CN109603519A - 一种锅炉烟气的scr脱硝*** - Google Patents

一种锅炉烟气的scr脱硝*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锅炉烟气的SCR脱硝***，包括进气烟道、脱硝反应器、出气烟道，脱硝反应器包括由上至下依次设置的喷氨室、混合室、填料室，所述喷氨室内设有喷氨隔栅，喷氨隔栅上设有喷氨嘴，喷氨隔栅通过管道连接氨储罐；混合室内设有静态混合器，静态混合器包括上花板、混合管、下花板，混合罐内设有螺旋片；填料室内设有设置若干若干层催化剂层，每层催化剂层上均安装清灰装置；填料室包括由上至下依次连通的上锥形室、中连接室、下锥形室。本发明有效的处理锅炉烟气，快速的降温，促进烟气和还原剂的混合，使得烟气的还原反应迅速，烟气的脱硝速度快，同时有效的保护设备，减少压差所造成的反应器的破损，延长了设备的使用寿命。

Description

一种锅炉烟气的SCR脱硝***
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，尤其是废气处理技术，具体是一种生产黑茶用的一种锅炉烟气的SCR脱硝***。
背景技术
环境保护是由于生产发展导致的环境污染问题过于严重，主要包括节能环保化生产和有效处理污染物两方面。随着社会生产技术的不断提高，环保化生产是目前生产领域的重要指标之一，如何合理的利用自然资源，合理的扩大生产的同时，减少生产过程中对环境的影响，是目前环保领域的主要宗旨之一。
脱硝***主要包括非催化还原(SNCR)、选择性催化还原(SCR)和SNCR、SCR结合的工艺。其中SCR具有较高的脱硝效率，是目前较为成熟的脱硝工艺，也是目前应用最广泛的技术，SCR技术是指烟气中的氮氧化合物(NOX)选择性的和还原剂进行反应，生产氮气和水，脱除烟气中的氮氧化合物。目前，常用的还原剂为氨水或者尿素。
SCR***包括反应器、还原剂储罐、还原剂喷射***、催化剂储罐，在还原剂喷射和烟气进行中完全混合，然后废气进入到催化剂才呢过，脱硝反应在催化剂层反应脱硝，氮氧化物在催化剂表面转化成氨气和水，处理后的废气从反应器中排出。
现有技术中，SCR脱硝***存在的主要问题在于：1、烟气和还原剂的接触问题，增大接触室的面积或者是降低流速，可增大烟气和还原剂的接触时间和接触面积，但是会造成处理效率低、设备的占地面积大的问题；2、催化剂层与烟气和还原剂的接触问题，由于催化剂设置在多孔载体内，然后烟气和还原剂进入到多孔载体内，实现烟气和还原剂在催化剂的催化作用下，快速的发生反应，如现有技术中，将催化剂的粉末(直径为1-30um)均匀的分布在陶瓷纤维的母体上。由于烟气中含有大量的烟灰，烟灰会加大的堵塞载体的空隙，造成催化剂中毒，催化剂失效，因此有效的防止烟气中的粉尘的沉积室继续解决的重要问题；3、现有技术中的脱硝反应器包括由上至下依次设置的紊流室、喷氨室、混合室、整流室、填料室，烟气在进入填料室时，立式SCR反应器上方烟气需要转90度经整流后进入到填料室内催化还原处理。现有的整流器一般采用导流板或者整流栅板，导致整个装置的占地面积较大。
因此，急需一种锅炉烟气的SCR脱硝***，有效的解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，1、烟气和还原剂的接触问题，增大接触室的面积或者是降低流速，可增大烟气和还原剂的接触时间和接触面积，但是会造成处理效率低、设备的占地面积大的问题；2、催化剂层与烟气和还原剂的接触问题，由于催化剂设置在多孔载体内，然后烟气和还原剂进入到多孔载体内，实现烟气和还原剂在催化剂的催化作用下，快速的发生反应，如现有技术中，将催化剂的粉末(直径为1-30um)均匀的分布在陶瓷纤维的母体上。由于烟气中含有大量的烟灰，烟灰会加大的堵塞载体的空隙，造成催化剂中毒，催化剂失效，因此有效的防止烟气中的粉尘的沉积室继续解决的重要问题；3、现有技术中的脱硝反应器包括由上至下依次设置的紊流室、喷氨室、混合室、整流室、填料室，烟气在进入填料室时，立式SCR反应器上方烟气需要转90度经整流后进入到填料室内催化还原处理。现有的整流器一般采用导流板或者整流栅板，导致整个装置的占地面积较大。
