CN109046023A - 一种scr反应器吹灰***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种SCR反应器吹灰***及通过这种***实现的吹灰方法，属于船舶柴油机尾气后处理技术领域。本发明中吹灰***以压缩空气为吹扫气体，包括空气瓶、减压模块、控制模块、旋转式压力脉冲转换器、旋转动力装置及吹灰管路。当SCR反应器进出口烟气压力超过设定值时，吹灰***的控制器自动开启积灰吹扫，空气瓶中的压缩空气通过减压器输送至旋转式压力脉冲转换器上方，旋转式压力脉冲转化器能够通过旋转使吹灰管路随时间产生不同压力的吹扫空气，在催化剂表面形成强湍流扰动，提升吹扫效果。本发明的吹灰管路布置合理，能够有效避免产生二次积灰，同时吹灰孔位于吹灰管路上，吹灰孔的结构简单，便于后期的维修保养。

Description

一种SCR反应器吹灰***及方法

技术领域

本发明属于船舶柴油机尾气后处理技术领域，具体涉及一种SCR反应器吹灰***及通过这种***实现的吹灰方法。

背景技术

SCR技术是目前应用较为广泛的船舶脱硝技术。船用柴油机燃用劣质燃油，在柴油机的废气中含有大量的灰尘。此外，进入SCR反应器的烟气中含有少量的尿素结晶以及硫酸盐等成分，灰分沉积在SCR反应器催化剂表面，会减少催化剂的有效催化面积，大大影响SCR***的脱硝性能。国内外很多研究学者对于SCR***的吹灰装置进行研究，但是SCR反应器的吹灰***仍然存在问题，导致SCR反应器的性能下降。

专利申请号为201310409471.3的“用于SCR脱硝反应器的吹灰装置”中提出应用喷气管网单元模块对SCR***进行积灰吹扫，该套吹灰装置中喷气管网单元模块的喷气吹灰支管上喷气孔较多，需要大量的压缩空气来保证***的运行，造成空压机频繁启停，耗费大量的能量。此外，该发明分布在烟气入口和催化剂之间的吹灰支管较多，造成烟气的压力下降，同时由于***的长期工作，喷气吹灰支管的表面的积灰之间相互搭桥，形成新的积灰区域，影响SCR反应器的正常工作。

专利申请号为201611230660.4的“一种用于SCR反应器的吹灰***”中提出了一种同一空气瓶连接不同的催化剂层的吹灰管路的吹灰装置。在该发明中要有较多的空气瓶分布，大大增加了吹灰***在SCR反应器中的空间占用率。此外，该***中涉及较多的电磁阀门，很大程度上降低了SCR反应器的可靠性，增大了SCR反应器运行维护难度。

综合来说，现有的SCR反应器存在耗气量大、吹扫效率低、吹扫管路复杂、容易形成新的积灰区域等问题，开发设计一套经济、高效、运行维护简单的SCR反应器吹灰***是有必要的，针对现有技术的不足本发明提出了一种SCR反应器吹灰***及通过这种***实现的吹灰方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、方便操作且工作性能好、效率高的SCR反应器吹灰***及通过这种***实现的吹灰方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提出了一种SCR反应器吹灰***，包括空气瓶1、减压模块、控制模块4、旋转式压力脉冲转换器5、旋转电机6、烟气入口压力传感器7、烟气出口压力传感器8与吹灰管路9，其中减压模块又包括压缩空气电磁阀2与压缩空气减压阀3；

吹灰管道9位于SCR反应器内，两端分别安装有烟气入口压力传感器7及烟气出口压力传感器8；旋转式压力脉冲转换器5安装于吹灰管道9的上方，旋转电机6与旋转式压力脉冲转换器5相连接；空气瓶1中储存有压缩空气，空气瓶1通过减压模块与旋转式压力脉冲转换器5相连接。

对于一种SCR反应器吹灰***，所述的旋转式压力脉冲转换器5包括法兰5-1、旋转脉冲发生器5-2及泄气槽5-3，其中旋转脉冲发生器5-2包括3组空气管道，每组空气管道包括减压阀5-4、压缩空气进气管道5-5及压缩空气出气管道5-6，减压阀5-4将压缩空气进气管道5-5与压缩空气出气管道5-6连接起来，压缩空气进气管道5-5上部与压缩空气出气管道5-6下部分别通过法兰5-1进行固定，法兰5-1上均匀开有泄气槽5-3。

优选的，所述的旋转脉冲发生器5-2中的3组空气管道每组间互呈120°夹角，每组中安装的减压阀5-4的减压值不同。

优选的，所述的吹灰管路9中在等间隔横切平面的管道壁上开有吹灰喷孔9-1，每一平面上的吹灰喷孔9-1有两个，两吹灰喷孔9-1间的夹角为40°--60°，如40°、45°、50°、55°、60°；吹灰喷孔9-1的直径不大于2mm。

