專利名稱：Cfb鍋爐scr脫硝工藝及脫硝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種循環(huán)流化床鍋爐SCR脫硝工藝及脫硝裝置，屬于煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
選擇性催化還原煙氣脫硝工藝(Selective Catalytic Reduction of NOx，簡(jiǎn)稱 SCR脫硝工藝)是目前較常采用的煙氣脫硝技術(shù)之一，具有脫硝效率高、選擇性好、運(yùn)行穩(wěn)定等可靠等優(yōu)點(diǎn)。其工藝原理是向280°C -420°C溫度窗口范圍內(nèi)的鍋爐煙氣噴入脫硝還原劑氨，在催化劑的作用下，將煙氣中的NOx還原成無害的N2和H2O,達(dá)到脫除NOx的目的。由于SCR脫硝工藝對(duì)反應(yīng)溫度窗口有特定的要求，對(duì)普通煤粉鍋爐(即PC爐)滿足此脫硝工藝的溫度窗口部件剛好為鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間的煙道，因此PC爐的高含塵煙氣脫硝工藝的脫硝裝置布置于煤粉鍋爐的省煤器和空氣預(yù)熱器之間，即現(xiàn)有的SCR 煙氣脫硝工藝多采用高塵布置方式，從鍋爐省煤器引出的煙氣經(jīng)過SCR反應(yīng)器后進(jìn)入空氣預(yù)熱器，這種方式是電廠中最通常的布置方式，該高塵布置具有以下特點(diǎn)粉塵含量較高， SOx濃度較高。對(duì)于CFB (CFB是循環(huán)流化床Circulating fluid bed的英文縮寫)鍋爐，由于爐型的燃燒方式及其燃料的特性的不同，爐膛溫度水平較低，爐膛吸熱比同容量煤粉鍋爐少， 因此尾部煙道內(nèi)所布置的省煤器受熱面比煤粉鍋爐多，其鍋爐尾部省煤器出口的煙氣溫度通常在300°C左右，低于或處于SCR-De NOx反應(yīng)溫度窗口的下限，因此采取與PC鍋爐相同的SCR脫硝工藝和布置方式難以有效脫除CFB鍋爐的NOx。因此，對(duì)于CFB鍋爐尾部省煤器出口煙氣溫度低于高塵SCR反應(yīng)溫度區(qū)間，其SCR 脫硝工藝方案主要有
一、采用與PC鍋爐相同的脫硝工藝和布置方式，將脫硝裝置布置于省煤器和空氣預(yù)熱器之間。該方法，脫硝催化劑需采用低溫催化劑，而適用于大煙氣量的低溫催化劑的工程應(yīng)用尚不成熟，且成本高。二、將省煤器出口的煙氣再加熱達(dá)到SCR脫硝工藝的反應(yīng)溫度窗口。此方法需要增加設(shè)備，其投資成本和運(yùn)行成本將大大增加，極不經(jīng)濟(jì)、得不償失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于CFB鍋爐的與鍋爐整體設(shè)計(jì)和布置的SCR脫硝工藝和裝置，將脫硝裝置沿CFB鍋爐尾部煙氣流程前移、布置于兩級(jí)省煤器之間，脫硝效率高、性能可靠、運(yùn)行成本低、安全可靠、且節(jié)約脫硝裝置的布置場(chǎng)地，從而能有效的解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種CFB鍋爐SCR脫硝工藝，包括脫硝反應(yīng)器、省煤器和還原劑注射柵格，所述省煤器包括一級(jí)省煤器和二級(jí)省煤器，所述脫硝反應(yīng)器設(shè)于一級(jí)省煤器和二級(jí)省煤器之間，還原劑注射柵格設(shè)于一級(jí)省煤器下方；從一級(jí)省煤器出來的煙氣與注射柵格注入的還原劑充分混合后，進(jìn)入脫硝反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)置催化器的催化作用下脫硝，經(jīng)脫硝后的煙氣進(jìn)入二級(jí)省煤器。