[发明专利]灰分流化系统及方法

说明书

发明背景

(1)发明领域

[0001]本发明一般涉及一种用于防止在风管中粉尘聚集的系 统。更具体地说，本发明涉及一种系统，所述系统利用喷射空气来将 灰分在穿过选择催化还原(SCR)系统的风管流动的烟气中重新带走/ 或流化灰分。

(2)相关技术说明

[0002]选择催化还原(SCR)系统通常应用于公用事业和工业燃 烧装置，以便减少NOx(氮氧化物)排放。在SCR系统中，将氨或类 似物喷射到烟气中。喷射了氨的烟气通过催化剂，在这里进行化学反 应以便将NOx排放物转化成元素氮和水。一般要求存在催化剂以加速 化学反应，因为SCR系统通常是在较低温度下运行，而较低温度可能 减缓或阻止化学反应。通常使用的催化剂包括钒/钛制剂、沸石材料， 及诸如此类。

[0003]许多安装都是在颗粒物收集系统之前将SCR反应器放置 在高粉尘的位置。仔细注意风管和SCR反应器的设计，以避免粉尘沉 积。催化剂专门设计，以便经受得住腐蚀和飞灰的潜在毒害作用。选 择风管速度以保证飞灰保持在设计点处带走，因为灰分落在风管中是 不希望有的。

[0004]然而，对这些系统来说，常见的是经历在某些情况下粉 尘沉积在风管内某些位置中。当燃烧装置在减小的负荷下运行时所经 历的穿过风管的气体速度减小是粉尘沉积的主要原因。粉尘沉积也可 能由于在装置运行时例如在较低过量空气情况下运行时环境的变化， 或者不同的燃料引起。最常见的沉积点是在风管中或者在SCR入口排 风罩的刚好上游的风管中的盲流段(dead leg)。

[0005]图1和2提供一SCR系统由于灰分聚集而产生粉尘和最 终堵塞的例子。图1示出当燃烧装置是在低负荷22下运行时SCR系 统20的一部分。SCR系统20通常位于蒸汽发生器出口(未示出)和 预热器入口(未示出)之间。随着烟气流21穿过导管24流动，飞灰 通常是存在于烟气流中。催化剂26装在导管24内SCR系统20中， 并随着烟道气流21通过导管24而经受将飞灰完全集中。催化剂26 通常被筛网28覆盖，以便在飞灰到达催化剂通道(未示出)之前捕 集飞灰。

[0006]SCR系统20加工成一定尺寸，以便当燃烧装置(未示出) 满负荷运行时接收烟气流21。当燃烧装置(未示出)在低负荷22下 运行时，导管24有较少烟道气通过它。因此，烟气流21的速度大大 减小。这种速度减小可能导致粉尘沉集。随着烟气流21穿过导管24 流动，飞灰30聚集并沉降成粉尘堆32。由于导管24的设计，所以粉 尘堆32通常是仅仅在SCR入口排风罩34的上游产生。

[0007]现在参见图2，当SCR系统20在满负荷36下运行时，烟 气流21的速度增加回到设计速度。随着速度增加到适应满负荷36， 已聚集在粉尘堆32中的飞灰30可以突然地重新带走，同时使蜂涌而 至的飞灰38落到催化剂26上。结果，催化剂26内的通道可能变堵 塞，且使SCR的效率降低。跨过SCR系统20的压降也可能增加。

[0008]通常，为防止用于粉尘堆聚集采取的唯一措施包括风管 的设计。一般，通向SCR入口排气罩的入口形状可以这样设计，以使 穿过该过渡件的速度在设计点处恒定。结果是风管具有一倾斜的顶 部，所述倾斜的顶部同时扩张，以便匹配SCR反应器横断面。旁通管 用下述方法进行保持：或是使它们装备有阻尼器以便消除盲流段，或 是将旁通管制成没有灰分可以集聚的架。

[0009]这些途径一般已证明不成功。在SCR入口排气罩入口和 风管中的盲流段处的粉尘沉积的问题仍然保留。随着燃烧装置回到满 输出负荷，灰堆滑坍到催化剂床上是个问题。现行工艺几乎没有提供 解决在SCR反应器入口区处灰分沉积的潜力。

发明提要

[0010]本发明的一方面是一种用于使选择催化还原系统的导管 中灰分流态化的系统。系统包括气源和空气喷射集管，上述气源用于 产生压缩空气，而上述空气喷射集管与气源连接，并通过导管中的一 个或多个孔与导管连接。空气喷射集管适合于将压缩空气从气源喷射 到导管易于粉尘聚集的区域。