本发明专利技术公开了一种适用于中小型锅炉的SCR脱硝装置及方法。通过对竖直烟道内的省煤器进行结构改造，保留部分受热面，另一部分受热面移至引出烟道的水平段，并将剩下烟道斜向分割，分别用于脱硝烟道的引出和导入；并设置两级除尘喷氨系统使烟气与氨气进行混合，并经过催化剂预留层后进入SCR反应器，发生催化反应，绝大部分NOx转变成N2，脱硝后的烟气从反应器下部两侧引出，并从尾部烟道侧墙的两侧进入烟道，最后通过空预器排出烟道。本发明专利技术满足了中小型锅炉加装SCR脱硝装置时需要拉出和引入脱硝烟道的空间要求，实现了在低狭长烟道内氨气与烟气的充分快速有效混合，具有脱硝系统结构紧凑、脱硝效率高、催化剂磨损低等优点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种适用于中小型锅炉的SCR脱硝装置及方法。通过对竖直烟道内的省煤器进行结构改造，保留部分受热面，另一部分受热面移至引出烟道的水平段，并将剩下烟道斜向分割，分别用于脱硝烟道的引出和导入；并设置两级除尘喷氨系统使烟气与氨气进行混合，并经过催化剂预留层后进入SCR反应器，发生催化反应，绝大部分NOx转变成N2，脱硝后的烟气从反应器下部两侧引出，并从尾部烟道侧墙的两侧进入烟道，最后通过空预器排出烟道。本专利技术满足了中小型锅炉加装SCR脱硝装置时需要拉出和引入脱硝烟道的空间要求，实现了在低狭长烟道内氨气与烟气的充分快速有效混合，具有脱硝系统结构紧凑、脱硝效率高、催化剂磨损低等优点。【专利说明】—种适用于中小型锅炉的SCR脱硝装置及脱硝方法
本专利技术涉及一种适用于中小型锅炉的SCR脱硝装置，属于燃煤锅炉大气污染物控制
。
技术介绍
选择性催化还原法脱硝技术(SCR技术)，是指在催化剂的作用下，利用还原剂(如NH3、液氨、尿素)来“有选择性”地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H20。该技术具有NOx脱除效率高、二次污染小、技术较成熟等特点，是目前世界上应用最多、最有成效的一种烟气脱硝技术。如何布置喷氨设备有效混合氨气与烟气，是SCR脱硝技术提高脱硝效率的关键。因此，对于大型锅炉和中小型锅炉，由于炉膛截面积和烟道结构存在明显差异，SCR脱硝工艺也存在一定差别。对于大型锅炉，由于炉膛和烟道截面大，烟道结构和边壁效应对流场的影响较小，通常采用大尺度喷氨混合器+静态混合器的喷氨工艺来强制干扰流场，强化氨气与烟气的混合，如典型的涡流混合器+V型静态混合器，同时，大型锅炉较高的烟道高度形成了较长的混合距离，这为氨气与烟气的混合提供了较长的混合时间。对于中小型锅炉，尽管经过过热器、省煤器等换热面的整流作用，烟气的速度在烟道内仍然呈现不均匀分布，而且锅炉尺寸小，结构紧凑，且折转、突扩等不利因素和边壁效应对烟气流场的扰动影响更趋明显，在相同的流动条件下对烟气/氨气混合距离和混合时间的要求更趋严格，同时，对于燃用高灰分燃料的中小型锅炉，烟道内积聚的灰团和灰堆更易干扰流场均匀性。具不完全统计，目前中国有中小型锅炉49.9万台，其中工业锅炉23.4万台，生活用锅炉26.5万台，这些中小型锅炉大部分为燃煤锅炉，年总耗煤约400Mt以上。中小型锅炉的典型特征是燃煤量大、灰分高、硫分较高、锅炉效率低、污染严重，尤其是氮氧化物的污染。因此，对中小型锅炉实施污染治理，采用适合其自身特征的SCR脱硝技术进行NOx减排，是中国洁净煤技术的主要内容，对节约能源，改善环境都具有重要意义。