作為一種優(yōu)選方式，所述還原劑經(jīng)管道輸送，和稀釋空氣在氨/空氣混合器中充分混合后，再輸入還原劑注射柵格中。作為一種進(jìn)一步優(yōu)選方式，所述還原劑注射柵格覆蓋整個(gè)煙道截面，為由噴射母管和噴射支管組成的多噴口格柵式，在噴射支管上等距開設(shè)噴射口。作為一種進(jìn)一步優(yōu)選方式，還包括除塵器、引風(fēng)機(jī)和煙囪，從二級(jí)省煤器出來的煙氣依次流經(jīng)下方的空氣預(yù)熱器、除塵器、引風(fēng)機(jī)和煙囪后排出。作為一種優(yōu)選方式，所述還原劑為通過液氨、尿素或氨水制得的氨氣。作為一種優(yōu)選方式，所述催化劑為耐高溫、高含塵的蜂窩式、板式或波紋式催化劑。作為一種進(jìn)一步優(yōu)選方式，所述脫硝反應(yīng)器和二級(jí)省煤器通過獨(dú)立立柱支撐或與鍋爐整體支柱設(shè)于一級(jí)省煤器正下方。一種CFB鍋爐SCR脫硝裝置，包括脫硝反應(yīng)器，所述脫硝反應(yīng)器包括催化劑層、柵格式整流器、催化劑支撐梁和裝載門；所述催化劑層為豎向的1-4層，其中一層為催化劑預(yù)留層，催化劑層置于催化劑支撐梁上，每層催化劑層均設(shè)置一對(duì)應(yīng)的催化劑裝載門，所述柵格式整流器設(shè)于脫硝反應(yīng)器入口處。作為一種優(yōu)選方式，每層催化劑層上方或脫硝反應(yīng)器的側(cè)壁上設(shè)置有蒸汽介質(zhì)或壓縮空氣介質(zhì)的吹灰器。作為一種進(jìn)一步優(yōu)選方式，所述脫硝反應(yīng)器截面為矩形，材料為碳鋼。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果本發(fā)明脫硝工藝和裝置具有以下特點(diǎn)
A、采用高含塵的SCR脫硝工藝，煙氣流程簡(jiǎn)單，煙氣系統(tǒng)阻力??；
B、脫硝裝置反應(yīng)器布置于CFB鍋爐兩級(jí)省煤器之間，使脫硝裝置與鍋爐成為一個(gè)整體，處于合適的脫硝反應(yīng)溫度窗口內(nèi)，脫硝效率高，可達(dá)到90%以上，脫硝裝置占地少、投資成本低；
C、脫硝催化劑可采用蜂窩式、板式或波紋板式，催化效果好；
D、脫硝還原劑可采用液氨、尿素或氨水或其他工藝制得，制備方便；
E、還原劑注射柵格直接布置于鍋爐一級(jí)省煤器下方，且還原劑注射柵格采用多噴口格柵式，分布均勻、氨逃逸率低、可控制在3ppm以內(nèi)。


圖1是本發(fā)明CFB鍋爐SCR脫硝工藝流程示意圖； 圖2是本發(fā)明CFB鍋爐SCR脫硝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖2中還原劑注射柵格的結(jié)構(gòu)示意圖。其中脫硝反應(yīng)器-1， 催化劑層-101， 柵格式整流器-102， 催化劑支撐梁-103，裝載門-104， 催化劑預(yù)留層-111， 一級(jí)省煤器-21， 二級(jí)省煤器-22， 還原劑注射柵格_3，空氣預(yù)熱器一 4，除塵器-51，引風(fēng)機(jī)-52，獨(dú)立立柱-6，噴射母管-31， 噴射支管-32， 噴射口-33，調(diào)節(jié)閥門-34，氨/空氣混合器_7， 稀釋風(fēng)機(jī)-8，吹灰器_9。