[發(fā)明專利]灰分流化系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410806168.1
• 申請(qǐng)日: 2007-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN104654331B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.G.瓦納
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電器技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F23J3/00
• 分類號(hào): F23J3/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 肖日松

本申請(qǐng)是于2007年5月24日提交的已進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的PCT專利申請(qǐng)(中國(guó)國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?00780028709.0，國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2007/069601，發(fā)明名稱“灰分流化系統(tǒng)及方法”)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及一種用于防止在風(fēng)管中粉塵聚集的系統(tǒng)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)利用噴射空氣來(lái)將灰分在穿過(guò)選擇催化還原(SCR)系統(tǒng)的風(fēng)管流動(dòng)的煙氣中重新帶走/或流化灰分。

背景技術(shù)

選擇催化還原(SCR)系統(tǒng)通常應(yīng)用于公用事業(yè)和工業(yè)燃燒裝置，以便減少NOx(氮氧化物)排放。在SCR系統(tǒng)中，將氨或類似物噴射到煙氣中。噴射了氨的煙氣通過(guò)催化劑，在這里進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)以便將NOx排放物轉(zhuǎn)化成元素氮和水。一般要求存在催化劑以加速化學(xué)反應(yīng)，因?yàn)镾CR系統(tǒng)通常是在較低溫度下運(yùn)行，而較低溫度可能減緩或阻止化學(xué)反應(yīng)。通常使用的催化劑包括釩/鈦制劑、沸石材料，及諸如此類。

許多安裝都是在顆粒物收集系統(tǒng)之前將SCR反應(yīng)器放置在高粉塵的位置。仔細(xì)注意風(fēng)管和SCR反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，以避免粉塵沉積。催化劑專門設(shè)計(jì)，以便經(jīng)受得住腐蝕和飛灰的潛在毒害作用。選擇風(fēng)管速度以保證飛灰保持在設(shè)計(jì)點(diǎn)處帶走，因?yàn)榛曳致湓陲L(fēng)管中是不希望有的。

然而，對(duì)這些系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，常見的是經(jīng)歷在某些情況下粉塵沉積在風(fēng)管內(nèi)某些位置中。當(dāng)燃燒裝置在減小的負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)所經(jīng)歷的穿過(guò)風(fēng)管的氣體速度減小是粉塵沉積的主要原因。粉塵沉積也可能由于在裝置運(yùn)行時(shí)例如在較低過(guò)量空氣情況下運(yùn)行時(shí)環(huán)境的變化，或者不同的燃料引起。最常見的沉積點(diǎn)是在風(fēng)管中或者在SCR入口排風(fēng)罩的剛好上游的風(fēng)管中的盲流段(dead leg)。

圖1和2提供一SCR系統(tǒng)由于灰分聚集而產(chǎn)生粉塵和最終堵塞的例子。圖1示出當(dāng)燃燒裝置是在低負(fù)荷22下運(yùn)行時(shí)SCR系統(tǒng)20的一部分。SCR系統(tǒng)20通常位于蒸汽發(fā)生器出口(未示出)和預(yù)熱器入口(未示出)之間。隨著煙氣流21穿過(guò)導(dǎo)管24流動(dòng)，飛灰通常是存在于煙氣流中。催化劑26裝在導(dǎo)管24內(nèi)SCR系統(tǒng)20中，并隨著煙道氣流21通過(guò)導(dǎo)管24而經(jīng)受將飛灰完全集中。催化劑26通常被篩網(wǎng)28覆蓋，以便在飛灰到達(dá)催化劑通道(未示出)之前捕集飛灰。

SCR系統(tǒng)20加工成一定尺寸，以便當(dāng)燃燒裝置(未示出)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)接收煙氣流21。當(dāng)燃燒裝置(未示出)在低負(fù)荷22下運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)管24有較少煙道氣通過(guò)它。因此，煙氣流21的速度大大減小。這種速度減小可能導(dǎo)致粉塵沉集。隨著煙氣流21穿過(guò)導(dǎo)管24流動(dòng)，飛灰30聚集并沉降成粉塵堆32。由于導(dǎo)管24的設(shè)計(jì)，所以粉塵堆32通常是僅僅在SCR入口排風(fēng)罩34的上游產(chǎn)生。

現(xiàn)在參見圖2，當(dāng)SCR系統(tǒng)20在滿負(fù)荷36下運(yùn)行時(shí)，煙氣流21的速度增加回到設(shè)計(jì)速度。隨著速度增加到適應(yīng)滿負(fù)荷36，已聚集在粉塵堆32中的飛灰30可以突然地重新帶走，同時(shí)使蜂涌而至的飛灰38落到催化劑26上。結(jié)果，催化劑26內(nèi)的通道可能變堵塞，且使SCR的效率降低。跨過(guò)SCR系統(tǒng)20的壓降也可能增加。

通常，為防止用于粉塵堆聚集采取的唯一措施包括風(fēng)管的設(shè)計(jì)。一般，通向SCR入口排氣罩的入口形狀可以這樣設(shè)計(jì)，以使穿過(guò)該過(guò)渡件的速度在設(shè)計(jì)點(diǎn)處恒定。結(jié)果是風(fēng)管具有一傾斜的頂部，所述傾斜的頂部同時(shí)擴(kuò)張，以便匹配SCR反應(yīng)器橫斷面。旁通管用下述方法進(jìn)行保持：或是使它們裝備有阻尼器以便消除盲流段，或是將旁通管制成沒(méi)有灰分可以集聚的架。

這些途徑一般已證明不成功。在SCR入口排氣罩入口和風(fēng)管中的盲流段處的粉塵沉積的問(wèn)題仍然保留。隨著燃燒裝置回到滿輸出負(fù)荷，灰堆滑坍到催化劑床上是個(gè)問(wèn)題。現(xiàn)行工藝幾乎沒(méi)有提供解決在SCR反應(yīng)器入口區(qū)處灰分沉積的潛力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一方面是一種用于使選擇催化還原系統(tǒng)的導(dǎo)管中灰分流態(tài)化的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括氣源和空氣噴射集管，上述氣源用于產(chǎn)生壓縮空氣，而上述空氣噴射集管與氣源連接，并通過(guò)導(dǎo)管中的一個(gè)或多個(gè)孔與導(dǎo)管連接。空氣噴射集管適合于將壓縮空氣從氣源噴射到導(dǎo)管易于粉塵聚集的區(qū)域。

本發(fā)明的另一方面是用于使選擇催化還原系統(tǒng)的導(dǎo)管中灰分流態(tài)化的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括導(dǎo)管，用于產(chǎn)生壓縮空氣的機(jī)構(gòu)，和空氣噴射集管，所述空氣噴射集管與用于產(chǎn)生壓縮空氣的機(jī)構(gòu)連接，并通過(guò)導(dǎo)管中的一個(gè)或多個(gè)孔與導(dǎo)管連接。空氣噴射集管包括一分集管，所述分集管與多個(gè)噴射槍連接。多個(gè)噴射槍中的每一個(gè)都具有端部噴嘴。空氣噴射集管適合于將壓縮空氣從用于產(chǎn)生壓縮空氣的機(jī)構(gòu)噴射到導(dǎo)管易于粉塵聚集的區(qū)域。