对于一种SCR反应器吹灰***，吹灰***中包括M组旋转式压力脉冲转换器5，SCR反应器中包括M组吹灰管路9，其中M的大小根据SCR反应器的宽度决定；吹灰管路9按等间隔分隔成N个横切平面，其中N的大小根据SCR反应器的截面积大小决定。

本发明还提出了一种SCR反应器吹灰方法，通过以下步骤实现：

(1)初始化***，控制模块开启烟气入口压力传感器及烟气出口压力传感器，采集SCR反应器入口和出口的压差；

(2)控制模块将采集到的压差大小与预设压差进行比较，若采集压差超过预设压差，控制模块开启吹灰模式；

(3)压缩空气电磁阀开启，储存在空气瓶中的压缩空气通过压缩空气电磁阀，在减压器中压缩空气被减压至额定压力，经过减压的压缩空气被输送至旋转式压力脉冲转换器；

(4)压缩空气从旋转式压力脉冲转换器的顶端进入，通过顶端的固定法兰，进入旋转脉冲发生器，不同管路在不同减压器的作用下，减压为不同的吹扫压力；

(5)从旋转式压力脉冲转换器排出的压缩空气进入到SCR反应器内部的吹灰管路，压缩空气从吹灰管路上的吹灰孔排出，通过压力可变的压缩空气对SCR催化剂表面的积灰进行吹扫。

对于一种SCR反应器吹灰方法，所述的步骤(4)中在控制模块的控制下，每间隔一定的时间，脉冲转换器沿恒定方向旋转120°，循环转换空气管道，使吹灰管路前的每根空气管路在不同时间产生不同的吹扫压力的压缩空气，实现旋转式压力脉冲转换器出口的三条空气管路压力规律变化。

本发明的有益效果在于：

本发明中吹灰***的吹灰管路在反应器内部呈简单的纵向排列，且吹灰管路较细，能够有效降低烟气在SCR反应器中的压降。

吹灰管路上同一高度的两个吹灰喷孔之间呈50°左右的夹角，能够保证在较少的空气消耗量的前提下有较好的吹扫效果。

每层催化剂前面的吹灰管路数量较少，能够有效避免积灰在吹灰管路上形成搭桥，从而避免造成二次积灰。

旋转式压力脉冲转换器能够实现分布在每层的吹灰管路的吹灰压力的定时规律变化，从而使压缩空气在SCR催化剂前端形成更强的空气湍流扰动，从而提升吹扫效果。

本发明中吹灰管路上的吹灰喷孔为管路上的简单开孔，结构简单，不容易产生故障，能够有效降低***运行维护的难度。

吹灰***的控制***通过识别烟气在SCR反应器进出口的压差，从而能够自动控制吹灰***的启停。

附图说明

图1为本发明中SCR反应器吹灰***的结构示意图；

图2为本发明中旋转式压力脉冲转换器结构示意图；

图3为本发明中吹灰管路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

结合图1至图3，本发明提出了一种SCR反应器吹灰***，主要由空气瓶、减压***、控制***、旋转式压力脉冲转换器、动力装置组成。本发明所提出的SCR反应器吹灰***的吹灰管路为带有排列规则的吹灰孔的不锈钢管路，利用旋转式压力脉冲转换器产生的可变压力的压缩空气，对SCR反应器催化剂表面的积灰进行吹扫。

当SCR反应器入口和出口压差较大时，吹灰***的控制***4会自动开启积灰吹扫模式。压缩空气电磁阀2开启，空气瓶1中的压缩空气通过压缩空气电磁阀和减压器3，将压力降至约15bar左右。

减压后的压缩空气并分别被送至一号、二号、三号旋转式压力脉冲转换器5中，每个旋转式压力脉冲转换器分别有互呈120°夹角的三根进气压缩空气管路和三根排气压缩空气管路，三根排气管路均匀分布在催化剂的前方，旋转式的压力脉冲转换器的核心部件为图2中的旋转脉冲发生器5-2，旋转脉冲发生器的三根管路分别装有不同减压值的减压阀5-4，旋转电机6在控制***的作用下按照一定的规律带动旋转脉冲发生器旋转，从而使旋转式压力脉冲转换器出口的三根管路的压力值随时间变化，从而保证位于催化剂前的三根压缩空气管路的压力值处于变化状态，从而形成更强的湍流强度，合理利用了湍动能，保证了吹灰装置的工作性能。

结合图2，旋转脉冲发生器上部法兰开有泄气槽4，从而保证了在旋转过程中旋转式压力脉冲转换器不会发生堵气形成的故障。

从旋转式压力脉冲转换器排出的空气进入吹灰管路，压缩空气通过吹灰管路上开设的直径为1.5mm左右的小孔喷出，从而完成催化剂表面积灰的吹扫。

本发明中的吹灰管路上的吹灰喷孔在竖直方向布置四行作为示意，具体布置的行数应按照SCR反应器的实际大小相关设计，本发明中旋转式压力脉冲转换器的空气管路布置为三路作为示意，实际中应该根据SCR反应器的宽度进行合理布置。