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了相互排斥的特質(zhì)和/或步驟以外，均可以以任何方式組合，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換，即，除非特別敘述，每個(gè)特征之一系列等效或類似特征中的一個(gè)實(shí)施例而已。為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。實(shí)施例1
如圖1、2所示，一種CFB鍋爐SCR脫硝工藝，包括脫硝反應(yīng)器1、省煤器、還原劑注射柵格3、空氣預(yù)熱器4、除塵器51、引風(fēng)機(jī)52和煙囪，所述省煤器包括一級(jí)省煤器21和二級(jí)省煤器22，所述脫硝反應(yīng)器1設(shè)于一級(jí)省煤器21和二級(jí)省煤器22之間，還原劑注射柵格3設(shè)于一級(jí)省煤器21下方；所述脫硝反應(yīng)器1和二級(jí)省煤器22通過獨(dú)立立柱6支撐或依次設(shè)于一級(jí)省煤器21正下方。從一級(jí)省煤器21出來的煙氣和由還原劑注射柵格2注入的還原劑充分混合后，進(jìn)入脫硝反應(yīng)器1，在反應(yīng)器內(nèi)置催化器的催化作用下脫硝，經(jīng)脫硝后的煙氣進(jìn)入二級(jí)省煤器 22。所述還原劑經(jīng)管道輸送，和稀釋空氣在氨/空氣混合器7中充分混合后，再輸入還原劑注射柵格3中；所述還原劑注射柵格3覆蓋整個(gè)煙道截面，為由噴射母管31和噴射支管32 組成的多噴口格柵式，在噴射支管32上等距開設(shè)噴射口 33 ；每個(gè)噴射母管31在煙道外均設(shè)置有調(diào)節(jié)閥門34。從二級(jí)省煤器22出來的煙氣依次流經(jīng)空氣預(yù)熱器4、除塵器51、引風(fēng)機(jī)52和煙 后排出。其中所述還原劑為通過液氨、尿素或氨水或其他工藝制得的氨氣；所述催化劑為耐高溫、高含塵的蜂窩式、板式或波紋式催化劑。作為其他的選擇方式，一級(jí)省煤器和二級(jí)省煤器并非用于限制省煤器的級(jí)數(shù)，而是提供一種總體的實(shí)施方案，即提供一種將省煤器分級(jí)成兩級(jí)或者多級(jí)的方式，當(dāng)省煤器分級(jí)為兩級(jí)時(shí)，其實(shí)施方式如實(shí)施例1所示，當(dāng)省煤器分級(jí)為多級(jí)時(shí)，比如將省煤器分級(jí)成 4級(jí)，可將最上一級(jí)劃分為一級(jí)省煤器，將下方的三級(jí)劃分為二級(jí)省煤器，然后將脫銷反應(yīng)器設(shè)于一級(jí)省煤器和二級(jí)省煤器之間，其作用原理同實(shí)施例1，在此不做累述。如圖2、圖3所示，一種CFB鍋爐SCR脫硝裝置，包括脫硝反應(yīng)器，所述脫硝反應(yīng)器截面為矩形，材料為碳鋼。所述脫硝反應(yīng)器1包括催化劑層101、柵格式整流器102、催化劑支撐梁103和裝載門104 ；所述催化劑層為豎向的1-4層，其中一層為催化劑預(yù)留層111，催化劑層101置于催化劑支撐梁103上，每層催化劑層均設(shè)置一對(duì)應(yīng)的催化劑裝載門104，所述柵格式整流器設(shè)于脫硝反應(yīng)器入口處。每層催化劑層上方或脫硝反應(yīng)器的側(cè)壁上設(shè)置有蒸汽介質(zhì)或壓縮空氣介質(zhì)的吹灰器9。圖1示出了 CFB鍋爐SCR脫硝工藝的工藝流程