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术针对中小型锅炉加装SCR脱硝装置时存在锅炉尾部竖直烟道紧凑无充足空间拉出和引入脱硝烟道、低狭长烟道无足够空间充足时间混合氨与烟气、常规脱硝装置中因烟气中飞灰浓度高导致催化剂磨损严重等问题，提供了一种适用于中小型锅炉的SCR脱硝装置及脱硝方法。技术方案:为解决上述技术问题，本专利技术提供一种适用于中小型锅炉的SCR脱硝装置，所述的SCR脱硝装置包括顺序连接的第一省煤器、除尘喷氨系统、SCR脱硝反应器及空预器，其中，所述第一省煤器设置在竖直烟道的上部；所述除尘喷氨系统包括一级除尘喷氨系统、二级除尘喷氨系统和螺旋出灰器，其中，一级除尘喷氨系统设置于从竖直烟道的第一省煤器下部引出的水平烟道中，包括烟道分隔板、虑灰导向板、一级凹形除尘喷氨管、第二省煤器和溜灰板，所述烟道分隔板设置于第一省煤器的下部将烟道上下部分斜向分开，虑灰导向板设置在烟道分隔板上；所述一级凹形除尘喷氨管和第二省煤器并列设置在水平烟道进口处，所述一级凹形除尘喷氨管呈现凹形状，安装在第二省煤器迎流面每隔一排管子的第一根管子上，凹形端为迎流面，平板端为逆流面，所述平板端与水平烟道纵截面呈α2=38?48°夹角，在平板端由上至下每隔8?10_开设Φ2?2.5mm的喷氨孔；所述溜灰板设置在第二省煤器的下部，与水平方向呈α3=50?55°夹角，并与所述烟道分隔板的延伸部分构成灰斗；通过在水平烟道内设置第二省煤器，在保证换热的前提下，可以节省竖直烟道的空间，使竖直烟道中的省煤器与空预器之间留有足够的距离引出水平烟道；所述的二级除尘喷氨系统由烟气分隔板、外中心筒、内中心筒、外筒体、锥段、二次喷氨装置、三次喷氨装置和四次喷氨装置组成，其中，所述烟气分隔板安装在第二省煤器的右侧，将烟道上下均匀隔开；内中心筒与外中心筒竖直同心安装在所述烟气分隔板的右侧，外中心筒的下端与水平入口烟道的下端平齐，内中心筒的下端与烟气分隔板平齐；二次喷氨装置安装在内外中心筒连接处的上部，三次喷氨装置安装在外筒体筒体外侧的中部，四次喷氨装置安装在内中心筒的出口处，所述锥段与外筒体相连，设置在外筒体下方；所述螺旋出灰器设置在所述一级除尘喷氨系统和二级除尘喷氨系统的下方，由前部入灰口、后部入灰口和螺旋组成，其中，前部入灰口与一级除尘喷氨系统的灰斗相连，后部入灰口与二级除尘喷氨系统的锥段相连；由一级除尘喷氨系统和二级除尘喷氨系统处理的灰尘颗粒通过螺旋出灰器排出；所述除尘喷氨系统依次连通SCR反应器上升烟道、转向烟道、SCR反应器、反应器出口烟道，所述反应器出口烟道分成两股，分别从竖直烟道尾部的侧墙两侧从烟道分隔板下方进入竖直烟道，并与设置在锅炉尾部竖直烟道内烟道分隔板下方的空预器相通。具体地，所述烟道分隔板与烟道前后墙呈α 1=45?55°夹角；所述虑灰导向板在烟道分隔板上每隔L1=IVOi1-1)布置；所述虑灰导向板由圆弧板和直板焊接而成，圆弧半径r=LXC0S(a J/Om+l)，圆弧板一端与烟道分隔板相切连接，另一端直板段与水平烟道平行，且虑灰导向板的圆弧段上开设Φ5?IOmm圆孔；其中L为烟道分隔板在烟道内的长度，m为虑灰导向板的个数。所述二次喷氨装置由二级汇氨室、二级环形喷氨板和垂直喷氨孔组成，其中，二级环形喷氨板安装于二级汇氨室的底部，其内径等于内中心筒的外径，外径等于外中心筒的内径，垂直喷氨孔开设于二级环形喷氨板上，孔径Cl2=I?2_，开孔率η2 = 3?7%，开孔方向与二级环形喷氨板垂直。所述三次喷氨装置由环形汇氨室和切向喷氨管组成，其中，η根内径为Cl1的切向喷氨管沿外筒体周向布置，η=4?8，屯=32?70mm，一端与筒体相切，并伸进筒体100?120mm，另一端放置在环形汇氨室内。所述四次喷氨装置由四级汇氨室、四级环形喷氨板和斜向喷氨孔组成，其中，四级环形喷氨板安装于四级汇氨室的顶部，与上升烟道前后墙呈α4=35?50°夹角，板上开设斜向喷氨孔，孔径d3=2?3_，开孔率η3=7?18%，开孔方向为水平。