[實(shí)用新型]一種SCR脫硝入口煙道

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420431184.2
• 申請(qǐng)日: 2014-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN204034566U
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉建偉;常景彩;宋家秋;張波;李洪梅;張夢(mèng)澤;郇慶超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東神華山大能源環(huán)境有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/90
• 分類號(hào): B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種SCR脫硝入口煙道。

背景技術(shù)

燃煤電廠燃燒過程中，產(chǎn)生大量的以NO和NO₂為主的氮氧化合物(NO_X)，直接排入大氣中會(huì)造成嚴(yán)重污染。隨著國(guó)家對(duì)NO_X排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，燃煤電廠如何減少NO_X的排放逐步受到重視。選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是目前較成熟脫硝技術(shù)，該技術(shù)是在反應(yīng)器中，向煙氣中噴入一定量的NH₃，氨氮混合后會(huì)經(jīng)過反應(yīng)器上方入口煙道的楔形結(jié)構(gòu)，向下經(jīng)過整流層后，到達(dá)首層催化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，即NO_X在催化劑的作用下被NH₃還原為N₂和H₂O。在最新標(biāo)100mg/m³的排放限值下，SCR脫硝技術(shù)成為國(guó)內(nèi)火電、化工等行業(yè)大機(jī)組脫硝項(xiàng)目的首選，滿足逐漸嚴(yán)格的環(huán)保要求。

SCR脫硝技術(shù)的關(guān)鍵是首層催化劑上方的煙氣流場(chǎng)分布均勻性，流場(chǎng)均勻性越高，脫硝效率就越大。脫硝反應(yīng)器入口煙道的設(shè)計(jì)，決定系統(tǒng)內(nèi)首層催化劑上方的煙氣流場(chǎng)，合理的煙道系統(tǒng)不僅減小建設(shè)成本，有效地保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，關(guān)系著催化劑壽命及電廠經(jīng)濟(jì)效益及裝置長(zhǎng)期化。

CFD(Computational?Fluid?Dynamics)是在流動(dòng)基本方程(質(zhì)量守恒方程、動(dòng)量守恒方程、能量守恒方程)控制下對(duì)流動(dòng)的數(shù)值模擬，通過計(jì)算可以得到流場(chǎng)內(nèi)各個(gè)位置上的基本物理量，如速度、壓力、溫度、濃度等，是近年來重要的數(shù)值模擬技術(shù)，廣泛應(yīng)用于脫硝裝置設(shè)計(jì)中，為脫硝反應(yīng)器煙道、導(dǎo)流板及噴射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供重要技術(shù)支持。

工程設(shè)計(jì)中脫硝系統(tǒng)入口煙道的楔形結(jié)構(gòu)傾斜角α設(shè)定為經(jīng)驗(yàn)值，缺乏一定的技術(shù)支持。α偏小會(huì)影響催化劑上方煙氣流場(chǎng)，α偏大導(dǎo)致耗材多且成本高，甚至不足以保證首層催化劑上方流場(chǎng)的高均勻性。

綜上所述，目前SCR脫硝系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中，入口煙道的楔形結(jié)構(gòu)傾斜角α的確定依靠經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致工程中存在難于實(shí)現(xiàn)首層催化劑上方流場(chǎng)均勻最大化、耗材多、費(fèi)用高等缺點(diǎn)。因此，現(xiàn)利用CFD技術(shù)優(yōu)化楔形結(jié)構(gòu)的α夾角及整流層上方豎直段h，有助于工程設(shè)計(jì)，提供較為合理的設(shè)計(jì)范圍，避免依靠經(jīng)驗(yàn)值的常規(guī)設(shè)計(jì)帶來的經(jīng)濟(jì)、結(jié)果的缺陷，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程設(shè)計(jì)的技術(shù)支持。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種SCR脫硝入口煙道，它具有確定SCR脫硝反應(yīng)器入口煙道楔形結(jié)構(gòu)的傾斜角α設(shè)計(jì)范圍，保證各個(gè)工況下，SCR脫硝系統(tǒng)反應(yīng)器內(nèi)首層催化劑上方流場(chǎng)均勻性、工程造價(jià)低廉化，具有較高的脫硝效率優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種SCR脫硝入口煙道，包括：入口煙道，所述入口煙道與楔形結(jié)構(gòu)連接，所述楔形結(jié)構(gòu)與反應(yīng)器連接，所述反應(yīng)器與楔形結(jié)構(gòu)連接的位置設(shè)有整流層，所述反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有催化劑層，所述入口煙道與楔形結(jié)構(gòu)之間設(shè)有能夠?qū)煔饬骶鶆蚍植荚诖呋瘎┥戏降膶?dǎo)流板，所述楔形結(jié)構(gòu)與反應(yīng)器的水平橫截面的夾角為α，其中，10°≤α≤17°；所述楔形結(jié)構(gòu)與反應(yīng)器連接的一側(cè)設(shè)有垂直段。

所述垂直段的高度h≤50mm。

所述催化劑層為蜂窩狀。

所述導(dǎo)流板為折形導(dǎo)流板，導(dǎo)流板的水平段300～500mm。

所述整流層為鋼材質(zhì)Q345的100X100mm方形格柵，格柵豎直高度為300mm。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

(1)通過對(duì)SCR脫硝系統(tǒng)入口煙道的優(yōu)化，確定楔形結(jié)構(gòu)的傾斜角α的范圍(10°≤α≤17°)，保證了首層催化劑上方流場(chǎng)的均勻性，成功實(shí)現(xiàn)流場(chǎng)和成本的最優(yōu)化。

(2)整流層上方楔形結(jié)構(gòu)豎直段h≤50mm，有利用提高首層催化劑上方流場(chǎng)均勻性。

(3)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，α的確定為經(jīng)驗(yàn)值，無法達(dá)到最有的設(shè)計(jì)方案。α偏大或偏小，會(huì)造成成本高或流場(chǎng)均勻度不高的缺點(diǎn)。

(4)楔形結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的夾角α及豎直段h，保證所要求流場(chǎng)均勻性高、工程建設(shè)成本最低化，從流場(chǎng)和工程成本的角度考慮，楔形結(jié)構(gòu)中10°≤α≤17°時(shí)，設(shè)計(jì)可達(dá)到最優(yōu)效果。

(5)所述導(dǎo)流板不僅起到導(dǎo)流作用，而且固定性好。

(6)所述格柵對(duì)氣流起到更好的均布，同時(shí)保證系統(tǒng)壓損要求。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、入口煙道，2、導(dǎo)流板，3、楔形結(jié)構(gòu)，4、整流層，5、催化劑層。

具體實(shí)施方式