從鍋爐尾部一級(jí)省煤器出口約380°C左右出來的原煙氣，和噴入的還原劑氨氣充分混合后，然后自上而下地經(jīng)過柵格式整流器整流后，進(jìn)入脫硝反應(yīng)器，在脫硝反應(yīng)器內(nèi)置催化劑的催化作用下，將煙氣中的NOx還原生成N2和H2O,達(dá)到脫除NOx的目的。經(jīng)脫硝后的煙氣再進(jìn)入鍋爐二級(jí)省煤器換熱然后再依次進(jìn)入空氣預(yù)熱器、除塵器、引風(fēng)機(jī)和煙 ，排入大氣。圖2示出了 CFB鍋爐SCR脫硝裝置的結(jié)構(gòu)
脫硝反應(yīng)器布置于兩級(jí)省煤器之間，反應(yīng)器截面成矩形，反應(yīng)器大小根據(jù)工程實(shí)際需要而不同，其截面大小主要取決于煙氣量大小，脫硝反應(yīng)器空塔內(nèi)流速限定在4-6m/s之間。反應(yīng)器高度滿足裝填1-4層催化劑的要求，每層催化劑層均設(shè)置催化劑裝載門，在反應(yīng)器入口處設(shè)置有柵格式整流器，材質(zhì)為碳鋼。根據(jù)煙氣參數(shù)、脫硝效率，當(dāng)催化劑布置為含預(yù)留催化劑層共2層或3層或4層時(shí)，脫硝裝置反應(yīng)器和二級(jí)省煤器可通過單獨(dú)立柱支撐布置在外側(cè)。當(dāng)催化劑層布置為1 層時(shí)，可調(diào)整鍋爐省煤器換熱面積和高度，將催化劑層直接設(shè)置在兩級(jí)省煤器之間、反應(yīng)器不需要拉出布置，可節(jié)省更多的投資成本和運(yùn)行成本。當(dāng)然，若兩級(jí)省煤器之間的空間足夠時(shí)，也可在催化劑層為2層時(shí)，不拉出布置，直接設(shè)置在兩級(jí)省煤器之間。另外，催化劑層的設(shè)置并未限定在1-4層，而是可根據(jù)實(shí)際反映的需要設(shè)置成多層的。且每層可裝填若干催化劑模塊，催化劑采用耐高塵的蜂窩式、板式、波紋式中的一種或多種的混合均可。每層催化劑上方均設(shè)置蒸汽介質(zhì)或壓縮空氣介質(zhì)的吹灰器，吹灰器吊掛于上層催化劑支撐梁上或反應(yīng)器側(cè)墻上。還原劑氨氣可通過液氨、尿素或氨水或其他工藝制備，氨氣經(jīng)管道輸送至反應(yīng)器區(qū)，和稀釋空氣在氨/空氣混合器中充分混合后，然后通過氨注射柵格注入煙氣中。稀釋空氣可通過稀釋風(fēng)機(jī)8供給，也可采用鍋爐一次風(fēng)或二次風(fēng)。氨/空氣混合器采用靜態(tài)混合器，安裝于管道內(nèi)，材質(zhì)為碳鋼。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種CFB鍋爐SCR脫硝工藝，包括脫硝反應(yīng)器、省煤器和還原劑注射柵格，其特征在于所述省煤器包括一級(jí)省煤器和二級(jí)省煤器，所述脫硝反應(yīng)器設(shè)于一級(jí)省煤器和二級(jí)省煤器之間，還原劑注射柵格設(shè)于一級(jí)省煤器下方；從一級(jí)省煤器出來的煙氣與注射柵格注入的還原劑充分混合后，進(jìn)入脫硝反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)置催化器的催化作用下脫硝，經(jīng)脫硝后的煙氣進(jìn)入二級(jí)省煤器。
2.如權(quán)利要求1所述的CFB鍋爐SCR脫硝工藝及脫硝裝置，其特征在于所述還原劑經(jīng)管道輸送，和稀釋空氣在氨/空氣混合器中充分混合后，再輸入還原劑注射柵格中。
