一种喷氨优化的高效脱硝系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种喷氨优化的高效脱硝系统，包括烟气传输系统、脱硝反应系统，以及监控系统；其中所述烟气传输系统包括烟气传输管道，以及在该烟气传输管道内沿烟气传输方向设置的喷氨格栅、旋流混合装置；旋流混合装置包括圆筒状的旋流烟道及沿所述旋流烟道圆周方向设置的旋流叶片，所述旋流叶片的内缘与所述旋流烟道的内壁固定、且与所述旋流烟道的母线呈5～15°夹角，外缘沿烟气传输方向向所述旋流烟道的轴线方向呈弧形延伸；所述脱硝反应系统包括脱硝塔和在所述脱硝塔内设置的催化剂层。本实用新型专利技术将使氨的喷入量更精确合理，并使氨气与氮氧化物能够充分混合，最大程度地减少氨气逃逸及其引起的各种问题。

【技术实现步骤摘要】
一种喷氨优化的高效脱硝系统
本技术属于烟气脱硝
，特别涉及一种喷氨优化的高效脱硝系统。
技术介绍
大部分火电厂采用SCR脱硝工艺，该工艺的核心是在合理的氨氮摩尔比下，将氨气与氮氧化物在混合后，经过催化剂的催化作用来完成反应，生成氮气与水。烟气在脱硝系统中会经过喷氨、混合、导流等几个环节才能到达催化剂，加之锅炉负荷、燃煤量、送风量及燃烧器投运方式等不稳定因素，很难将入口流场和出口流场进行对应。并且，现有喷氨装置对氨的喷入量计算量不精确，负荷适应性差，氮氧化物浓度波动较大时尤其不适用。而从喷氨到烟气传输到催化剂的过程中，由于现有的氨气与氮氧化物混合及导流装置难以保证二者完全混合，在接触催化剂后则不能完全进行反应，喷入的氨就会造成浪费，形成氨逃逸。另外，催化剂层中的催化剂活性也并不能保证均一，存在不能使氨完全反应的可能，进一步导致氨逃逸。过量逃逸的氨气能够与三氧化硫反应生成硫酸氢。硫酸氢铵因其特殊物理性质，极易吸附并粘结在空预器换热元件上，常规的蒸汽吹灰和激波吹灰、在线高压水冲洗都难以去除。硫酸氢铵还会对空预器产生堵塞、腐蚀，并进一步影响下游的除尘器和脱硫。过量的氨逃逸不仅仅是脱硝系统本身的浪费，还是造成下游设备不能够稳定运行的原因之一。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种喷氨优化的高效脱硝系统，旨在解决目前氨气与氮氧化物混合不充分、氨气逃逸造成的附着空预器热元件、产生堵塞、腐蚀、影响除尘器和脱硫的问题，具有提升氨氮混合效果、减少氨逃逸量的特点。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种喷氨优化的高效脱硝系统，包括烟气传输系统、脱硝反应系统，以及监控系统；其中所述烟气传输系统包括烟气传输管道，以及在所述烟气传输管道内沿烟气传输方向设置的喷氨格栅、旋流混合装置；所述旋流混合装置包括圆筒状的旋流烟道及沿所述旋流烟道圆周方向设置的旋流叶片，所述旋流叶片的内缘与所述旋流烟道的内壁固定、且与所述旋流烟道的母线呈5～15°夹角，所述旋流叶片的外缘沿烟气传输方向向所述旋流烟道的轴线方向呈弧形延伸；所述脱硝反应系统包括脱硝塔和在所述脱硝塔内设置的催化剂层。进一步地，所述旋流叶片外缘的起始端与所述旋流烟道的内壁贴合、末端至所述旋流烟道内壁的最近距离是所述旋流烟道半径的0.1～0.6倍。起始端即为靠近烟气进入旋流烟道的进气端的一端，末端即为沿烟气传输方向的外缘尾端。进一步地，所述旋流叶片沿烟气流通方向间隔设置有1～3组，且每组旋流叶片沿所述旋流烟道内壁的圆周方向均布3～4片，每组旋流叶片设置相同的片数。进一步地，2～7个所旋流烟道平行、并排设置为一簇，并平行于烟气传输方向设置在所述烟气传输管道内。进一步地，在所述烟气传输管道内设置1～3簇旋流烟道。进一步地，所述旋流烟道长度为内径的2～3倍；所述旋流叶片的外缘与内缘长度分别为所述旋流烟道内径的0.8～1.2倍。进一步地，所述监控系统包括入口监测器、出口监测器、控制器；所述入口监测器设于所述烟气传输管道的入口，用于监测氮氧化物浓度；所述出口监测器设于所述脱硝塔的出口，用于监测氨浓度；所述入口监测器和所述出口监测器的输出端接所述控制器的输入端，所述控制器的输出端接所述喷氨格栅的控制端。进一步地，所述入口监测器和/或所述出口监测器为网格式监测器；和/或所述喷氨格栅各支管的调节门为气动调节门。进一步地，所述烟气传输系统的出口处还设有均布板；和/或所述脱硝塔外侧还设有吹灰器。进一步地，所述催化剂层有1～3个。本技术提供的喷氨优化的高效脱硝系统的有益效果在于：本技术所采用的旋流混合装置利用烟气流动特性及本身动能，经旋流作用后自动形成旋流态，能够大幅提升混合效果。经过该旋流混合装置后，氨气与氮氧化物能够充分混合，从而进行混合烟气与催化剂的反应，最大程度地减少氨气逃逸及其引起的各种问题。同时，本技术设有监控系统，能够对本系统内的烟气和反应状况进行监测和控制，有利于调整参数，使喷氨量更合理、氨气逃逸更少。附图说明图1为本技术实施例的整体结构示意图；图2为本技术实施例中喷氨格栅的结构示意图；图3为本技术实施例中旋流混合装置结构示意图。