所述SCR反应器的上升烟道内装有催化剂预留层；所述SCR反应器内安装有催化剂层，所述催化剂的上面安装有整流器。为了实现对烟气更好的除尘脱硝效果，上述的SCR脱硝装置至少具有一套除尘喷氨系统。在具体应用过程中，可以根据现场施工情况合理安排除尘喷氨系统的个数。在应用过程中，烟气通过第一省煤器进入一级除尘喷氨系统，通过虑灰导向板离心导向作用和凹形喷氨管的惯性作用进行一级除尘，并将氨气和烟气进行初次混合；经过初级除尘喷氨后的烟气分别从水平烟道的上部和下部进入本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于中小型锅炉的SCR脱硝装置，其特征在于，所述的SCR脱硝装置包括顺序连接的第一省煤器（1）、除尘喷氨系统、SCR脱硝反应器及空预器（4），其中，所述第一省煤器（1）设置在竖直烟道的上部；所述除尘喷氨系统包括一级除尘喷氨系统、二级除尘喷氨系统和螺旋出灰器，其中，一级除尘喷氨系统设置于从竖直烟道的第一省煤器（1）下部引出的水平烟道中，包括烟道分隔板（2）、虑灰导向板（3）、一级凹形除尘喷氨管（6）、第二省煤器（5）和溜灰板（7），所述烟道分隔板（2）设置于第一省煤器（1）的下部将烟道上下部分斜向分开，所述虑灰导向板（3）设置于烟道分隔板（2）上；所述一级凹形除尘喷氨管（6）和第二省煤器（5）并列设置在水平烟道进口处，所述一级凹形除尘喷氨管（6）呈现凹形状，安装在第二省煤器（5）迎流面每隔一排管子的第一根管子上，凹形端为迎流面，平板端为逆流面，所述平板端与水平烟道纵截面呈α2=38～48°夹角，在平板端由上至下每隔8～10mm开设Φ2～2.5mm的喷氨孔；所述溜灰板（7）设置在第二省煤器（5）的下部，与水平方向呈α3=50～55°夹角，并与所述烟道分隔板（2）的延伸部分构成灰斗（8）；所述的二级除尘喷氨系统设置在一级除尘装置的右侧，由烟气分隔板（10）、外中心筒（11）、内中心筒（12）、外筒体（15）、锥段（16）、二次喷氨装置、三次喷氨装置和四次喷氨装置组成，其中，所述烟气分隔板（10）安装在第二省煤器（5）的右侧，将烟道上下均匀隔开；内中心筒（12）与外中心筒（11）竖直同心安装在所述烟气分隔板（10）的右侧，外中心筒（11）的下端与水平入口烟道的下端平齐，内中心筒（12）的下端与烟气分隔板（10）平齐；二次喷氨装置安装在内外中心筒连接处的上部，三次喷氨装置安装在外筒体（15）筒体外侧的中部，四次喷氨装置安装在内中心筒（12）的出口处，所述锥段（16）与外筒体（15）相连，设置在外筒体（15）下方；所述螺旋出灰器（30）设置在所述一级除尘喷氨系统和二级除尘喷氨系统的下方，由前部入灰口（9）、后部入灰口（23）和螺旋组成，其中，前部入灰口（9）与一级除尘喷氨系统的灰斗（8）相连，后部入灰口与二级除尘喷氨系统的锥段（6）相连；所述除尘喷氨系统依次连通SCR反应器上升烟道（24）、转向烟道、SCR反应器、反应器出口烟道（29），所述反应器出口烟道（29）分成两股，分别从竖直烟道尾部的侧墙两侧从烟道分隔板（2）下方进入竖直烟道，并与设置在锅炉尾部竖直烟道内烟道分隔板（2）下方的空预器（4）相通。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，金保昇，钟文琪，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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