本實用新型涉及一種用于生物質(zhì)鍋爐的煙氣低溫脫硝系統(tǒng)。

背景技術：

目前降低燃煤發(fā)電廠鍋爐燃燒煙氣中NO_x的方式主要有兩種：一種是選擇性非催化還原(SNCR)脫硝技術，另一種是選擇性催化還原法(SCR)脫硝技術。

選擇性非催化還原法(Selective Non-Catalytic Reduction)脫硝技術(SNCR)，是在沒有催化劑存在的條件下，利用還原劑將煙氣中的NO_x還原為N₂和H₂O的一種脫硝工藝。將NH₃、尿素等還原劑噴入鍋爐爐膛內(nèi)與NO_x進行選擇性反應，不需要催化劑。還原劑噴入爐膛溫度在850～1100℃的區(qū)域內(nèi)，迅速熱分解成NH₃，與煙氣中的NO_x反應生成N₂和H₂O。由于該技術脫硝效率一般小于50％，達不到國家環(huán)保要求，而且該工藝還原劑單位消耗量大，NH₃的逃逸率比較高，所以燃煤發(fā)電廠一般不會采用或單獨采用這種脫硝技術。

SNCR脫硝工藝的基本化學反應式如下：

NH₃為還原劑反應式為：4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O

尿素為還原劑反應式為：

選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction)脫硝技術(SCR)，是在催化劑作用下，通過還原劑將NO_x還原成N₂和H₂O，從而達到煙氣脫硝的目的。含有催化劑的反應器通常設置于鍋爐省煤器出口與空氣預熱器入口之間，其作用是使噴入的還原劑與煙氣中的NO_x加速反應實現(xiàn)脫硝的目的，反應溫度范圍選定在300℃～400℃之間。最普遍的還原劑為氨與尿素。SCR脫硝系統(tǒng)主要包括脫硝反應器、還原劑儲存及供應系統(tǒng)、氨噴射系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)四個部分。

NO_X與NH₃在300℃～400℃之間，在催化劑的條件下，發(fā)生反應生成氮氣和水。

主反應：

NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O

副反應：

2SO₂+O₂→2SO₃

燃煤發(fā)電廠鍋爐SCR反應器通常布置在省煤器與空氣預熱器之間，溫度在300～400℃范圍內(nèi)的位置，因為這種煙氣溫度適合于多數(shù)催化劑的有效反應溫度，在此溫度范圍內(nèi)的催化劑是以TiO₂為載體，上面負載釩、鎢和鉬等主催化劑或助催化劑，利用氨氣(NH₃)為還原劑，其脫硝效率能達到90％以上。但煙氣中所含有的全部飛灰和SO₂均通過SCR反應器中的催化劑，催化劑的工作條件是在高塵高硫煙氣中，因此催化劑的壽命會受下列因素的影響：

煙氣中所攜帶的飛灰中含有Na,Ca,Si,As等成分時，會使催化劑“中毒”或受污染，從而降低催化劑的效能；

大量的飛灰對反應器中的催化劑產(chǎn)生磨損，影響催化劑的使用壽命；

非常細的飛灰顆粒在催化劑表面沉積，會堵塞進入催化劑活性位的通道或減少其活性表面積；

NH₃會和SO₃反應生成硫酸銨、硫酸氫銨，這些物質(zhì)會吸附在催化劑表面，從而會堵塞催化劑孔，使催化劑失去活性。

燃煤機組鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)通常會采用聲波吹灰，蒸汽吹灰或兩者結(jié)合的方式進行吹灰，清除催化劑表面的積灰，防止催化劑積灰，防止催化劑中毒的發(fā)生，保證催化劑的活性和使用壽命。

對于生物質(zhì)電廠鍋爐，燃料本身含有k、Ca、Mg、Na等堿性物質(zhì)，燃燒后形成飛灰進入SCR系統(tǒng)，吸附在催化劑表面，很容易引起催化劑的堿金屬中毒。即堿金屬(Na、K)如果和催化劑表面接觸，能直接和活性位發(fā)生作用而使催化劑鈍化。

生物質(zhì)電廠鍋爐燃料不同于燃煤機組，燃料中硫的含量很低，燃燒產(chǎn)生的SO₂含量小于0.01％，SO₃含量小于0.001％，這么低的硫含量，對催化劑不會產(chǎn)生影響，所以脫硝反應器不需要布置在脫硫系統(tǒng)后面，只需要選擇低灰布置，反應器布置在除塵器后，溫度選定在180～220℃區(qū)間，該溫度區(qū)間低溫催化劑技術已經(jīng)比較成熟。鍋爐煙氣經(jīng)過除塵器除塵以后進入催化劑反應器，這樣可以防止煙氣中的飛灰對催化劑的污染、磨損和堵塞，也不存在催化劑的中毒問題。這種低溫催化劑在使用一段后，需要高溫煙氣在300℃左右加熱烘烤，增加催化劑的活性，延長催化劑使用壽命，所以在反應器前煙道內(nèi)加裝蒸汽加熱的換熱器，定期加熱煙氣。

