CN214051160U - 一种协同处理CO和NOx的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种协同处理CO和NOx的装置，包括：锅炉、锅炉尾部至SCR反应器入口烟道、SCR反应器、CO氧化催化剂、氮空气混合器以及SCR管理及控制系统，其中，锅炉尾部至SCR反应器入口烟道的输入端与锅炉的尾部相连接，锅炉尾部至SCR反应器入口烟道的输出端与SCR反应器的入口相连接，氮空气混合器与SCR反应器前部烟道相连接，以使CO氧化成CO2所需的空气源通过氨空气混合器进入SCR反应器，CO氧化催化剂设置在锅炉尾部出口之后，并且SCR管理及控制系统分别与CO氧化催化剂入口段和出口段相连接，以监测CO氧化催化剂入口段和出口段的CO量。本实用新型提高了进入SCR反应器的烟气温度，解决了启动、低负荷阶段停止喷氨的问题，扩大了SCR脱硝运行区间。
Description
技术领域
本实用新型涉及火力发电厂烟气SCR脱硝技术领域，特别是关于一种协同处理CO和NOx的装置。
背景技术
在火电燃煤领域中，对于燃煤NOx控制主要有三种方法：①燃料脱硝；②改进燃烧方式和生产工艺，在燃烧中脱硝；③烟气脱硝，即燃烧后NOx控制技术。其中燃料脱硝难度大，成本很高，在实际应用中难以实现。所以通常采用改进燃烧方式结合烟气脱硝的方法提高NOx脱除率，以满足环保排放标准。低NOx燃烧器不仅能保证燃料着火和燃烧的需要，还能最大限度抑制NOx生成，在燃烧中脱硝发挥重要作用。其次是燃烧后NOx脱硝技术，主要有选择性催化还原反应（SCR）和选择性非催化还原反应（SNCR）技术，其中SCR技术是目前应用最多、技术最成熟的一种烟气脱硝技术，由于使用了催化剂，能满足较低温度下，还原剂（氨）喷入烟道中与烟气充分混合，将烟气中的NOx还原成N2和水。
但是，目前的SCR脱硝催化剂需要在中高温条件下（280~420℃）有足够的活性，才可获得较好的脱硝效果。然而火电机组运行并不能时时刻刻满足脱硝效率的最佳状态，如SCR催化剂在启机阶段和低负荷运行阶段中，温度不能达到SCR催化剂运行最佳活性，此阶段需要停止喷氨，造成脱硝效率不佳、脱硝时间延迟。同时在低负荷和启机阶段，由于燃烧不充分导致锅炉中CO含量较高，造成相当含量的未燃烧的CO进入烟气中，对大气环境带来不好影响。除此之外锅炉的CO排放浓度在1000~5000ppm，缺氧的环境也会导致烟气中CO含量较高使锅炉热效率下降。
近年来，随着新能源技术的快速发展，国内燃煤机组出现饱和，大量机组常需要调峰运行，且低负荷运行状态较多，如何在这种条件下既保证SCR催化剂有效运行又能减少CO排放，成为脱硝行业永远值得探究的课题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种协同处理CO和NOx的装置，其能够解决现有技术的上述问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种协同处理CO和NOx的装置，包括：锅炉、锅炉尾部至SCR反应器入口烟道、SCR反应器、CO氧化催化剂、氮空气混合器以及SCR管理及控制系统，其中，锅炉尾部至SCR反应器入口烟道的输入端与锅炉的尾部相连接，锅炉尾部至SCR反应器入口烟道的输出端与SCR反应器的入口相连接，氮空气混合器与SCR反应器前部烟道相连接，以使CO氧化成CO2所需的空气源通过氮空气混合器进入SCR反应器，CO氧化催化剂设置在锅炉尾部出口之后，并且SCR管理及控制系统分别与CO氧化催化剂入口段和出口段相连接，以监测CO氧化催化剂入口段和出口段的CO量。
在一个或多个实施方式中，CO氧化催化剂串联在锅炉尾部至SCR反应器入口烟道之间，并位于SCR反应器之前，SCR管理及控制系统为CO氧化催化剂全寿命周期管理系统，CO氧化催化剂全寿命周期管理系统分别与CO氧化催化剂的两侧烟道内的监测点位相连接。
在一个或多个实施方式中，CO氧化催化剂设置在SCR反应器内SCR催化剂的上方，并与SCR催化剂连接为一体，SCR管理及控制系统为CO氧化催化剂全寿命周期管理系统，CO氧化催化剂全寿命周期管理系统分别与锅炉尾部至SCR反应器入口烟道的尾部监测点位、SCR反应器的底部输出端的监测点位相连接。
