[发明专利]一种燃煤机组SCR烟气脱硝系统用双级喷氨混合装置

说明书

本发明一种燃煤机组SCR烟气脱硝系统用双级喷氨混合装置，省煤器依次通过第一级喷氨格栅、全烟道型烟气混合器、第二级喷氨格栅和烟气静态混合器连通SCR反应器再连通空预器，稀释风路分两路，一路与粉体加料器和立式气固流态化分配器连通再连通第一级喷氨格栅，另一路连通氨气母管再连通第二级喷氨格栅，氨气管路的两路分别与稀释风路的两路连通。本发明提供的燃煤机组SCR烟气脱硝系统用双级喷氨混合装置，第一、第二级喷氨格栅的氨气流量主辅配合调整，实现高NOx浓度项目对NH₃/NO摩尔比分布相对标准偏差达到1～2％的高均匀性要求，每级喷氨格栅支管的氨气流量分配调节精度要求和难度均比传统单极喷氨格栅大幅降低。

技术领域

本发明属于大气污染控制技术领域，具体涉及一种燃煤机组SCR烟气脱硝系统用双级喷氨混合装置。

背景技术

燃煤机组普遍采用SCR烟气脱硝系统控制NOx排放，氨气经喷氨格栅喷射到SCR进口烟道内，与烟气中NOx混合，在SCR反应器内催化剂作用下发生脱硝还原反应。SCR进口喷氨格栅分区与SCR反应器出口截面分区近似一一对应，SCR反应器进口烟气中的NH₃/NO摩尔比和出口NOx浓度分布常规是不均匀的、且对应关系反相关，如图1和图2所示，SCR反应器进口氨气喷氨量多的区域，其NH₃/NO摩尔化学当量比高，SCR反应器出口对应区域的NOx浓度低，氨逃逸浓度大，会加剧下游空预器硫酸氢铵堵塞；进口氨气喷射量少的区域，NH₃/NO摩尔化学当量比低，SCR反应器出口对应区域的NOx浓度高，氨逃逸浓度小，会影响NOx达标排放。

常规设计NH₃/NO摩尔比分布相对标准偏差小于5％，日常运行过程中，还定期对喷氨格栅各支管的阀门开度进行调节，以适应阀门开度偏移或者喷嘴堵塞的影响。大量喷氨优化调整试验结果显示(图3)，在出口NOx平均浓度小于50mg/m³的超低排放限值下，随进口NOx浓度增加，SCR反应器出口NOx浓度分布相对标准偏差逐渐由10％左右增加到约35％，而进口NH₃/NO摩尔比分布相对标准偏差则由4％～6％左右减小到1％～2％。如图4所示，不同燃煤机组SCR反应器进口烟气中NH₃/NO摩尔比分布呈近似正态分布，且在满足NOx排放限值的前提下，随进口NOx浓度增加，NH₃/NO摩尔比分布趋于集中，对喷氨格栅的氨气流量分配调节精度要求更高。

SCR脱硝系统常规设计单级两方向分区喷氨格栅和静态混合器，采用手动蝶阀调节每根支管的氨气流量分配。为达到相同的出口NOx排放浓度和分布偏差，譬如平均浓度为40mg/m³，相对标准偏差为25％，标准偏差为10mg/m³，即出口局部区域10mg/m³的NOx浓度变化，在进口NOx浓度分别为140mg/m³、250mg/m³、400mg/m³、600mg/m³、800mg/m³、1000mg/m³、1200mg/m³时，对应的阀门开度调节比例分别为7.1％、4.0％、2.5％、1.7％、1.3％、1.0％、0.8％。喷氨格栅所配手动蝶阀，阀门开度为0～100％，通过裸露在外的阀杆长度或者90度角度指针显示，且氨气流量与阀门开度为非线性对应，现场喷氨调节过程中，开度变化比例越小，越难以实现流量精确调整。

对于进口NOx浓度较高的无烟煤和贫煤锅炉，为减轻对SCR喷氨混合均匀性的严苛要求，目前采取如下几种技术措施：