为解决上述问题，本发明公开了一种锅炉烟气的SCR脱硝***，有效的处理锅炉烟气，快速的降温，促进烟气和还原剂的混合，使得烟气的还原反应迅速，烟气的脱硝速度快，同时有效的保护设备，减少压差所造成的反应器的破损，延长了设备的使用寿命。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种锅炉烟气的SCR脱硝***，包括进气烟道、脱硝反应器、出气烟道，所述脱硝反应器的顶部连通进气烟道，所述脱硝反应器的底部连通出气烟道，所述脱硝反应器包括由上至下依次设置的喷氨室、混合室、填料室，所述喷氨室内设有喷氨隔栅，所述喷氨隔栅上设有喷氨嘴，所述喷氨隔栅通过管道连接氨储罐；所述氨储罐与管道直径设有汽化器、风机；所述混合室内设有静态混合器，所述静态混合器包括上花板、混合管、下花板，所述上花板、下花板固定连接在混合室的室壁上，所述上花板与下花板之间设有混合管，所述上花板上设有花板孔，所述下花板上设有花板孔，所述混合管的上端穿过上花板的花板孔并通过法兰固定连接上花板，所述混合管的下端穿过下花板的花板孔并通过法兰固定连接下花板，所述混合罐内设有螺旋片；所述填料室内设有设置若干若干层催化剂层，每层催化剂层上均安装清灰装置；所述填料室包括由上至下依次连通的上锥形室、中连接室、下锥形室，所述上锥形室的上端直径大于下端直径；所述下锥形室的上端直径大于下端直径，所述上锥形室内设置至少一层催化剂层，所述下锥形室内设置至少一层催化剂层。
本发明进一步限定的技术方案是，所述喷氨隔栅的上方设有紊流调节器，所述紊流调节器包括上折流板、下折流板，所述下折流板位于相邻上折流板的之间的间隙下方。紊流调节器起到整流的作用，使得烟气进入到反应器内时分布均匀，使得烟气与氨气的混合更均匀。
本发明进一步限定的技术方案是，所述填料室的下方设有紊流调节器。紊流调节器的设置主要是用于整流烟气，使得烟气的分布均匀。
本发明进一步限定的技术方案是，所述催化剂层包括承接托架、若干催化剂板，所述承接托架固定连接在反应器内壁上，所述承接托架上设有若干催化剂板，所述催化剂板为三氧化钒离子吸附在二氧化钛晶体上并煅烧制成的二氧化钛晶体板。
本发明进一步限定的技术方案是，所述催化剂层包括4层，其中一层催化剂层为预留催化剂层，所述预留催化剂层只设有承接托架。所述预留催化剂层可根据实际需要安装。当催化剂使用一段时间后，催化效果下降，使得脱硝效率降低，可在预留安装的催化剂层上安装催化剂层，将之前安装的3层催化剂层的其中一层拆除，保持整个设备在运营时，都有3层催化剂层。
本发明进一步限定的技术方案是，所述进气烟道、每层催化剂层之间、出气烟道上均安装温度检测器、压力检测器，检测温度和压力。通过监视和控制SCR反应器内的温度、压力变化，控制SCR高效稳定运行。
本发明进一步限定的技术方案是，所述清灰组件包括喷吹管、脉冲阀、气泵；所述气泵设置在反应器的外侧，所述气泵连接喷吹管，所述喷吹管上设有若干喷头，所述喷头与喷吹管之间设有脉冲阀，所述喷头位于相邻催化剂板之间。清灰组件定期运行，对催化剂层有效的清灰，避免粉尘的堆积。
本发明进一步限定的技术方案是，所述清灰组件包括声波发生器、喷吹管，所述声波发生器连接若干喷吹管，所述喷吹管位于相邻催化剂板之间。
本发明进一步限定的技术方案是，所述进气烟道为螺旋形进气烟道。
本发明的有益效果是：
(1)本发明中，烟气从进气烟道进入到脱硝反应器内，然后烟气经过喷氨室，喷出的氨气与烟气经混合室混合，混合均匀后，进入到填料室，烟气、氨气(还混合有氧气)经催化剂的催化作用下发生还原反应，烟气中的氮氧化物与氨气反应，生产氮气和水，实现对氮氧化物的有效净化。烟气的进气、混合、催化还原、排出，处理速度快，处理效果好。
(2)本发明中，烟气与氨气的混合速度快、混合效果好，本发明的混合器结构新颖，且有效的实现对烟气氨气的混合。
(3)本发明中，氨气的喷出均匀，且喷出的氨气中含有氧气，氧气可实现对一氧化氮的氧化成二氧化氮，二氧化氮比一氧化氮更容易与氨气反应。
(4)本发明中，本发明的催化剂层，增大了烟气与催化剂的接触面积和接触时间，促进了催化氧化还原反应的进行。
(5)本发明中，填料室的结构设置，一方面，有效的缓解压降，另一方面，延长烟气在填料室内的停留时间。
因此，本发明的整个装置节能环保，有效的处理锅炉烟气，快速的降温，促进烟气和还原剂的混合，使得烟气的还原反应迅速，烟气的脱硝速度快，同时有效的保护设备，减少压差所造成的反应器的破损，延长了设备的使用寿命。
附图说明
