一種具有脫硝功能的余熱鍋爐制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供了一種具有脫硝功能的余熱鍋爐，所述余熱鍋爐包括煙道、噴氨裝置、脫硝反應(yīng)器、過熱段、蒸汽汽包和省煤器段，所述煙道包括第一豎直煙道、水平煙道、第二豎直煙道和旁路煙道，所述水平煙道的兩端分別與第一豎直煙道和第二豎直煙道的上部連通，過熱段設(shè)置于第一豎直煙道內(nèi)，蒸汽汽包設(shè)置于水平煙道內(nèi)，噴氨裝置、脫硝反應(yīng)器和省煤器段設(shè)置于第二豎直煙道內(nèi)，所述旁路煙道上端位于過熱段上方，旁路煙道的下端與高溫?zé)煔膺M(jìn)料管和第一豎直煙道下端連通。本實(shí)用新型專利技術(shù)所述裝置使流經(jīng)脫硝反應(yīng)器的煙氣溫度滿足脫硝催化劑的最佳使用溫度，充分發(fā)揮催化劑性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種具有脫硝功能的余熱鍋爐
本技術(shù)涉及一種煙氣治理裝置，特別是涉及一種具有脫硝功能的余熱鍋爐。
技術(shù)介紹
氮氧化物（NOx）是大氣污染的主要污染源之一，在職業(yè)環(huán)境中接觸的是幾種氣體混合物常稱為硝煙(氣)，主要為NO和NO2，以NO2為主。NOx都具有不同程度的毒性，以NO和NO2為主的NOx是形成光化學(xué)煙霧和酸雨的一個(gè)重要原因。汽車尾氣中的NOx與碳?xì)浠衔锝?jīng)紫外線照射發(fā)生反應(yīng)形成的有毒煙霧，稱為光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧具有特殊氣味，刺激眼睛，傷害植物，并能使大氣能見度降低。另外，NOx與空氣中的水反應(yīng)生成的硝酸和亞硝酸是酸雨的成分。NOx對人體的危害主要表現(xiàn)在損害呼吸道。全世界每年排入大氣的NOx總量約達(dá)5000萬噸，2008年，我國NOx排放量已達(dá)到2000萬噸，成為世界第一大排放國。若不采取措施控制，預(yù)計(jì)到2020年，NOx排放量將達(dá)到3000萬噸，我國“十一五”期間削減二氧化硫10%的努力，也將因NOx排放量的顯著上升而全部抵消。目前，我國已將NOx作為約束性指標(biāo)納入“十二五”期間總量控制范疇。排放到大氣中的NOx主要有三個(gè)來源：電廠（約占46%）、汽車尾氣（約占49%）和煉油化工廠（約占5%）。FCC工藝中，催化劑顆粒在催化裂化反應(yīng)區(qū)和催化劑再生區(qū)之間多次循環(huán)操作，在再生期間，催化劑顆粒上的來自裂化反應(yīng)的焦炭在高溫下通過空氣氧化除去，使催化劑的恢復(fù)活性，并在裂化反應(yīng)中再次利用。FCC煙氣中NOx主要來自催化劑上含氮焦炭的燃燒，因此所有處理含氮原料的FCC裝置都會存在NOx的排放問題。FCC煙氣中的NOx量一般占全廠NOx排放量的50%，是煉油廠最大的NOx排放源。FCC原料中氮含量一般在0.05%～0.35%，原料氮中約45%進(jìn)入液體產(chǎn)品，約10%進(jìn)入氣體產(chǎn)品，其余進(jìn)入焦炭中。焦炭中的氮約有10%～30%作為NO進(jìn)入煙氣，其余則被焦炭和CO還原為N2排放。目前煙氣脫硝技術(shù)主要有：氣相反應(yīng)的SCR法（選擇性催化還原法）和SNCR法（選擇性非催化還原法）、液體吸收法、固體吸附法、高能電子活化氧化法等。SCR法是在催化劑作用下，利用還原劑選擇性的與煙氣中的NOx反應(yīng)，生成無毒害作用的N2和H2O的技術(shù)，其還原劑可以是氨氣、氨水或尿素，亦可選用CO或H2，還可選用小分子烷烴。SCR技術(shù)與其他技術(shù)相比，具有脫硝效率高，放熱量小，技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，是目前國內(nèi)外煙氣脫硝工程中應(yīng)用最多的技術(shù)。SNCR法是在沒有催化劑的作用下，向900～1100℃的爐膛中噴入還原劑（一般使用氨、氨水或尿素），還原劑迅速熱解為NH3，與煙氣中的NOx反應(yīng)生成N2和H2O，爐膛中有一定O2存在，噴入的還原劑選擇性的與NOx反應(yīng)，基本不與O2反應(yīng)。