1烟气传输系统10烟气传输管道11喷氨格栅111稀释风机112供氨调门113氨/空气混合器12旋流混合装置121旋流烟道122旋流叶片1211旋流烟道进气端1221外缘1222内缘13均布板2脱硝反应系统20脱硝塔21催化剂层22吹灰器3监控系统31入口监测器32出口监测器33控制器具体实施方式为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。请一并参阅图1、图2和图3，现对本技术提供的喷氨优化的高效脱硝系统进行说明。所述喷氨优化的高效脱硝系统烟气传输系统1、脱硝反应系统2，以及监控系统；其中烟气传输系统1包括烟气传输管道10，以及在烟气传输管道10内沿烟气传输方向设置的喷氨格栅11、旋流混合装置12；旋流混合装置12包括圆筒状的旋流烟道121及沿旋流烟道121圆周方向设置的旋流叶片122，旋流叶片122的内缘1222与旋流烟道121的内壁固定，且与旋流烟道121的母线呈5～15°夹角；旋流叶片122的外缘1221沿烟气传输方向向旋流烟道121的轴线方向呈弧形延伸；脱硝反应系统2包括脱硝塔20和在脱硝塔20内设置的催化剂层21。本技术所采用的旋流混合装置12利用烟气流动特性及本身动能，经旋流作用后自动形成旋流态，能够大幅提升混合效果。经过该旋流混合装置12后，氨气与氮氧化物能够充分混合，从而进行混合烟气与催化剂的反应，最大程度地减少氨气逃逸及其引起的各种问题。同时，本技术设有监控系统，能够对本系统内的烟气和反应状况进行监测和控制，有利于调整参数，使喷氨量更合理、氨气逃逸更少。旋流叶片122的外缘1221的起始端与旋流烟道121的内壁贴合、末端至旋流烟道121内壁的最近距离是旋流烟道121半径的0.1～0.6倍。起始端即为靠近烟气进入旋流烟道121的进气端1211的一端，末端即为沿烟气传输方向的外缘1221尾端。旋流叶片122与旋流烟道121内壁的布置方式既能够减少烟气旋流过程中的阻力，又能够对烟气流向起到明显的旋流作用，并防止烟气中烟尘颗粒对旋流叶片122的冲刷磨损。旋流叶片122沿烟气流通方向间隔设置有2组，每组沿旋流烟道121内壁的圆周方向均布3片。利用多组旋流叶片，能够使烟气在第一组生成旋流状态之后，在后续旋流叶片组中增大旋流效果。3个旋流烟道121平行、并排设置为一簇，并平行于烟气传输方向设置于烟气传输管道10内。在烟气传输管道10内设置2簇旋流烟道121。该设置能够对烟气进行充分的旋流、混合。旋流烟道121长度为内径的2.5倍；旋流叶片122的外缘1221与内缘1222长度均为旋流烟道内径的1倍。监控系统包括入口监测器31、出口监测器32、控制器33；入口监测器31设于烟气传输管道10的入口，用于监测氮氧化物浓度；出口监测器32设于脱硝塔20的出口，用于监测氨浓度；入口监测器31和出口监测器32的输出端接控制器33的输入端，控制器3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷氨优化的高效脱硝系统，其特征在于，所述高效脱硝系统包括烟气传输系统、脱硝反应系统，以及监控系统；其中所述烟气传输系统包括烟气传输管道，以及在所述烟气传输管道内沿烟气传输方向设置的喷氨格栅、旋流混合装置；所述旋流混合装置包括圆筒状的旋流烟道及沿所述旋流烟道圆周方向设置的旋流叶片，所述旋流叶片的内缘与所述旋流烟道的内壁固定、且与所述旋流烟道的母线呈5～15°夹角，所述旋流叶片的外缘沿烟气传输方向向所述旋流烟道的轴线方向呈弧形延伸；所述脱硝反应系统包括脱硝塔和在所述脱硝塔内设置的催化剂层。

【技术特征摘要】
1.一种喷氨优化的高效脱硝系统，其特征在于，所述高效脱硝系统包括烟气传输系统、脱硝反应系统，以及监控系统；其中所述烟气传输系统包括烟气传输管道，以及在所述烟气传输管道内沿烟气传输方向设置的喷氨格栅、旋流混合装置；所述旋流混合装置包括圆筒状的旋流烟道及沿所述旋流烟道圆周方向设置的旋流叶片，所述旋流叶片的内缘与所述旋流烟道的内壁固定、且与所述旋流烟道的母线呈5～15°夹角，所述旋流叶片的外缘沿烟气传输方向向所述旋流烟道的轴线方向呈弧形延伸；所述脱硝反应系统包括脱硝塔和在所述脱硝塔内设置的催化剂层。2.如权利要求1所述的喷氨优化的高效脱硝系统，其特征在于：所述旋流叶片外缘的起始端与所述旋流烟道的内壁贴合、末端至所述旋流烟道内壁的最近距离是所述旋流烟道半径的0.1～0.6倍。3.如权利要求2所述的喷氨优化的高效脱硝系统，其特征在于：所述旋流叶片沿烟气流通方向间隔设置有1～3组，且每组旋流叶片沿所述旋流烟道内壁的圆周方向均布3～4片，每组旋流叶片设置相同的片数。4.如权利要求1-3任一项所述的喷氨优化的高效脱硝系统，其特征在于：2～7个所旋流烟道平行、并排设置为一簇，并平行于烟气传输方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立，王二忠，
申请(专利权)人：河北卓能电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13