CN206253013U - 一种蓄热式选择性还原脱硝设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型设计的一种蓄热式选择性还原脱硝设备，属于废气处理技术领域。包括第一蓄热槽组、第二蓄热槽组、联通所述第一蓄热槽组和所述第二蓄热槽组的炉膛、以及SCR反应器，所述第一蓄热槽组和所述第二蓄热槽组分别包含有至少两个蓄热槽，所述蓄热槽之间的连接管路上设置有至少三个转换阀。该设备分利用了RTO技术、SCR两种技术的组合、或RTO技术、SCR、SNCR三种技术的组合减少了投资成本，有利于节能增效，提高了脱硝效率，且能够同时去除废气内的VOCs。
Description
技术领域
本实用新型涉及废气处理处理领域，尤其涉及一种蓄热式选择性还原脱硝设备，具体地指一种RTO废气治理手段与选择性还原脱硝设备。
背景技术
选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)是指在催化剂作用下，还原剂氨在290~400℃下有选择的将氮氧化物还原成氮气，而几乎不发生氨与氧气的氧化反应，从而提高了氮气的选择性，减少了氨的消耗。
选择性非催化还原（selective non-catalytic reduction，SNCR）是指无催化剂的作用下，850~1100℃的区域内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水，还原剂只和烟气中的氮氧化物反应，一般不与氧反应，该技术不采用催化剂，因此必须在高温区将其加入。
RTO (Regenerative Thermal Oxidizer,RTO)，是一种高效有机废气治理设备，其原理是把有机废气加热到760℃以上，使废气中的VOCs（volatile organic compounds，挥发性有机物）在氧化分解成二氧化碳和水，但其不具备分解及处理氮氧化物的能力。
SNCR和SCR两者要求的反应温度都比较高，而由于锅炉排烟温度很高，因此多用于锅炉***，但是针对含氮氧化物的废气温度为常温或较低温度的场合，就需要进行加热，而RTO刚好具有适合SNCR的高温反应炉膛，又具有适合SCR的中温段，因此将他们有效结合，可以发挥高效处理和节能的优势。
现有RTO组合SCR技术，是在RTO的两个（或多个）蓄热槽之间分别装填了SCR区块，这样的结果是风的方向总是在上下切换、喷氨装置也是间断交互运行、SCR区域的温度并不稳定，影响脱硝效果，同时，由于存在2个（或多个）SCR区块，增加了设备投资。
也有在中温（290-400℃）环境下将SCR反应器与蓄热槽相结合的现有技术，如授权公告号为CN 2757903Y的中国实用新型专利公开了一种蓄热式SCR脱硝及戴奥辛去除设备，其通过加热室将两个蓄热槽连接起来，通过改变废气流向来使得蓄热/放热功能互换，从而节约了能源，但其除了具有上述脱硝效果受限和投资大的缺陷外，由于加热室温度较低还不具有脱除废气内VOCs的功能，适用范围小。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种组合工艺，能够用RTO高温区和蓄热层分段方法，在炉膛区域设SNCR区块，在蓄热槽中只设置一个SCR区块，使它们有机结合起来，保证脱硝效率稳定。
为实现上述目的，本实用新型设计的一种蓄热式选择性还原脱硝设备，包括第一蓄热槽组、第二蓄热槽组、连通所述第一蓄热槽组和所述第二蓄热槽组的炉膛、以及SCR反应器，所述第一蓄热槽组和所述第二蓄热槽组分别包含有至少两个蓄热槽，所述蓄热槽之间的连接管路上设置有至少三个转换阀，所述转换阀通过转换使得废气在如下两条线路中流通：废气从所述第一蓄热槽组流入，经过炉膛，进入所述第二蓄热槽组后流出，其中所述SCR反应器位于所述第二蓄热槽组的流动路线上，或，另一条线路，废气从所述第二蓄热槽组流入，经过炉膛，进入所述第一蓄热槽组后流出，其中所述SCR反应器位于所述第一蓄热槽组的流动路线上。
所述转换阀可以是四通旋转阀，也可以是起到类似作用的双切断阀。
作为上述技术方案的优选，所述炉膛内设置有SNCR还原剂喷淋装置。
作为上述技术方案的优选，所述SCR反应器内设置有SCR还原剂喷淋装置和SCR催化媒介。
作为上述技术方案的优选，所述SCR反应器内设置有SCR催化媒介，不包含SCR还原剂喷淋装置。
同时在炉膛内采用SNCR设施，解决SNCR需要的高温和SCR需要的中温区段，同时使用切换技术使SCR区块保持稳定的风向和温度，这样设置的另一个好处是，蓄热槽可以起到一定的混合效果，另外在脱硝率要求不高的情况下，可以采用只在SNCR区域布置一套喷射模块，SCR区域利用SNCR区域末反应氨进行催化反应，节省投资。