如果FCC裝置配備了CO鍋爐，SNCR可以直接應(yīng)用。將氨注射到CO鍋爐的上游使得NH3與NOx在CO鍋爐內(nèi)發(fā)生反應(yīng)。此法中的NOx脫除范圍限制在40～60%。值得關(guān)注的是，如果FCC尾氣中的SOx含會高會導(dǎo)致硫酸銨沉積在CO鍋爐內(nèi)。CN200910104626.6介紹了一種采用非等直徑噴孔噴氨格柵的SCR脫硝工藝及脫硝裝置，通過采用非等直徑噴孔的噴氨格柵，各噴氨孔的直徑隨氨氣流動方向逐漸縮小，從而保證噴氨過程中，各噴氨孔中的氨氣量保持相同，保證脫硝效果。該結(jié)構(gòu)的不足之處在于，氨氣和壓縮空氣的混合氣體直接與煙氣混合，極大的降低了煙氣的溫度，導(dǎo)致脫硝催化劑不能充分發(fā)揮作用，嚴(yán)重影響脫硝效果。CN200920045181.4介紹了一種SCR反應(yīng)裝置的引射噴氨混合裝置，通過設(shè)置數(shù)根分配管，每根分配管上只保留少量噴嘴的方法使每個(gè)噴嘴內(nèi)氨氣量保持相同，再通過噴嘴下方的靜態(tài)混合葉片，增強(qiáng)氨氣與煙氣的混合效果。該結(jié)構(gòu)的不足之處在于，氨氣和壓縮空氣的混合氣體直接與煙氣混合，導(dǎo)致氨氣與煙氣中的硫發(fā)生反應(yīng)，生成的硫銨會堵塞噴嘴，影響脫硝裝置的長周期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本技術(shù)提供一種具有脫硝功能的余熱鍋爐，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)在噴氨過程中由于空氣溫度過低，導(dǎo)致煙氣溫度急劇下降，進(jìn)而影響脫硝催化劑效果，以及氨氣與煙氣中的硫發(fā)生反應(yīng)，生成的硫銨堵塞噴嘴的問題。本技術(shù)提供了一種具有脫硝功能的余熱鍋爐，所述余熱鍋爐包括煙道、噴氨裝置、脫硝反應(yīng)器、過熱段、蒸汽汽包和省煤器段，所述煙道包括第一豎直煙道、水平煙道、第二豎直煙道和旁路煙道，所述水平煙道的兩端分別與第一豎直煙道和第二豎直煙道的上部連通，過熱段設(shè)置于第一豎直煙道內(nèi)，蒸汽汽包設(shè)置于水平煙道內(nèi)，噴氨裝置、脫硝反應(yīng)器和省煤器段設(shè)置于第二豎直煙道內(nèi)，所述旁路煙道上端位于過熱段上方，旁路煙道的下端與高溫?zé)煔膺M(jìn)料管和第一豎直煙道下端連通。本技術(shù)所述的余熱鍋爐中，所述旁路煙道與第一豎直煙道平行設(shè)置，所述旁路煙道的上端通過彎頭與第一豎直煙道連接，且不伸入第一豎直煙道內(nèi)，在彎頭內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流板，為余熱鍋爐提供穩(wěn)定的層流流態(tài)，確保鍋爐熱效率。本技術(shù)所述的余熱鍋爐中，所述旁路煙道內(nèi)下部設(shè)有節(jié)流閥，用以調(diào)節(jié)進(jìn)入旁路煙道的煙氣量。本技術(shù)所述的余熱鍋爐中，所述水平煙道與豎直煙道連接處設(shè)置有折流板，為噴氨裝置提供穩(wěn)定的層流流態(tài)，確保氨氣與煙氣的充分混合，防止氨逃逸。本技術(shù)所述的余熱鍋爐中，所述的噴氨裝置可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的結(jié)構(gòu)，例如可以采用噴氨格柵。為了避免煙氣溫度急劇下降，進(jìn)而影響脫硝催化劑效果，以及生成的硫銨堵塞噴嘴的問題，推薦采用以下結(jié)構(gòu)的噴氨裝置。本技術(shù)所述的余熱鍋爐中，所述噴氨裝置設(shè)置于第二豎直煙道內(nèi)，包括噴氨管，噴嘴和預(yù)熱管，所述噴氨管兩端由堵板封閉，在噴氨管上設(shè)置有若干個(gè)噴嘴，每個(gè)噴嘴對應(yīng)設(shè)置有一個(gè)濺板，所述預(yù)熱管與噴氨管中部相連，確保各噴嘴位置的噴氨量均勻，每層預(yù)熱管上都設(shè)置有若干翅片。本技術(shù)所述的噴氨裝置中，所述的預(yù)熱管沿蛇形排布，可布置1~6層，優(yōu)選3或4層。本技術(shù)所述的噴氨裝置中，所述相鄰兩層預(yù)熱管之間可以交錯(cuò)布置，也可以垂直布置。