在一个或多个实施方式中，锅炉为低NOx燃烧器锅炉。
在一个或多个实施方式中，CO氧化催化剂和SCR催化剂设置在SCR反应器的中上部。
在一个或多个实施方式中，SCR反应器采用中高温SCR脱销技术。
在一个或多个实施方式中，SCR反应器的工作温度区间为280~400℃。
在一个或多个实施方式中，CO氧化催化剂的压降＜300Pa。
在一个或多个实施方式中，CO氧化催化剂用于加速CO氧化为CO2，并且通过CO氧化催化剂使反应后的烟气温度升高10~20℃。
在一个或多个实施方式中，氮空气混合器包括空气入口和氮气入口，空气和氮气在氮空气混合器内充分混合。
与现有技术相比，本实用新型的协同处理CO和NOx的装置具有如下优点：（1）本实用新型通过设置CO氧化催化剂，利用CO反应生成CO2的过程中的反应放热，提高了烟气温度，从而提高了进入SCR反应器的烟气温度，解决了启动、低负荷阶段停止喷氨的问题，扩大了SCR脱硝运行区间，实现全工况高效脱硝；（2）本实用新型通过CO催化剂，CO浓度可脱除80%以上，提高锅炉热效率，减少CO排放对大气环境的污染；（3）本实用新型的CO氧化催化剂可以灵活布置，既可以布置在脱硝入口烟道中，也可以布置在SCR反应器内与原SCR催化剂连接为一体，灵活拆换且无需对现有装置进行改造、节约空间。
附图说明
图1是根据本实用新型一实施方式的协同处理CO和NOx的装置的结构框图。
图2是根据本实用新型另一实施方式的协同处理CO和NOx的装置的结构框图。
主要附图标记说明：
1-锅炉，2-锅炉尾部至SCR反应器入口烟道，3- CO氧化催化剂，4- SCR管理及控制系统，5-氮空气混合器，6-SCR反应器，7-SCR催化剂，8-空气，9-氮气。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1：
如图1所示，根据本实用新型一实施方式的协同处理CO和NOx的装置，包括锅炉1、锅炉尾部至SCR反应器入口烟道2、CO氧化催化剂3、SCR管理及控制系统4、氮空气混合器5以及SCR反应器6。锅炉尾部至SCR反应器入口烟道2的输入端与锅炉1的尾部相连接，锅炉尾部至SCR反应器入口烟道2的输出端与SCR反应器6的入口相连接，氮空气混合器5与SCR反应器前部烟道相连接，以使CO氧化成CO2所需的空气源通过氮空气混合器5进入SCR反应器6。CO氧化催化剂3串联在锅炉尾部至SCR反应器入口烟道2之间，并位于SCR反应器6（喷氨装置）之前，同时CO氧化成CO2所需的空气源通过氮空气混合器5进入SCR反应器前部烟道。SCR管理及控制系统4分别与CO氧化催化剂入口段和出口段相连接，以监测CO氧化催化剂入口段和出口段的CO量，判断CO氧化催化剂的有效性。
在一优选实施方式中，SCR管理及控制系统为CO氧化催化剂全寿命周期管理系统，CO氧化催化剂全寿命周期管理系统分别与CO氧化催化剂的两侧烟道内的监测点位相连接。根据CO氧化催化剂入口和出口CO的变化精准监测CO催化剂的寿命性，当入口值接近出口值时，CO氧化氧化剂失效，需及时更换新的CO氧化催化剂。
在一个或多个实施方式中，锅炉1为低NOx燃烧器锅炉。
在一优选实施方式中，SCR反应器脱硝技术为选择性催化还原反应（SCR）技术中的中高温SCR脱硝技术，SCR反应器的工作温度区间为280~400℃。
在一优选实施方式中，CO氧化催化剂3的压降＜300Pa。
在一优选实施方式中，通过CO氧化催化剂3加速CO氧化为CO2，通过CO氧化催化剂能使反应后的烟气温度提升10~20℃。
在一个或多个实施方式中，氮空气混合器5包括空气入口和氮气入口，空气8和氮气9在氮空气混合器5内充分混合。
实施例2：
