本发明属于工业废气净化环保及能源领域，特别涉及一种燃煤烟气分级脱硝控制so2/so3转化率的系统与方法。
背景技术：
我国以煤为主的能源结构在相当长时间内不会改变，因此，控制燃煤烟气nox排放是我国治理大气污染的一项重要工作。以nh3为还原剂的nox选择性催化还原（scr）技术是近年来应用最广、最有效的燃煤烟气脱硝技术。但当前商业应用的scr脱硝催化剂在催化脱硝的同时，还具有催化so2转化为so3的作用，而so3会导致后续设备腐蚀、排放污染等一系列问题，已经成为当前燃煤烟气污染物治理的难题。因此，基于当前广泛应用的scr脱硝技术，如何在实现高效脱硝的同时，有效控制so2/so3转化率，成为当前燃煤烟气脱硝领域的重要课题。
针对上述问题，本发明团队研究发现在氨氮比超过1的情况下，脱硝催化剂的so2转化催化作用将被有效抑制，基于此本发明提出一种燃煤烟气分级脱硝控制so2/so3转化率的系统与方法，即通过燃煤烟气分级进入scr脱硝反应器脱硝，实现上级脱硝过程的氨氮比过量，从而有效抑制总体脱硝催化剂的so2/so3转化率。
与本发明相关的专利，如公开号为cn106178950a、公开日为2016年12月7日的中国专利申请《一种低so2/so3转化率的scr脱硝系统》，是通过在scr脱硝反应器内首层催化剂和第二层催化剂之间设置换热器，降低烟气温度，从而控制催化剂的so2/so3转化率。但温度降低，同样会影响脱硝反应的能力。
与本发明相关的专利，如公开号为cn109482181a、公开日为2019年3月19日的中国专利申请《一种低so2/so3转化率的脱硝催化剂及其制备方法》，是通过改变催化剂配方，通过控制五氧化二钒的含量以及添加三氯化钌，在保证催化剂脱硝效率的前提下，有效降低二氧化硫向三氧化硫的转化速率。但由此将导致催化剂生产成本的增加。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种燃煤烟气分级脱硝控制so2/so3转化率的系统与方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种燃煤烟气分级脱硝控制so2/so3转化率的系统，包括锅炉，其特征是，所述锅炉的烟气出口连通有省煤器，所述省煤器的出口同时连通有主烟道和辅烟道，所述主烟道内依次设置有喷氨格栅、scr脱硝反应器和空预器，所述scr脱硝反应器内从上到下设置有上层催化剂和下层催化剂，所述辅烟道连通至scr脱硝反应器的中部，且辅烟道的出口连接在上层催化剂与下层催化剂之间。
进一步的，所述辅烟道的出口连接有喷嘴，所述喷嘴垂直向上布置。
进一步的，所述上层催化剂布置有2～3层，所述下层催化剂布置有1层，每层催化剂的型式、规格和体积量一般应相同。
所述的燃煤烟气分级脱硝控制so2/so3转化率的系统的工作方法，其特征是，过程如下：烟气从锅炉出来后，首先进入省煤器，然后分成两部分，一部分烟气进入主烟道，并与喷氨格栅喷入的氨气混合，然后进入scr脱硝反应器，在上层催化剂的作用下进行脱硝反应，另一部分烟气进入辅烟道，并从scr脱硝反应器的中部进入，与经过上层催化剂的烟气混合后，再进入下层催化剂进行脱硝反应，然后经过空预器，再经过尾部烟气处理装置后最终进入烟囱排放。
进入辅烟道的烟气量q1根据总烟气量q、烟气温度、nox浓度、脱硝效率、so2/so3转化率、脱硝催化剂总量、以及上层催化剂和下层催化剂的量经理论计算与实验室实验验证后确定，一般q1/q应控制在0.3以内。
进入辅烟道的烟气通过格栅方式进入scr脱硝反应器，且喷嘴为垂直向上布置，从而加强与主烟道烟气的混合。
辅烟道内设有挡板门，在实际运行中，可通过调节挡板门的开度控制进入辅烟道的烟气量q1。
当催化剂寿命到期需要更换时，不论拟更换的旧催化剂位于上层或下层，须保证更换的新催化剂安装在下层，如拟更换的旧催化剂位于上层，则下层旧催化剂可移至上层继续使用。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：通过上述系统与方法，可在不影响脱硝性能的前提下有效控制脱硝催化剂的so2/so3转化率，具有系统简单、运维灵活等优点，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图中：锅炉1、省煤器2、挡板门3、喷氨格栅4、上层催化剂5、下层催化剂6、空预器7、主烟道8、辅烟道9、喷嘴10、scr脱硝反应器11。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1，本实施例中的燃煤烟气分级脱硝控制so2/so3转化率的系统，包括锅炉1，其特征是，锅炉1的烟气出口连通有省煤器2，省煤器2的出口同时连通有主烟道8和辅烟道9，主烟道8内依次设置有喷氨格栅4、scr脱硝反应器11和空预器7，scr脱硝反应器11内从上到下设置有上层催化剂5和下层催化剂6，辅烟道9连通至scr脱硝反应器11的中部，且辅烟道9的出口连接在上层催化剂5与下层催化剂6之间，上层催化剂5布置有2层，下层催化剂6布置有1层，每层催化剂的规格和体积量相同，辅烟道9的出口连接有喷嘴10，喷嘴10垂直向上布置。
