本發(fā)明屬于工業(yè)廢氣凈化環(huán)保及能源領域,特別涉及一種燃煤煙氣分級脫硝控制so2/so3轉化率的系統(tǒng)與方法。
背景技術:
我國以煤為主的能源結構在相當長時間內不會改變,因此,控制燃煤煙氣nox排放是我國治理大氣污染的一項重要工作。以nh3為還原劑的nox選擇性催化還原(scr)技術是近年來應用最廣、最有效的燃煤煙氣脫硝技術。但當前商業(yè)應用的scr脫硝催化劑在催化脫硝的同時,還具有催化so2轉化為so3的作用,而so3會導致后續(xù)設備腐蝕、排放污染等一系列問題,已經(jīng)成為當前燃煤煙氣污染物治理的難題。因此,基于當前廣泛應用的scr脫硝技術,如何在實現(xiàn)高效脫硝的同時,有效控制so2/so3轉化率,成為當前燃煤煙氣脫硝領域的重要課題。
針對上述問題,本發(fā)明團隊研究發(fā)現(xiàn)在氨氮比超過1的情況下,脫硝催化劑的so2轉化催化作用將被有效抑制,基于此本發(fā)明提出一種燃煤煙氣分級脫硝控制so2/so3轉化率的系統(tǒng)與方法,即通過燃煤煙氣分級進入scr脫硝反應器脫硝,實現(xiàn)上級脫硝過程的氨氮比過量,從而有效抑制總體脫硝催化劑的so2/so3轉化率。
與本發(fā)明相關的專利,如公開號為cn106178950a、公開日為2016年12月7日的中國專利申請《一種低so2/so3轉化率的scr脫硝系統(tǒng)》,是通過在scr脫硝反應器內首層催化劑和第二層催化劑之間設置換熱器,降低煙氣溫度,從而控制催化劑的so2/so3轉化率。但溫度降低,同樣會影響脫硝反應的能力。
與本發(fā)明相關的專利,如公開號為cn109482181a、公開日為2019年3月19日的中國專利申請《一種低so2/so3轉化率的脫硝催化劑及其制備方法》,是通過改變催化劑配方,通過控制五氧化二釩的含量以及添加三氯化釕,在保證催化劑脫硝效率的前提下,有效降低二氧化硫向三氧化硫的轉化速率。但由此將導致催化劑生產(chǎn)成本的增加。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的上述不足,而提供一種燃煤煙氣分級脫硝控制so2/so3轉化率的系統(tǒng)與方法。
本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案是:一種燃煤煙氣分級脫硝控制so2/so3轉化率的系統(tǒng),包括鍋爐,其特征是,所述鍋爐的煙氣出口連通有省煤器,所述省煤器的出口同時連通有主煙道和輔煙道,所述主煙道內依次設置有噴氨格柵、scr脫硝反應器和空預器,所述scr脫硝反應器內從上到下設置有上層催化劑和下層催化劑,所述輔煙道連通至scr脫硝反應器的中部,且輔煙道的出口連接在上層催化劑與下層催化劑之間。
進一步的,所述輔煙道的出口連接有噴嘴,所述噴嘴垂直向上布置。
進一步的,所述上層催化劑布置有2~3層,所述下層催化劑布置有1層,每層催化劑的型式、規(guī)格和體積量一般應相同。
所述的燃煤煙氣分級脫硝控制so2/so3轉化率的系統(tǒng)的工作方法,其特征是,過程如下:煙氣從鍋爐出來后,首先進入省煤器,然后分成兩部分,一部分煙氣進入主煙道,并與噴氨格柵噴入的氨氣混合,然后進入scr脫硝反應器,在上層催化劑的作用下進行脫硝反應,另一部分煙氣進入輔煙道,并從scr脫硝反應器的中部進入,與經(jīng)過上層催化劑的煙氣混合后,再進入下層催化劑進行脫硝反應,然后經(jīng)過空預器,再經(jīng)過尾部煙氣處理裝置后最終進入煙囪排放。