图1、本发明的内部结构示意图；
图2、本发明的外部结构示意图；
图3、本发明的静态混合器结构示意图；
图4、本发明的催化剂层结构示意图；
图5、本发明的紊流调节器A结构示意图；
图6、本发明的实施例2的进气烟道俯视图。
附图标记列表：100、进气烟道；200、脱硝反应器；201、喷氨室；202、混合室；203、填料室；204、上锥形室；205、中连接室；206、下锥形室；300、出气烟道；1、喷氨隔栅；2、喷氨嘴；3、管道；4、氨储罐；5、汽化器；6、风机；7、静态混合器；8、上花板；9、混合管；10、下花板；11、花板孔；12、法兰；13、螺旋片；14、催化剂层；141、承接托架；142、催化剂板；15、清灰装置；151、喷吹管；152、气泵；153、喷头；16、紊流调节器A；161、上折流板；162、下折流板；17、紊流调节器B。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例1
本实施例提供的一种锅炉烟气的SCR脱硝***，如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种锅炉烟气的SCR脱硝***，包括进气烟道100、脱硝反应器200、出气烟道300，脱硝反应器的顶部连通进气烟道，脱硝反应器的底部连通出气烟道，所述脱硝反应器包括由上至下依次设置的喷氨室201、混合室202、填料室203。烟气从进气烟道进入到脱硝反应器内，然后烟气经过喷氨室，喷出的氨气与烟气经混合室混合，混合均匀后，进入到填料室，烟气、氨气(还混合有氧气)经催化剂的催化作用下发生还原反应，烟气中的氮氧化物与氨气反应，生产氮气和水，实现对氮氧化物的有效净化。
在本发明中，喷氨室内设有喷氨隔栅1，喷氨隔栅上设有喷氨嘴2，喷氨隔栅通过管道3连接氨储罐4；氨储罐与管道直径设有汽化器5、风机6。氨气经过汽化器汽化，然后风机鼓动空气、氨气通过管道进入到喷氨隔栅中，经过喷氨嘴喷出氨气和空气(氧气)，使得烟气与氨气混合接触。
在本发明中，混合室内设有静态混合器7，静态混合器包括上花板8、混合管9、下花板10，上花板、下花板固定连接在混合室的室壁上，上花板与下花板之间设有混合管，上花板上设有花板孔11，下花板上设有花板孔，混合管的上端穿过上花板的花板孔并通过法兰12固定连接上花板，混合管的下端穿过下花板的花板孔并通过法兰固定连接下花板，混合罐内设有螺旋片13。烟气与氨气经过混合器混合均匀，首先，气体通过上花板的花板孔进入到混合管内，经过混合管内的螺旋片导流混合，然后从下花板的花板孔流出，实现对烟气、氨气的混合。
在本发明中，填料室内设有设置若干若干层催化剂层14，每层催化剂层上均安装清灰装置15；填料室包括由上至下依次连通的上锥形室204、中连接室205、下锥形室206，上锥形室的上端直径大于下端直径；下锥形室的上端直径大于下端直径，上锥形室内设置至少一层催化剂层，下锥形室内设置至少一层催化剂层。在本实施例中，催化剂层包括承接托架141、若干催化剂板142，承接托架固定连接在反应器内壁上，承接托架上设有若干催化剂板，催化剂板为三氧化钒离子吸附在二氧化钛晶体上并煅烧制成的二氧化钛晶体板。在本实施例中，上锥形管设有2层催化剂层，下锥形管设置两层催化剂层，在本实施例中，最下层的催化剂层为预留催化剂层，预留催化剂层只设有承接托架，未设置催化剂板。当催化剂使用一段时间后，催化效果下降，使得脱硝效率降低，可在预留安装的催化剂层上安装催化剂层，将之前安装的3层催化剂层的其中一层拆除，保持整个设备在运营时，都有3层催化剂层。
在本实施例中，喷氨隔栅的上方设有紊流调节器A16，紊流调节器包括上折流板161、下折流板162，下折流板位于相邻上折流板的之间的间隙下方。紊流调节器起到整流的作用，使得烟气进入到反应器内时分布均匀，使得烟气与氨气的混合更均匀。
在本实施例中，填料室的下方设有紊流调节器B17。紊流调节器B与紊流调节器A结构一致。紊流调节器的设置主要是用于整流烟气，使得烟气的分布均匀。
在本实施例中，进气烟道、每层催化剂层之间、出气烟道上均安装温度检测器、压力检测器，检测温度和压力。通过监视和控制SCR反应器内的温度、压力变化，控制SCR高效稳定运行。
在本实施例中，清灰组件包括喷吹管151、脉冲阀、气泵152；气泵设置在反应器的外侧，气泵连接喷吹管，喷吹管上设有若干喷头153，喷头与喷吹管之间设有脉冲阀，喷头位于相邻催化剂板之间。清灰组件定期运行，对催化剂层有效的清灰，避免粉尘的堆积。
