[發明專利]煙氣預混裝置及基于該煙氣預混裝置的脫硝反應器及方法

有效

• 申請號: 201510072784.3
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN104624072B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 魯金濤;張波;楊珍;谷月峰;徐宏杰
• 申請（專利權）人: 中國華能集團公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: B01F5/00
• 分類號: B01F5/00;B01F5/06;B01F15/04;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于鍋爐環保領域，涉及一種煙氣預混裝置及基于該煙氣預混裝置的脫硫反應器及方法。

背景技術

隨著我國經濟的發展，能源消耗帶來的環境污染也越來越嚴重。其中煙塵、二氧化硫、氮氧化物等有害物質是造成大氣污染、酸雨和溫室效應的主要根源。據國家環?？偩纸y計，我國67％的氮氧化物(NOx)排放量來自于煤炭的燃燒，2005年和2010年我國火電廠煤炭消耗量分別占全國總量的56％和64％，火電廠NOx產生量占全國總量的50％。從燃煤消耗對NOx排放貢獻值來看，火電廠NOx排放控制是我國NOx排放總量控制關鍵所在。隨著我國最新的《火電廠大氣污染物控制排放標準》和《大氣污染防治法》的頒布實施以及《京都議定書》的正式生效，國內對NOx的排放控制將日趨嚴格，在火力發電廠中采用有效的NOx排放控制措施勢在必行。

在眾多的脫硝技術中，選擇性催化還原法(SCR)可通過催化劑在合適的溫度范圍內使煙氣中的NOX與NH3產生反應生成對大氣無害的N2與H2O，從而達到除去煙氣中的NOX的目的，是脫硝效率最高、最為成熟的脫硝技術。

SCR系統一般由氨的儲存系統、氨與空氣混合系統、氨氣噴入系統、反應器系統、省煤器旁路、SCR旁路、檢測控制系統等組成。其中，SCR反應器設置于空氣預熱器前，氨氣在SCR反應器的上方通過一種特殊的噴霧裝置和煙氣均勻分布混合，混合后煙氣通過反應器內催化劑層進行還原反應。達到合格的脫硝率同時保證比較低的氨氣逃逸率是SCR工程中的一個難點，這要求在催化反應之前需要將NH3與煙氣充分均勻混合，尤其要求在反應器的入口的各個部位NH3與NOX的比例一致。如果局部氨不足或氨過量，都會影響脫硝反應系統的充分運行。在NH3與煙氣混合不均勻的情況下，除了會降低脫氮效率，還會殘留氨現象，殘留的氨與SO2反應生成(NH4)2SO4，NH4HSO4很容易對空氣預熱器進行粘污，對空氣預熱器影響很大。如，國內某大型燃煤機組SCR脫硝反應器的入口處，不同位置的NH3濃度相差幾倍甚至十幾倍，嚴重影響了SCR的脫硝率。

為了提高電站鍋爐SCR脫硝系統脫硝率，目前已有一些專利技術對傳統SCR裝置進行了改造和創新。如，發明“提高電站鍋爐SCR脫硝系統脫硝率的方法”(201310493039.7)公開了一種通過測量SCR脫硝反應器出口的NOx的濃度分布，并根據SCR脫硝反應器出口的NOx的濃度分布調整噴氨格柵相應區域的閥門開度的辦法，提高了SCR反應器出口NOx分布的均勻性，提高了脫硝率。發明“SCR脫硝裝置以及煙氣脫硝方法”(201310471414.8)從催化劑的角度提供了一種SCR脫硝裝置以及煙氣脫硝方法，通過將粉末催化劑噴入所述煙道中的催化劑噴射器，保證催化劑具有最大的反應能力，同時延長了粉末催化劑的停留時間，增加催化效率。發明“一種SCR脫硝除塵裝置”(201210179086.X)從煙氣預除塵的角度，將一種除塵裝置連通至脫硝反應器前的反應器入口煙道，從而對最易堵塞催化劑的大顆粒飛灰的有效處理。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種煙氣預混裝置及基于該煙氣預混裝置的脫硝反應器及方法，該裝置及基于該裝置的脫硝反應器及方法通過均勻SCR反應器入口處不同位置上混合氣體中NH₃氣體的百分比濃度來提高煙氣的脫硝率。

為達到上述目的，本發明所述的煙氣預混裝置煙氣預混裝置包括入口盤及出口盤，入口盤上設置有N_a²個進氣口以及用于測量各進氣口中混合氣體中各氣體的百分比濃度的測量裝置，出口盤上設置有N_b個出氣口，其中N_a≥3，N_b≥2，N_b≤N_a，出口盤上的任意一個出氣口均與入口盤上的若干進氣口通過管道相連通。

所述入口盤分為N_a²個面積相等的第一區域，其中，每個第一區域上均開設有一個進氣口；

所述出口盤分為N_b個面積相等的第二區域，其中，每個第二區域上均開設有一個出氣口。

本發明所述的脫硝反應器包括NH₃反應器、煙氣預混裝置及SCR反應器，鍋爐的尾部煙道出口與NH₃發生器的NH₃出口通過管道并管后與煙氣預混裝置中入口盤上的各進氣口相連通，煙氣預混裝置中出口盤上的各出氣口與SCR反應器的入口相連通。