進入輔煙道的煙氣量q1根據(jù)總煙氣量q、煙氣溫度、nox濃度、脫硝效率、so2/so3轉化率、脫硝催化劑總量、以及上層催化劑和下層催化劑的量經(jīng)理論計算與實驗室實驗驗證后確定,一般q1/q應控制在0.3以內。
進入輔煙道的煙氣通過格柵方式進入scr脫硝反應器,且噴嘴為垂直向上布置,從而加強與主煙道煙氣的混合。
輔煙道內設有擋板門,在實際運行中,可通過調節(jié)擋板門的開度控制進入輔煙道的煙氣量q1。
當催化劑壽命到期需要更換時,不論擬更換的舊催化劑位于上層或下層,須保證更換的新催化劑安裝在下層,如擬更換的舊催化劑位于上層,則下層舊催化劑可移至上層繼續(xù)使用。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比,具有以下優(yōu)點和效果:通過上述系統(tǒng)與方法,可在不影響脫硝性能的前提下有效控制脫硝催化劑的so2/so3轉化率,具有系統(tǒng)簡單、運維靈活等優(yōu)點,具有廣泛的應用前景。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例的結構示意圖。
圖中:鍋爐1、省煤器2、擋板門3、噴氨格柵4、上層催化劑5、下層催化劑6、空預器7、主煙道8、輔煙道9、噴嘴10、scr脫硝反應器11。
具體實施方式
下面結合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明,以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。
參見圖1,本實施例中的燃煤煙氣分級脫硝控制so2/so3轉化率的系統(tǒng),包括鍋爐1,其特征是,鍋爐1的煙氣出口連通有省煤器2,省煤器2的出口同時連通有主煙道8和輔煙道9,主煙道8內依次設置有噴氨格柵4、scr脫硝反應器11和空預器7,scr脫硝反應器11內從上到下設置有上層催化劑5和下層催化劑6,輔煙道9連通至scr脫硝反應器11的中部,且輔煙道9的出口連接在上層催化劑5與下層催化劑6之間,上層催化劑5布置有2層,下層催化劑6布置有1層,每層催化劑的規(guī)格和體積量相同,輔煙道9的出口連接有噴嘴10,噴嘴10垂直向上布置。
工作方法:煙氣從鍋爐1出來后,首先進入省煤器2,然后分成兩部分,一部分煙氣進入主煙道8,并與噴氨格柵4噴入的氨氣混合,然后進入scr脫硝反應器11,在上層催化劑5的作用下進行脫硝反應,另一部分煙氣進入輔煙道9,并從scr脫硝反應器11的中部進入,與經(jīng)過上層催化劑5的煙氣混合后,再進入下層催化劑6進行脫硝反應,然后經(jīng)過空預器7,再經(jīng)過尾部煙氣處理裝置后最終進入煙囪排放。進入輔煙道9的煙氣量q1與總煙氣量q的比例控制在0.3以內。進入輔煙道9的煙氣通過格柵方式進入scr脫硝反應器11,且噴嘴10為垂直向上布置,從而加強與主煙道8煙氣的混合。輔煙道9內設有擋板門3,在實際運行中,可通過調節(jié)擋板門3的開度控制進入輔煙道9的煙氣量q1。
通過上述系統(tǒng)與方法,可在不影響脫硝性能的前提下有效控制脫硝催化劑的so2/so3轉化率,具有系統(tǒng)簡單、運維靈活等優(yōu)點,具有廣泛的應用前景。
本說明書中未作詳細描述的內容均屬于本領域專業(yè)技術人員公知的現(xiàn)有技術。
雖然本發(fā)明已以實施例公開如上,但其并非用以限定本發(fā)明的保護范圍,任何熟悉該項技術的技術人員,在不脫離本發(fā)明的構思和范圍內所作的更動與潤飾,均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
技術特征:
1.一種燃煤煙氣分級脫硝控制so2/so3轉化率的系統(tǒng),包括鍋爐(1),其特征是,所述鍋爐(1)的煙氣出口連通有省煤器(2),所述省煤器(2)的出口同時連通有主煙道(8)和輔煙道(9),所述主煙道(8)內依次設置有噴氨格柵(4)、scr脫硝反應器(11)和空預器(7),所述scr脫硝反應器(11)內從上到下設置有上層催化劑(5)和下層催化劑(6),所述輔煙道(9)連通至scr脫硝反應器(11)的中部,且輔煙道(9)的出口連接在上層催化劑(5)與下層催化劑(6)之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的燃煤煙氣分級脫硝控制so2/so3轉化率的系統(tǒng),其特征是,所述輔煙道(9)內設置有擋板門(3)。
3.根據(jù)權利要求1所述的燃煤煙氣分級脫硝控制so2/so3轉化率的系統(tǒng),其特征是,所述輔煙道(9)的出口連接有噴嘴(10),所述噴嘴(10)垂直向上布置。
4.根據(jù)權利要求1所述的燃煤煙氣分級脫硝控制so2/so3轉化率的系統(tǒng),其特征是,所述上層催化劑(5)布置有2~3層,所述下層催化劑(6)布置有1層,每層催化劑的型式、規(guī)格和體積量相同。
5.一種如權利要求1-4中任一項所述的燃煤煙氣分級脫硝控制so2/so3轉化率的系統(tǒng)的工作方法,其特征是,過程如下:煙氣從鍋爐(1)出來后,首先進入省煤器(2),然后分成兩部分,一部分煙氣進入主煙道(8),并與噴氨格柵(4)噴入的氨氣混合,然后進入scr脫硝反應器(11),在上層催化劑(5)的作用下進行脫硝反應,另一部分煙氣進入輔煙道(9),并從scr脫硝反應器(11)的中部進入,與經(jīng)過上層催化劑(5)的煙氣混合后,再進入下層催化劑(6)進行脫硝反應,然后經(jīng)過空預器(7),再經(jīng)過尾部煙氣處理裝置后最終進入煙囪排放。
6.根據(jù)權利要求5所述的燃煤煙氣分級脫硝控制so2/so3轉化率的系統(tǒng)的工作方法,其特征是,進入輔煙道(9)的煙氣量q1根據(jù)總煙氣量q、煙氣溫度、nox濃度、脫硝效率、so2/so3轉化率、脫硝催化劑總量、以及上層催化劑(5)和下層催化劑(6)的量經(jīng)理論計算與實驗室實驗驗證后確定,q1/q控制在0.3以內。
7.根據(jù)權利要求5所述的燃煤煙氣分級脫硝控制so2/so3轉化率的系統(tǒng)的工作方法,其特征是,當催化劑壽命到期需要更換時,不論擬更換的舊催化劑位于上層或下層,須保證更換的新催化劑安裝在下層,如擬更換的舊催化劑位于上層,則下層舊催化劑可移至上層繼續(xù)使用。
技術總結
本發(fā)明公開了一種燃煤煙氣分級脫硝控制SO2/SO3轉化率的系統(tǒng)與方法,屬于工業(yè)廢氣凈化環(huán)保及能源領域。本發(fā)明是基于氨氮比超過1的情況下脫硝催化劑的SO2催化氧化作用將被有效抑制的原理,通過燃煤煙氣分級進入SCR脫硝反應器脫硝,實現(xiàn)上級脫硝過程的氨氮比過量,從而有效抑制總體脫硝催化劑的SO2/SO3轉化率。通過本發(fā)明所述系統(tǒng)與方法,可在不影響脫硝性能的前提下有效控制脫硝催化劑的SO2/SO3轉化率,具有系統(tǒng)簡單、運維靈活等優(yōu)點,具有廣泛的應用前景。
技術研發(fā)人員:張楊;洪志剛;江建平;陳藝秋;王艷鵬;徐克濤;楊用龍;朱躍
受保護的技術使用者:華電電力科學研究院有限公司
技術研發(fā)日:2019.11.08
技術公布日:2020.02.28
聲明:
“燃煤煙氣分級脫硝控制SO2/SO3轉化率的系統(tǒng)與方法與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)