工作方法：烟气从锅炉1出来后，首先进入省煤器2，然后分成两部分，一部分烟气进入主烟道8，并与喷氨格栅4喷入的氨气混合，然后进入scr脱硝反应器11，在上层催化剂5的作用下进行脱硝反应，另一部分烟气进入辅烟道9，并从scr脱硝反应器11的中部进入，与经过上层催化剂5的烟气混合后，再进入下层催化剂6进行脱硝反应，然后经过空预器7，再经过尾部烟气处理装置后最终进入烟囱排放。进入辅烟道9的烟气量q1与总烟气量q的比例控制在0.3以内。进入辅烟道9的烟气通过格栅方式进入scr脱硝反应器11，且喷嘴10为垂直向上布置，从而加强与主烟道8烟气的混合。辅烟道9内设有挡板门3，在实际运行中，可通过调节挡板门3的开度控制进入辅烟道9的烟气量q1。
通过上述系统与方法，可在不影响脱硝性能的前提下有效控制脱硝催化剂的so2/so3转化率，具有系统简单、运维灵活等优点，具有广泛的应用前景。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种燃煤烟气分级脱硝控制so2/so3转化率的系统，包括锅炉（1），其特征是，所述锅炉（1）的烟气出口连通有省煤器（2），所述省煤器（2）的出口同时连通有主烟道（8）和辅烟道（9），所述主烟道（8）内依次设置有喷氨格栅（4）、scr脱硝反应器（11）和空预器（7），所述scr脱硝反应器（11）内从上到下设置有上层催化剂（5）和下层催化剂（6），所述辅烟道（9）连通至scr脱硝反应器（11）的中部，且辅烟道（9）的出口连接在上层催化剂（5）与下层催化剂（6）之间。
2.根据权利要求1所述的燃煤烟气分级脱硝控制so2/so3转化率的系统，其特征是，所述辅烟道（9）内设置有挡板门（3）。
3.根据权利要求1所述的燃煤烟气分级脱硝控制so2/so3转化率的系统，其特征是，所述辅烟道（9）的出口连接有喷嘴（10），所述喷嘴（10）垂直向上布置。
4.根据权利要求1所述的燃煤烟气分级脱硝控制so2/so3转化率的系统，其特征是，所述上层催化剂（5）布置有2～3层，所述下层催化剂（6）布置有1层，每层催化剂的型式、规格和体积量相同。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的燃煤烟气分级脱硝控制so2/so3转化率的系统的工作方法，其特征是，过程如下：烟气从锅炉（1）出来后，首先进入省煤器（2），然后分成两部分，一部分烟气进入主烟道（8），并与喷氨格栅（4）喷入的氨气混合，然后进入scr脱硝反应器（11），在上层催化剂（5）的作用下进行脱硝反应，另一部分烟气进入辅烟道（9），并从scr脱硝反应器（11）的中部进入，与经过上层催化剂（5）的烟气混合后，再进入下层催化剂（6）进行脱硝反应，然后经过空预器（7），再经过尾部烟气处理装置后最终进入烟囱排放。
6.根据权利要求5所述的燃煤烟气分级脱硝控制so2/so3转化率的系统的工作方法，其特征是，进入辅烟道（9）的烟气量q1根据总烟气量q、烟气温度、nox浓度、脱硝效率、so2/so3转化率、脱硝催化剂总量、以及上层催化剂（5）和下层催化剂（6）的量经理论计算与实验室实验验证后确定，q1/q控制在0.3以内。
7.根据权利要求5所述的燃煤烟气分级脱硝控制so2/so3转化率的系统的工作方法，其特征是，当催化剂寿命到期需要更换时，不论拟更换的旧催化剂位于上层或下层，须保证更换的新催化剂安装在下层，如拟更换的旧催化剂位于上层，则下层旧催化剂可移至上层继续使用。
技术总结
本发明公开了一种燃煤烟气分级脱硝控制SO2/SO3转化率的系统与方法，属于工业废气净化环保及能源领域。本发明是基于氨氮比超过1的情况下脱硝催化剂的SO2催化氧化作用将被有效抑制的原理，通过燃煤烟气分级进入SCR脱硝反应器脱硝，实现上级脱硝过程的氨氮比过量，从而有效抑制总体脱硝催化剂的SO2/SO3转化率。通过本发明所述系统与方法，可在不影响脱硝性能的前提下有效控制脱硝催化剂的SO2/SO3转化率，具有系统简单、运维灵活等优点，具有广泛的应用前景。
技术研发人员：张杨;洪志刚;江建平;陈艺秋;王艳鹏;徐克涛;杨用龙;朱跃
受保护的技术使用者：华电电力科学研究院有限公司
技术研发日：2019.11.08
技术公布日：2020.02.28
声明：
“燃煤烟气分级脱硝控制SO2/SO3转化率的系统与方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：华电电力科学研究院有限公司
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2024年08月08日 ~ 10日 