本技術(shù)所述的噴氨裝置中，所述預(yù)熱管與噴氨管的位置關(guān)系由煙氣流向確定，使預(yù)熱管優(yōu)先與煙氣接觸。本技術(shù)所述的噴氨裝置中，所述噴嘴上設(shè)置有濺板，二者的軸線重合，濺板外徑為噴嘴內(nèi)徑的1.5~2倍，優(yōu)選1.5倍。濺板與噴嘴下沿之間的距離為噴嘴內(nèi)徑的0.5~1倍，優(yōu)選0.8倍。本技術(shù)所述的聯(lián)合裝置中，所述脫硝反應(yīng)器與余熱鍋爐形成一體化結(jié)構(gòu)，在脫硝反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置若干個(gè)催化劑床層，每個(gè)催化劑床層由上向下依次包括蒸汽吹灰器、催化劑模塊和催化劑支撐梁，相鄰兩個(gè)催化劑床層間留有足夠的安裝檢修空間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)所述的具有脫硝功能的余熱鍋爐具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、本技術(shù)所述的具有脫硝功能的余熱鍋爐，通過設(shè)置旁路煙道將一部分沒有經(jīng)過取熱的高溫?zé)煔庵苯咏尤霟煹纼?nèi)，與經(jīng)過過熱器取熱的煙氣混合，提高了流經(jīng)噴氨裝置的煙氣溫度，即使在噴氨過程中由于空氣溫度過低，導(dǎo)致煙氣溫度下降，仍然可以使流經(jīng)脫硝反應(yīng)器的煙氣溫度滿足脫硝催化劑的最佳使用溫度，充分發(fā)揮催化劑性能，解決了常規(guī)噴氨格柵影響脫硝效果的問題。2、本技術(shù)所述具有脫硝功能的余熱鍋爐，采用具有預(yù)熱功能的噴氨裝置，氨氣和空氣的混合氣體經(jīng)過最上層的預(yù)熱管與煙氣進(jìn)行換熱，由于換熱過程是在預(yù)熱管表面進(jìn)行的，此時(shí)雖然存在低溫區(qū)，但氨氣與煙本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種具有脫硝功能的余熱鍋爐，所述余熱鍋爐包括煙道、噴氨裝置、脫硝反應(yīng)器、過熱段、蒸汽汽包和省煤器段，所述煙道包括第一豎直煙道、水平煙道、第二豎直煙道和旁路煙道，所述水平煙道的兩端分別與第一豎直煙道和第二豎直煙道的上部連通，過熱段設(shè)置于第一豎直煙道內(nèi)，蒸汽汽包設(shè)置于水平煙道內(nèi)，噴氨裝置、脫硝反應(yīng)器和省煤器段設(shè)置于第二豎直煙道內(nèi)，所述旁路煙道上端位于過熱段上方，旁路煙道的下端與高溫?zé)煔膺M(jìn)料管和第一豎直煙道下端連通。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有脫硝功能的余熱鍋爐，所述余熱鍋爐包括煙道、噴氨裝置、脫硝反應(yīng)器、過熱段、蒸汽汽包和省煤器段，所述煙道包括第一豎直煙道、水平煙道、第二豎直煙道和旁路煙道，所述水平煙道的兩端分別與第一豎直煙道和第二豎直煙道的上部連通，過熱段設(shè)置于第一豎直煙道內(nèi)，蒸汽汽包設(shè)置于水平煙道內(nèi)，噴氨裝置、脫硝反應(yīng)器和省煤器段設(shè)置于第二豎直煙道內(nèi)，所述旁路煙道上端位于過熱段上方，旁路煙道的下端與高溫?zé)煔膺M(jìn)料管和第一豎直煙道下端連通。2.按照權(quán)利要求1所述的余熱鍋爐，其特征在于：所述旁路煙道與第一豎直煙道平行設(shè)置，所述旁路煙道的上端通過彎頭與第一豎直煙道連接，且不伸入第一豎直煙道內(nèi)。3.按照權(quán)利要求2所述的余熱鍋爐，其特征在于：在所述彎頭內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流板。4.按照權(quán)利要求1所述的余熱鍋爐，其特征在于：所述旁路煙道內(nèi)下部設(shè)有節(jié)流閥。5.按照權(quán)利要求1所述的余熱鍋爐，其特征在于...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姜陽，王昊辰，李欣，魏曉霞，王明星，
申請(專利權(quán))人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院，
類型：新型
國別省市：北京,11