实施例2
如图6所示，在本实施例中，进气烟道为螺旋形进气烟道。螺旋形进气烟管有效的加速烟气的进入。
实施例3
在本实施例中，清灰组件可采用声波清灰，包括声波发生器、喷吹管，声波发生器连接若干喷吹管，喷吹管位于相邻催化剂板之间。声波清灰效率高，清灰效果好，且不产生噪音。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种锅炉烟气的SCR脱硝***，其特征在于：包括进气烟道(100)、脱硝反应器(200)、出气烟道(30０)，所述脱硝反应器(200)的顶部连通进气烟道(100)，所述脱硝反应器(200)的底部连通出气烟道(300)，所述脱硝反应器(200)包括由上至下依次设置的喷氨室(201)、混合室(202)、填料室(203)，所述喷氨室(201)内设有喷氨隔栅(1)，所述喷氨隔栅(1)上设有喷氨嘴(2)，所述喷氨隔栅(1)通过管道(3)连接氨储罐(4)；所述氨储罐(4)与管道(3)直径设有汽化器(5)、风机(6)；所述混合室(202)内设有静态混合器(7)，所述静态混合器(7)包括上花板(8)、混合管(9)、下花板(10)，所述上花板(8)、下花板(10)固定连接在混合室(202)的室壁上，所述上花板(8)与下花板(10)之间设有混合管(9)，所述上花板(8)上设有花板孔(11)，所述下花板(10)上设有花板孔(11)，所述混合管(9)的上端穿过上花板(8)的花板孔(11)并通过法兰(12)固定连接上花板(8)，所述混合管(9)的下端穿过下花板(10)的花板孔(11)并通过法兰(12)固定连接下花板(10)，所述混合罐内设有螺旋片(13)；所述填料室(203)内设有设置若干若干层催化剂层(14)，每层催化剂层(14)上均安装清灰装置(15)；所述填料室(203)包括由上至下依次连通的上锥形室(204)、中连接室(205)、下锥形室(206)，所述上锥形室(204)的上端直径大于下端直径；所述下锥形室(206)的上端直径大于下端直径，所述上锥形室(204)内设置至少一层催化剂层(14)，所述下锥形室(206)内设置至少一层催化剂层(14)。
2.如权利要求1所述的一种锅炉烟气的SCR脱硝***，其特征在于：所述喷氨隔栅(1)的上方设有紊流调节器，所述紊流调节器包括上折流板(161)、下折流板(162)，所述下折流板(162)位于相邻上折流板(161)的之间的间隙下方。
3.如权利要求1或2所述的一种锅炉烟气的SCR脱硝***，其特征在于：所述填料室(203)的下方设有紊流调节器。
4.如权利要求1所述的一种锅炉烟气的SCR脱硝***，其特征在于：所述催化剂层(14)包括承接托架(141)、若干催化剂板(142)，所述承接托架(141)固定连接在反应器内壁上，所述承接托架(141)上设有若干催化剂板(142)，所述催化剂板(142)为三氧化钒离子吸附在二氧化钛晶体上并煅烧制成的二氧化钛晶体板。
5.如权利要求4所述的一种锅炉烟气的SCR脱硝***，其特征在于：所述催化剂层(14)包括4层，其中一层催化剂层(14)为预留催化剂层(14)，所述预留催化剂层(14)只设有承接托架(141)。
6.如权利要求5所述的一种锅炉烟气的SCR脱硝***，其特征在于：所述进气烟道(100)、每层催化剂层(14)之间、出气烟道(300)上均安装温度检测器、压力检测器。
7.如权利要求1所述的一种锅炉烟气的SCR脱硝***，其特征在于：所述清灰组件包括喷吹管(151)、脉冲阀、气泵(152)；所述气泵(152)设置在反应器的外侧，所述气泵(152)连接喷吹管(151)，所述喷吹管(151)上设有若干喷头(153)，所述喷头(153)与喷吹管(151)之间设有脉冲阀，所述喷头(153)位于相邻催化剂板(142)之间。
8.如权利要求1所述的一种锅炉烟气的SCR脱硝***，其特征在于：所述清灰组件包括声波发生器、喷吹管(151)，所述声波发生器连接若干喷吹管(151)，所述喷吹管(151)位于相邻催化剂板(142)之间。
9.如权利要求1所述的一种锅炉烟气的SCR脱硝***，其特征在于：所述进气烟道(100)为螺旋形进气烟道(100)。
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