本发明还提供了一种基于SCR反应器吹灰***的吹灰方法，具体实施步骤如下：

(1)SCR反应器烟气入口和烟气出口安装压力传感器，当压差超过一定的值之后，控制***会自动启动SCR吹灰装置。

(2)储存在空气瓶中的压缩空气通过压缩空气电磁阀，在减压器中压缩空气被减压至额定压力，经过减压的压缩空气被输送至旋转式压力脉冲转换器。

(3)压缩空气从旋转式压力脉冲转换器的顶端进入，通过顶端的固定法兰，之后进入旋转脉冲发生器，不同管路在不同减压器的作用下，减压为不同的吹扫压力。

(4)在控制***的控制下每隔一定的时间，脉冲转换器沿一定的方向旋转120°，实现旋转式压力脉冲转换器出口的三条空气管路压力规律变化。

(5)从旋转式压力脉冲转换器排出的压缩空气进入到SCR反应器内部的吹灰管路，压缩空气从吹灰管路上的吹灰孔排出，实现对催化剂表面积灰的吹扫。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种SCR反应器吹灰***，其特征在于：包括空气瓶(1)、减压模块、控制模块(4)、旋转式压力脉冲转换器(5)、旋转电机(6)、烟气入口压力传感器(7)、烟气出口压力传感器(8)与吹灰管路(9)，其中减压模块又包括压缩空气电磁阀(2)与压缩空气减压阀(3)；

吹灰管路(9)位于SCR反应器内，两端分别安装有烟气入口压力传感器(7)及烟气出口压力传感器(8)；旋转式压力脉冲转换器(5)安装于吹灰管路(9)的上方，旋转电机(6)与旋转式压力脉冲转换器(5)相连接；空气瓶(1)中储存有压缩空气，空气瓶(1)通过减压模块与旋转式压力脉冲转换器(5)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种SCR反应器吹灰***，其特征在于：所述的旋转式压力脉冲转换器(5)包括法兰(5-1)、旋转脉冲发生器(5-2)及泄气槽(5-3)，其中旋转脉冲发生器(5-2)包括3组空气管道，每组空气管道包括减压阀(5-4)、压缩空气进气管道(5-5)及压缩空气出气管道(5-6)，减压阀(5-4)将压缩空气进气管道(5-5)与压缩空气出气管道(5-6)连接起来，压缩空气进气管道(5-5)上部与压缩空气出气管道(5-6)下部分别通过法兰(5-1)进行固定，法兰(5-1)上均匀开有泄气槽(5-3)。

3.根据权利要求2所述的一种SCR反应器吹灰***，其特征在于：所述的旋转脉冲发生器(5-2)中的3组空气管道每组间互呈120°夹角，每组中安装的减压阀(5-4)的减压值不同。

4.根据权利要求1所述的一种SCR反应器吹灰***，其特征在于：所述的吹灰管路(9)中在等间隔横切平面的管道壁上开有吹灰喷孔(9-1)，每一平面上的吹灰喷孔(9-1)有两个，两吹灰喷孔(9-1)间的夹角为40°--60°，如40°、45°、50°、55°、60°；吹灰喷孔(9-1)的直径不大于2mm。

5.根据权利要求1所述的一种SCR反应器吹灰***，其特征在于：吹灰***中包括M组旋转式压力脉冲转换器(5)，SCR反应器中包括M组吹灰管路(9)，其中M的大小根据SCR反应器的宽度决定；吹灰管路(9)按等间隔分隔成N个横切平面，其中N的大小根据SCR反应器的截面积大小决定。

6.一种SCR反应器吹灰方法，其特征在于，通过以下步骤实现：

(1)初始化***，控制模块开启烟气入口压力传感器及烟气出口压力传感器，采集SCR反应器入口和出口的压差；

(2)控制模块将采集到的压差大小与预设压差进行比较，若采集压差超过预设压差，控制模块开启吹灰模式；

(3)压缩空气电磁阀开启，储存在空气瓶中的压缩空气通过压缩空气电磁阀，在减压器中压缩空气被减压至额定压力，经过减压的压缩空气被输送至旋转式压力脉冲转换器；

(4)压缩空气从旋转式压力脉冲转换器的顶端进入，通过顶端的固定法兰，进入旋转脉冲发生器，不同管路在不同减压器的作用下，减压为不同的吹扫压力；

(5)从旋转式压力脉冲转换器排出的压缩空气进入到SCR反应器内部的吹灰管路，压缩空气从吹灰管路上的吹灰孔排出，通过压力可变的压缩空气对SCR催化剂表面的积灰进行吹扫。

7.根据权利要求6所述的一种SCR反应器吹灰方法，其特征在于：所述的步骤(4)中在控制模块的控制下，每间隔一定的时间，脉冲转换器沿恒定方向旋转120°，循环转换空气管道，使吹灰管路前的每根空气管路在不同时间产生不同的吹扫压力的压缩空气，实现旋转式压力脉冲转换器出口的三条空气管路压力规律变化。