[发明专利]一种减缓SCR催化剂失活和空气预热器堵塞的系统和方法

说明书

一种减缓SCR催化剂失活和空气预热器堵塞的系统和方法，系统将传统锅炉尾部设备布置方法进行了如下改进：空气预热器分为两段，烟气依次流过省煤器，高温空气预热器，静电除尘器，SCR装置，低温空气预热器，暖风器，低低温除尘器，脱硫塔，最后从烟囱排入大气；SCR装置处的烟温约为200℃，采用尿素水解法来制取脱硝所需的还原剂，在溶解罐里同时溶解尿素和硝酸铵，混合溶液经过加热、水解生成氨气和硝酸气体一起喷入SCR装置，通过一种新的NO还原反应来实现低温下SCR的高效安全运行：HNO₃+2NO+3NH₃→3N₂+5H₂O，该反应在200℃的NO还原率可达90％；本发明在保证锅炉尾部脱硝效率的同时，可以减缓SCR催化剂的失活和空气预热器的堵塞，提高了锅炉运行的经济性和安全性。

技术领域

本发明属于燃煤火力发电领域，特别涉及一种减缓SCR催化剂失活和空气预热器堵塞的系统和方法。

背景技术

锅炉尾部系统中经常布置SCR装置以达到脱除烟气中NO_x的目的，传统脱硝反应的催化剂最佳工作温度为320℃-420℃，所以SCR脱硝装置一般布置在省煤器出口和空气预热器入口之间，这样布置的一个缺点是烟气中的飞灰会对催化剂造成磨损、堵塞和化学中毒，极大的降低了SCR脱硝反应的效率，导致NO_x的排放量超标。

此外，SCR中未能发生脱硝反应的喷氨将逃逸到下游的空气预热器，并和SO₃、水蒸气发生反应生成硫酸氢铵(ABS)，ABS粘附在空气预热器并吸附烟气中的飞灰，发生积灰堵塞现象。空气预热器堵塞严重影响锅炉的效率，增加烟气侧阻力，造成电厂风机电耗增加，极大的降低了电厂发电的经济性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够防止催化剂失活，同时减缓空气预热器堵塞，从而提高系统运行的经济性和安全性的减缓催化剂失活和空气预热器堵塞的锅炉尾部设备布置系统和方法。

为达到上述目的，本发明的系统包括用于尾部烟气换热和净化的烟气流动系统和为SCR脱硝反应提供还原剂的还原剂供给系统；

所述的烟气流动系统包括连接锅炉低温过热器出口烟气的省煤器，省煤器的烟气出口与高温空气预热器连接，高温空气预热器的烟气出口与静电除尘器连接，静电除尘器出口与SCR脱硝装置连接，SCR脱硝装置出口与低温空气预热器连接，低温空气预热器的烟气出口与暖风器连接，暖风器出口与低温除尘器连接，低温除尘器出口与脱硫塔连接，脱硫塔出口与烟囱连接；

所述的还原剂供给系统包括连接尿素输送器和硝酸/硝酸铵输送器的溶解槽，溶解槽出口经溶液加压泵与溶液储存槽连接，溶液储存槽出口经溶液输送泵与水解换热器连接，水解换热器出口与溶液水解器的入口连接，溶液水解器出口与SCR脱硝装置连接。

所述的暖风器上还连接有送风机，暖风器空气出口与低温空气预热器连接，低温空气预热器的空气出口与高温空气预热器连接，高温空气预热器的出口连接至炉膛。

所述的溶液水解器设有蒸汽入口连接汽轮机低压缸抽气，溶液水解器的残液出口与水解换热器连接，水解换热器的残液出口分两路，一路与溶解槽连接，另一路排出多余残液。

本发明减缓SCR催化剂失活和空气预热器堵塞的方法，包括如下步骤：

锅炉低温过热器出口烟气首先依次通过省煤器和高温空气预热器进行换热，高温空气预热器的烟气出口温度大约为200℃，随后烟气进入静电除尘器除去煤灰颗粒及大部分煤灰粉尘，经除尘处理后的烟气进入SCR脱硝装置，在SCR脱硝装置中烟气里的NO被喷入的氨气和硝酸气体进行还原，SCR脱硝装置的出口烟气再依次通过低温空气预热器和暖风器加热锅炉的一二次风，暖风器出口烟温约为80℃，随后进入低温除尘器除去烟气中的细粉尘颗粒物，经过低低温除尘后的烟气再进入脱硫塔脱除烟气中的SO₂，最后烟气经由烟囱排入大气；