3.如權(quán)利要求2所述的CFB鍋爐SCR脫硝工藝及脫硝裝置，其特征在于所述還原劑注射柵格覆蓋整個(gè)煙道截面，為由噴射母管和噴射支管組成的多噴口格柵式，在噴射支管上等距開設(shè)噴射口。
4.如權(quán)利要求3所述的CFB鍋爐SCR脫硝工藝及脫硝裝置，其特征在于還包括除塵器、引風(fēng)機(jī)和煙囪，從二級(jí)省煤器出來的煙氣依次流經(jīng)下方的空氣預(yù)熱器、除塵器、引風(fēng)機(jī)和煙囪后排出。
5.如權(quán)利要求1所述的CFB鍋爐SCR脫硝工藝及脫硝裝置，其特征在于所述還原劑為通過液氨、尿素或氨水制得的氨氣。
6.如權(quán)利要求1所述的CFB鍋爐SCR脫硝工藝及脫硝裝置，其特征在于所述催化劑為耐高溫、高含塵的蜂窩式、板式或波紋式催化劑。
7.如權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的CFB鍋爐SCR脫硝工藝及脫硝裝置，其特征在于所述脫硝反應(yīng)器和二級(jí)省煤器通過獨(dú)立立柱支撐或與鍋爐整體支柱設(shè)于一級(jí)省煤器正下方。
8.—種CFB鍋爐SCR脫硝裝置，包括脫硝反應(yīng)器，其特征在于所述脫硝反應(yīng)器包括催化劑層、柵格式整流器、催化劑支撐梁和裝載門；所述催化劑層為豎向的1-4層，其中一層為催化劑預(yù)留層，催化劑層置于催化劑支撐梁上，每層催化劑層均設(shè)置一對(duì)應(yīng)的催化劑裝載門，所述柵格式整流器設(shè)于脫硝反應(yīng)器入口處。
9.如權(quán)利要求8所述的CFB鍋爐SCR脫硝工藝及脫硝裝置，其特征在于每層催化劑層上方或脫硝反應(yīng)器的側(cè)壁上設(shè)置有蒸汽介質(zhì)或壓縮空氣介質(zhì)的吹灰器。
10.如權(quán)利要求8或9中任一權(quán)利要求所述的CFB鍋爐SCR脫硝工藝及脫硝裝置，其特征在于所述脫硝反應(yīng)器截面為矩形，材料為碳鋼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CFB鍋爐SCR脫硝工藝及脫硝裝置，包括脫硝反應(yīng)器、省煤器和還原劑注射柵格，所述省煤器包括一級(jí)省煤器和二級(jí)省煤器，所述脫硝反應(yīng)器設(shè)于一級(jí)省煤器和二級(jí)省煤器之間，還原劑注射柵格設(shè)于一級(jí)省煤器下方；從一級(jí)省煤器出來的煙氣和由還原劑注射柵格注入的還原劑充分混合后，進(jìn)入脫硝反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)置催化器的催化作用下脫硝，經(jīng)脫硝后的煙氣進(jìn)入二級(jí)省煤器。本發(fā)明脫硝工藝和裝置采用高含塵的SCR脫硝工藝，煙氣流程簡(jiǎn)單，煙氣系統(tǒng)阻力??；脫硝裝置反應(yīng)器布置于CFB鍋爐兩級(jí)省煤器之間，使脫硝裝置與鍋爐成為一個(gè)整體，處于合適的脫硝反應(yīng)溫度窗口內(nèi)，脫硝效率高，可達(dá)到90%以上，脫硝裝置占地少、投資成本低。
文檔編號(hào)B01D53/56GK102512953SQ201110437578
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者葉茂, 崔有貴, 鞏李明, 文林春, 李健, 李小勤, 楊志忠, 武娟, 熊祥林, 聶立, 蘇虎, 薛大勇, 黃敏 申請(qǐng)人:東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司