技術實現(xiàn)要素：

實用新型目的：本實用新型針對上述現(xiàn)有技術存在的問題做出改進，即本實用新型公開了一種用于生物質(zhì)鍋爐的煙氣低溫脫硝系統(tǒng)，其能夠有效的解決脫硝催化劑的污染和堿金屬中毒問題，有效解決催化劑磨損或堵塞的問題，延長催化劑使用壽命，同時保證脫硝效率。

技術方案：一種用于生物質(zhì)鍋爐的煙氣低溫脫硝系統(tǒng)，包括SCR反應器、煙氣加熱器、布袋除塵器、煙冷器和引風機，

所述SCR反應器的上部設有催化劑工作層，

所述布袋除塵器的出氣端通過三個依次相連的90度彎頭與SCR反應器的進氣端相連，在多個相連的90度彎頭中布設有所述煙氣加熱器，90度彎頭的拐角處設有整流格柵，

所述SCR反應器的出氣端與煙冷器組的進氣端相連，煙冷器組包括多個依次串聯(lián)的煙冷器，

煙冷器組的出氣端與引風機的進氣端通過一個90度彎頭相連，該90度彎頭相連的拐角處設有整流格柵。

進一步地，所述SCR反應器的下部還設有催化劑備用層，催化劑備用層與催化劑工作層串聯(lián)。

脫硝SCR反應器內(nèi)布置有兩層催化劑，一層為催化劑工作層，一層作為催化劑備用層，兩層催化劑為一用一備設置，結(jié)構(gòu)上為串聯(lián)布置，必要時可以同時工作。

進一步地，所述煙冷器組由三個依次串聯(lián)的煙冷器組成。

有益效果：本實用新型公開的一種用于生物質(zhì)鍋爐的煙氣低溫脫硝系統(tǒng)具有以下有益效果：

1、能夠有效的解決脫硝催化劑的污染和堿金屬中毒問題；

2、有效解決催化劑磨損或堵塞的問題；

3、延長催化劑使用壽命；

4、保證脫硝效率，脫硝效率可以達到85％以上，根據(jù)生物質(zhì)鍋爐煙氣中NO_X的含量，完全滿足國家環(huán)保的排放要求。

附圖說明

圖1為本實用新型公開的一種用于生物質(zhì)鍋爐的煙氣低溫脫硝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：

1-SCR反應器 2-煙氣加熱器

3-整流格柵 4-催化劑工作層

5-催化劑備用層 6-布袋除塵器

7-煙冷器 8-引風機

具體實施方式：

下面對本實用新型的具體實施方式詳細說明。

如圖1所示，一種用于生物質(zhì)鍋爐的煙氣低溫脫硝系統(tǒng)，包括SCR反應器1、煙氣加熱器2、布袋除塵器6、煙冷器7和引風機8，

SCR反應器1的上部設有催化劑工作層4，

布袋除塵器6的出氣端通過三個依次相連的90度彎頭與SCR反應器1的進氣端相連，在多個相連的90度彎頭中布設有煙氣加熱器2，90度彎頭的拐角處設有整流格柵3，

SCR反應器1的出氣端與煙冷器組的進氣端相連，煙冷器組包括多個依次串聯(lián)的煙冷器7，

煙冷器組的出氣端與引風機8的進氣端通過一個90度彎頭相連，該90度彎頭相連的拐角處設有整流格柵3。

進一步地，SCR反應器1的下部還設有催化劑備用層5，催化劑備用層5與催化劑工作層4串聯(lián)。

SCR反應器1內(nèi)布置有兩層催化劑，一層為催化劑工作層4，一層作為催化劑備用層5，兩層催化劑為一用一備設置，結(jié)構(gòu)上為串聯(lián)布置，必要時可以同時工作。

進一步地，煙冷器組由三個依次串聯(lián)的煙冷器7組成。

為了SCR反應器1及布袋除塵器6選擇合適的溫度場，三個煙冷器移到布袋除塵器6后面，布置在脫硝反應器下方，高溫高壓生物質(zhì)水冷振動爐排直燃鍋爐的空預器因為是低溫防腐的要求，采用外置布置，所以空預器布置方式不變，主要包括進口段、1+1催化劑層(1層備用)、出口段。

上面對本實用新型的實施方式做了詳細說明。但是本實用新型并不限于上述實施方式，在所屬技術領域普通技術人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。