如图2所示，根据本实用新型一实施方式的协同处理CO和NOx的装置，包括锅炉1、锅炉尾部至SCR反应器入口烟道2、CO氧化催化剂3、SCR管理及控制系统4、氮空气混合器5以及SCR反应器6。锅炉尾部至SCR反应器入口烟道2的输入端与锅炉1的尾部相连接，锅炉尾部至SCR反应器入口烟道2的输出端与SCR反应器6的入口相连接，氮空气混合器5与SCR反应器前部烟道相连接，以使CO氧化成CO2所需的空气源通过氮空气混合器5进入SCR反应器6。CO氧化催化剂3设置在SCR反应器6内SCR催化剂7的上方，并与SCR催化剂7连接为一体，同时CO氧化成CO2所需的空气源通过氮空气混合器5进入SCR反应器6。SCR管理及控制系统4为CO氧化催化剂全寿命周期管理系统，CO氧化催化剂全寿命周期管理系统分别与锅炉尾部至SCR反应器入口烟道2的尾部监测点位10（监测入口CO量）、SCR反应器6的底部输出端8的监测点位11（监测出口CO量）相连接。
在一个或多个实施方式中，锅炉1为低NOx燃烧器锅炉。
在一个或多个实施方式中，CO氧化催化剂3和SCR催化剂7设置在SCR反应器的中上部。
在一个或多个实施方式中，SCR反应器6采用中高温SCR脱销技术。SCR反应器的工作温度区间为280~400℃。
在一个或多个实施方式中，CO氧化催化剂3的压降＜300Pa。
在一个或多个实施方式中，CO氧化催化剂5用于加速CO氧化为CO2，并且通过CO氧化催化剂使反应后的烟气温度升高10~20℃。
在一个或多个实施方式中，氮空气混合器5包括空气入口和氮气入口，空气8和氮气9在氮空气混合器5内充分混合。
本实用新型的装置可以在催化剂启动阶段、低负荷阶段解决脱硝不能投问题，扩大了SCR脱硝运行区间，维持SCR入口烟温在SCR脱硝催化剂活性最适宜的期间运行，实现全工况高效脱硝。
前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种协同处理CO和NOx的装置，其特征在于，所述协同处理CO和NOx的装置包括：锅炉、锅炉尾部至SCR反应器入口烟道、SCR反应器、CO氧化催化剂、氮空气混合器以及SCR管理及控制系统，其中，所述锅炉尾部至SCR反应器入口烟道的输入端与所述锅炉的尾部相连接，所述锅炉尾部至SCR反应器入口烟道的输出端与所述SCR反应器的入口相连接，所述氮空气混合器与SCR反应器前部烟道相连接，以使CO氧化成CO2所需的空气源通过所述氮空气混合器进入所述SCR反应器，所述CO氧化催化剂设置在锅炉尾部出口之后，并且所述SCR管理及控制系统分别与CO氧化催化剂入口段和出口段相连接，以监测CO氧化催化剂入口段和出口段的CO量。
2.如权利要求1所述的协同处理CO和NOx的装置，其特征在于，所述CO氧化催化剂串联在锅炉尾部至SCR反应器入口烟道之间，并位于SCR反应器之前，所述SCR管理及控制系统为CO氧化催化剂全寿命周期管理系统，所述CO氧化催化剂全寿命周期管理系统分别与所述CO氧化催化剂的两侧烟道内的监测点位相连接。
3.如权利要求1所述的协同处理CO和NOx的装置，其特征在于，所述CO氧化催化剂设置在所述SCR反应器内SCR催化剂的上方，并与所述SCR催化剂连接为一体，所述SCR管理及控制系统为CO氧化催化剂全寿命周期管理系统，所述CO氧化催化剂全寿命周期管理系统分别与所述锅炉尾部至SCR反应器入口烟道的尾部监测点位、所述SCR反应器的底部输出端的监测点位相连接。
4.如权利要求2或3所述的协同处理CO和NOx的装置，其特征在于，所述锅炉为低NOx燃烧器锅炉。
5.如权利要求3所述的协同处理CO和NOx的装置，其特征在于，所述CO氧化催化剂和SCR催化剂设置在所述SCR反应器的中上部。
6.如权利要求4所述的协同处理CO和NOx的装置，其特征在于，所述SCR反应器采用中高温SCR脱销技术。
7.如权利要求6所述的协同处理CO和NOx的装置，其特征在于，所述SCR反应器的工作温度区间为280~400℃。
8.如权利要求1所述的协同处理CO和NOx的装置，其特征在于，所述CO氧化催化剂的压降＜300Pa。
9.如权利要求8所述的协同处理CO和NOx的装置，其特征在于，所述CO氧化催化剂用于加速CO氧化为CO2，并且通过所述CO氧化催化剂使反应后的烟气温度升高10~20℃。
10.如权利要求7所述的协同处理CO和NOx的装置，其特征在于，所述氮空气混合器包括空气入口和氮气入口，空气和氮气在所述氮空气混合器内充分混合。
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