔鈪⒒?后送至原煙氣煙道，不采用環(huán)境空氣做冷卻風(fēng)源進(jìn)一步降低了進(jìn)入煙氣系統(tǒng)的冷風(fēng)量，起 到了節(jié)能的作用。
[0031] 另外，通過氨水蒸發(fā)器制備的氨氣/空氣的混合氣體進(jìn)入SCR反應(yīng)器前的原煙氣煙 道，經(jīng)滿流混合系統(tǒng)與升溫后的熱煙氣充分混合后進(jìn)入SCR反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行煙氣脫硝處理。經(jīng) 過脫硝處理后的煙氣進(jìn)入凈煙氣煙道，通過煙氣換熱器與原煙氣煙道的煙氣換熱降溫后排 出，使用煙氣換熱器(脫硝GGH系統(tǒng))達(dá)到了節(jié)能降耗與降低運(yùn)行成本的目的。
[0032] 綜上所述，本發(fā)明的脫硝裝置及采用該裝置的脫硝方法，解決了脫硝設(shè)施占地尺 寸大，改造加裝困難的問題，同時(shí)仍可使用成熟、價(jià)廉、可靠的高溫催化劑來提高脫硝效率。 由于除塵器后的煙氣已是低含塵煙氣(煙氣含塵濃度在20~lOOmg/m 3之間），從而解決了煙 道，催化劑、脫硝設(shè)備的磨損問題，使得脫硝設(shè)備W及催化劑的壽命得W大大延長(zhǎng)，提高了 整體脫硝設(shè)施的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。另外，由于脫硝裝置不需再對(duì)原有鍋爐的尾部煙道、省煤器及 鋼架進(jìn)行改造，節(jié)省了大量的鍋爐本體改造工作，大幅降低工程投資。而且，低含塵脫硝裝 置由于不會(huì)影響到鍋爐改造，因而也不會(huì)給鍋爐帶來燃燒和效率方面的影響，極大地滿足 了節(jié)能、環(huán)保和安全生產(chǎn)的需求。
[0033] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的火電廠低含塵煙氣SCR脫硝裝置、脫硝方法作進(jìn)一步說 明。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發(fā)明火電廠低含塵煙氣SCR脫硝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 如圖1所示，煙道包括原煙氣煙道3、凈煙氣煙道31，原煙氣煙道3入口端設(shè)置有煙 氣蒸汽加熱器2,機(jī)組除塵器后的煙氣1從該入口端通入煙氣蒸汽加熱器2。原煙氣煙道3出 口端設(shè)置有SCR反應(yīng)器14，SCR反應(yīng)器14與凈煙氣煙道31連通，經(jīng)SCR反應(yīng)器14處理后的煙氣 經(jīng)凈煙氣煙道31排出，此處可W與用戶根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置的排放接口 15連接。本申請(qǐng)的脫 硝裝置還包括內(nèi)部分隔為原煙氣腔41、凈煙氣腔42的煙氣換熱器4,原煙氣腔41、凈煙氣腔 42分別與原煙氣煙道3、凈煙氣煙道31連通。原煙氣煙道3與熱風(fēng)爐5連通。為便于調(diào)節(jié)加熱 溫度，獲得足夠溫度的煙氣，熱風(fēng)爐5上連接有調(diào)溫風(fēng)機(jī)6。
[0036] 煙氣蒸汽加熱器2還與蒸汽疏水系統(tǒng)、空氣蒸汽加熱器8連通。煙氣蒸汽加熱器2與 空氣蒸汽加熱器8是原理相同的設(shè)備，均為采用蒸汽加熱煙氣或空氣。蒸汽疏水系統(tǒng)包括閃 蒸罐17、排氣閥口、疏水閥口，閃蒸罐17上連接有低壓蒸汽管網(wǎng)18和凝結(jié)水管網(wǎng)19,電廠的 低壓蒸汽管網(wǎng)18用于回收閃蒸罐17排出的氣