[实用新型]一种SCR脱硝入口烟道

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种SCR脱硝入口烟道。

背景技术

燃煤电厂燃烧过程中，产生大量的以NO和NO₂为主的氮氧化合物(NO_X)，直接排入大气中会造成严重污染。随着国家对NO_X排放标准的提高，燃煤电厂如何减少NO_X的排放逐步受到重视。选择性催化还原技术(SCR)是目前较成熟脱硝技术，该技术是在反应器中，向烟气中喷入一定量的NH₃，氨氮混合后会经过反应器上方入口烟道的楔形结构，向下经过整流层后，到达首层催化剂发生化学反应，即NO_X在催化剂的作用下被NH₃还原为N₂和H₂O。在最新标100mg/m³的排放限值下，SCR脱硝技术成为国内火电、化工等行业大机组脱硝项目的首选，满足逐渐严格的环保要求。

SCR脱硝技术的关键是首层催化剂上方的烟气流场分布均匀性，流场均匀性越高，脱硝效率就越大。脱硝反应器入口烟道的设计，决定系统内首层催化剂上方的烟气流场，合理的烟道系统不仅减小建设成本，有效地保证系统可靠运行，关系着催化剂寿命及电厂经济效益及装置长期化。

CFD(Computational Fluid Dynamics)是在流动基本方程(质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程)控制下对流动的数值模拟，通过计算可以得到流场内各个位置上的基本物理量，如速度、压力、温度、浓度等，是近年来重要的数值模拟技术，广泛应用于脱硝装置设计中，为脱硝反应器烟道、导流板及喷射系统的设计提供重要技术支持。

工程设计中脱硝系统入口烟道的楔形结构倾斜角α设定为经验值，缺乏一定的技术支持。α偏小会影响催化剂上方烟气流场，α偏大导致耗材多且成本高，甚至不足以保证首层催化剂上方流场的高均匀性。

综上所述，目前SCR脱硝系统工程设计中，入口烟道的楔形结构倾斜角α的确定依靠经验，导致工程中存在难于实现首层催化剂上方流场均匀最大化、耗材多、费用高等缺点。因此，现利用CFD技术优化楔形结构的α夹角及整流层上方竖直段h，有助于工程设计，提供较为合理的设计范围，避免依靠经验值的常规设计带来的经济、结果的缺陷，实现对工程设计的技术支持。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种SCR脱硝入口烟道，它具有确定SCR脱硝反应器入口烟道楔形结构的倾斜角α设计范围，保证各个工况下，SCR脱硝系统反应器内首层催化剂上方流场均匀性、工程造价低廉化，具有较高的脱硝效率优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种SCR脱硝入口烟道，包括：入口烟道，所述入口烟道与楔形结构连接，所述楔形结构与反应器连接，所述反应器与楔形结构连接的位置设有整流层，所述反应器内设有催化剂层，所述入口烟道与楔形结构之间设有能够将烟气流均匀分布在催化剂上方的导流板，所述楔形结构与反应器的水平横截面的夹角为α，其中，10°≤α≤17°；所述楔形结构与反应器连接的一侧设有垂直段。

所述垂直段的高度h≤50mm。

所述催化剂层为蜂窝状。

所述导流板为折形导流板，导流板的水平段300～500mm。

所述整流层为钢材质Q345的100X100mm方形格栅，格栅竖直高度为300mm。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)通过对SCR脱硝系统入口烟道的优化，确定楔形结构的倾斜角α的范围(10°≤α≤17°)，保证了首层催化剂上方流场的均匀性，成功实现流场和成本的最优化。

(2)整流层上方楔形结构竖直段h≤50mm，有利用提高首层催化剂上方流场均匀性。

(3)传统设计中，α的确定为经验值，无法达到最有的设计方案。α偏大或偏小，会造成成本高或流场均匀度不高的缺点。

(4)楔形结构优化后的夹角α及竖直段h，保证所要求流场均匀性高、工程建设成本最低化，从流场和工程成本的角度考虑，楔形结构中10°≤α≤17°时，设计可达到最优效果。

(5)所述导流板不仅起到导流作用，而且固定性好。

(6)所述格栅对气流起到更好的均布，同时保证系统压损要求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

其中，1、入口烟道，2、导流板，3、楔形结构，4、整流层，5、催化剂层。

具体实施方式