[實用新型]煙氣脫硝設備

有效

• 申請號: 201020258234.3
• 申請日: 2010-07-13
• 公開（公告）號: CN201807293U
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 周國民;唐建城;李振忠;王松峰;趙海軍
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司;北京國華電力有限責任公司;神華國華國際電力股份有限公司北京熱電分公司
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/79;B01D53/56
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳小蓮;王鳳桐

技術領域

本實用新型涉及一種煙氣脫硝設備。

背景技術

煙氣是熱電廠的主要排放物之一，通過可燃物在燃燒器(即鍋爐)中燃燒產生。由于煙氣中通常含有大量的氮氧化物NO_x如NO，這些氮氧化物如果直接排放到大氣中，會導致腐蝕性很強的酸雨，因此煙氣在排放之前必須經過脫氮(即脫硝)處理。

目前，運用比較成熟的煙氣脫硝技術主要有兩種：選擇性催化還原(SCR)工藝和選擇性非催化還原脫硝(SNCR)工藝。SCR和SNCR脫硝工藝的化學反應原理都是一樣的，都是將脫硝劑(尿素或者氨)與煙氣接觸，使脫硝劑與煙氣中的NO_x進行選擇性還原反應生成氮氣(N₂)和水蒸氣(H₂O)。SNCR工藝一般在鍋爐的爐膛內即燃燒區(800-1250℃)進行選擇性還原反應。SCR工藝則是在煙道內設置催化劑床層，在280-420℃溫度下，在催化劑存在的條件下進行催化選擇性還原反應。

SNCR和SCR各自有優缺點，SNCR的優點是不需要價格昂貴的催化劑床，缺點是脫硝效果較差，脫硝率一般不超過40％。SCR的缺點則是需要使用價格昂貴的催化劑床，而且需要有足夠的空間設置催化劑床，優點則是脫硝效果較SNCR好，脫硝率一般為60％以下。由此可見，煙氣脫硝工藝中的脫硝率有待進一步提高。

而且，由于SCR脫硝的溫度為280-420℃，而煙氣的溫度通常為800℃甚至1000℃以上，為了實現煙氣的降溫，目前通常的做法是在催化劑床層前增設一個省煤器(即換熱器)，省煤器由多個互相串聯連接的換熱管形成。為了保證換熱后的煙氣能夠滿足SCR反應的要求，換熱管的數目非常龐大，從而省煤器的體積非常龐大。

為了有效利用煙氣的高熱量，煙道通常由內裝除鹽水的多個金屬管(也稱包墻過熱器)圍成，煙氣中的高熱量通過輻射等傳遞方式傳遞給金屬管內的除鹽水，從而獲得過熱蒸汽。多個金屬管匯集于包墻過熱器的集箱，催化劑床層通常位于煙道尾部且集箱的底部。這種設置方式一方面會導致催化劑床層不平整，另一方面，也會導致催化劑床層與集箱基礎部位與其他部位溫度不一致，從而整個催化劑床層溫度分布不均，容易對催化劑床層造成破壞。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了克服克服現有的煙氣脫硝設備存在的脫硝率較低、省煤器體積龐大且催化劑床層容易破壞的缺點，提供一種脫硝率較高、省煤器體積小且不容易導致催化劑床層被破壞的煙氣脫硝設備。

為了解決上述問題，本實用新型的發明人對現有的SNCR用設備進行了改進，開發出了一種能夠將SNCR和SCR相結合的設備，從而能夠同時實現SNCR和SCR過程。

本實用新型提供了一種煙氣脫硝設備，該煙氣脫硝設備包括由包墻過熱器圍成的煙道，其中，沿煙氣的流動方向，煙道內依次設置有脫硝劑供給裝置、脫硝劑補給裝置和省煤器；所述煙道包括第一垂直段、第二垂直段和水平段，所述水平段的兩端分別與第一垂直段和第二垂直段的上部連通，所述脫硝劑供給裝置位于第一垂直段內，所述省煤器位于第二垂直段內，所述包墻過熱器的集箱位于第二垂直段的底部，該設備還包括催化反應器，該催化反應器與第二垂直段的底部連通；所述省煤器包括換熱管和多個換熱片，所述換熱管穿過所述換熱片，并且換熱管的外壁與換熱片緊密接觸。

根據本實用新型的煙氣脫硝設備，通過在催化劑床層的上游設置脫硝劑補氨裝置，使得本實用新型的煙氣脫硝設備能夠實現SNCR脫硝和SCR脫硝，因此，與SNCR工藝相比提高了脫硝效率，與SCR工藝相比在保證脫硝效率的情況下，降低了催化劑床層的厚度，降低了成本；而且，通過使用新的省煤器(包括換熱管和多個換熱片，所述換熱管穿過所述換熱片，并且換熱管的外壁與換熱片緊密接觸)，在保證換熱效率的同時，減小了省煤器所占的體積；另外，通過使包墻過熱器的集箱位于所述催化反應器的上部，能夠防止催化劑床層因受熱不均或位置不平整而導致的對催化劑床層的破壞。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的煙氣脫硝設備的結構示意圖；

圖2為本實用新型的一種實施方式的煙氣脫硝設備中省煤器的結構示意圖；

圖3為本實用新型的一種實施方式的煙氣脫硝設備中省煤器的換熱片的結構示意圖；

圖4為本實用新型的另一種實施方式的煙氣脫硝設備中省煤器的換熱片的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的煙氣脫硝設備進行詳細的說明。