作为上述技术方案的优选，所述第一蓄热槽组和所述第二蓄热槽组均设置有两个蓄热槽，所述转换阀的数量为三个；此时废气的两条流通线路分别为：废气从所述第一蓄热槽组流入，经过炉膛，进入所述第二蓄热槽组后流出，其中所述SCR反应器位于所述第二蓄热槽组两个蓄热槽的流动路线之间，或，另一条线路，废气从所述第二蓄热槽组流入，经过炉膛，进入所述第一蓄热槽组后流出，其中所述SCR反应器位于所述第一蓄热槽组两个蓄热槽的流动路线之间。
作为上述技术方案的优选，所述蓄热槽内填充有陶瓷蓄热体。
作为上述技术方案的优选，所述SCR催化媒介为板式、蜂窝式或波纹板式。
废气进入第一蓄热槽组/第二蓄热槽组，在蓄热槽内吸收热量后经过转换阀循环切换进入另一个蓄热槽，依次吸收热量后进入炉膛，在炉膛区域升温至850℃左右，同时与布置在炉膛内的SNCR还原剂喷淋装置（喷淋氨、尿素或氨基酸）喷出的还原物进行反应，使大部氮氧化物在此还原为氮气，然后废气进入第二蓄热槽组/第一蓄热槽组，经过蓄热槽回收一部分热量，温度降至350℃左右，进入SCR反应器，在此区域剩余的氮氧化物与剩余的还原物发生催化反应，使绝大部分氮氧化物分解，从而保证尾气达标排放，从SCR反应器出来的气体经过下段的蓄热槽的进一步回收热量后排入烟囱。
一种蓄热式选择性还原脱硝工艺，包括如下步骤：
①向第一蓄热槽组通入废气，调节转换阀，使得废气依次通过第一蓄热槽组-炉膛-第二蓄热槽组后流出，此时SCR反应器位于所述第二蓄热槽组的流动路线上；
②向第二蓄热槽组通入废气，调节转换阀，使得废气依次通过第二蓄热槽组-炉膛-第一蓄热槽组后流出，此时SCR反应器位于所述第一蓄热槽组的流动路线上；
③重复步骤①~②。
作为上述技术方案的优选，所述炉膛内的加热温度为850~1150℃。
作为上述技术方案的优选，所述废气进入所述SCR反应器时的温度为290~400℃。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本实用新型所述的蓄热式选择性还原脱硝设备充分利用了RTO技术、SCR两种技术的组合、或RTO技术、SCR、SNCR三种技术的组合减少了投资成本，有利于节能增效；
（2）本实用新型所述的蓄热式选择性还原脱硝设备妙地利用转换阀保证了SCR反应器的气体流向的气体温度始终保持稳定，并不必间断还原剂的喷淋，有利于提高脱硝效率，保证了脱硝效果的稳定性；
（3）本实用新型所述的蓄热式选择性还原脱硝设备只采用一个SCR反应器和当炉膛内设置有SNCR还原剂喷淋装置时，还可取消SCR反应器的喷淋装置，大大节约了成本；
（4）本实用新型所述的蓄热式选择性还原脱硝设备的氮氧化物去除率可达98%以上，且能够同时去除废气内的VOCs。
附图说明
图1为实施例1~实施例3所述废气从第一蓄热槽流入时的设备结构及流体流向示意图。
图2为实施例1~实施例3所述经转换阀切换后废气从第二蓄热槽流入时的设备结构及流体流向示意图。
图3为实施例4所述废气从第一蓄热槽流入时的设备结构及流体流向示意图，其中三通阀的图示以未填充的三角图形为开通部分，填充的三角图形为关闭部分。
图4为实施例4所述经三通阀切换后废气从第二蓄热槽流入时的设备结构及流体流向示意图，其中三通阀的图示以未填充的三角图形为开通部分，填充的三角图形为关闭部分。
图5为实施例5所述废气从第一蓄热槽流入时的设备结构及流体流向示意图，其中两通阀的图示以未填充的三角图形为开通部分，填充的三角图形为关闭部分。
图6为实施例5所述经两通阀切换后废气从第二蓄热槽流入时的设备结构及流体流向示意图，其中两通阀的图示以未填充的三角图形为开通部分，填充的三角图形为关闭部分。
图中：第一蓄热槽组1、第二蓄热槽组2、炉膛3、SNCR还原剂喷淋装置31、SCR反应器4、SCR还原剂喷淋装置41、SCR催化媒介42、转换阀5。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述，下述实施例以包括两个蓄热槽的蓄热槽组为例进行说明，并不对本实用新型构成限制，本实用新型同样适用于包含有多个蓄热槽的蓄热槽组：
其中实施例1~实施例3为三个转换阀的具体实例，实施例4和实施例5的转换阀分别为三通阀和两通阀，且数量分别为六个和十个。
实施例1：参考图1和图2，一种蓄热式选择性还原脱硝设备，包括第一蓄热槽组1、第二蓄热槽组2、联通所述第一蓄热槽组1和所述第二蓄热槽组2的炉膛3、以及SCR反应器4，所述第一蓄热槽组1和所述第二蓄热槽组2分别包含有两个蓄热槽，所述蓄热槽内填充有陶瓷蓄热体，所述蓄热槽之间的连接管路上设置有三个转换阀5；所述SCR反应器4内设置有SCR还原剂喷淋装置41和SCR催化媒介42，所述SCR催化媒介42为板式。
正向进气：
废气经过一个转换阀5接入第一蓄热槽组1中的一个蓄热槽初次被加热，得到的热气体依次经另外两个转换阀5接入第一蓄热槽组1中的另一个蓄热槽进一步加热后进入炉膛3，热气在炉膛3中加热至850℃以上，进行氧化分解。反应后的高温气体进入第二蓄热槽组2的一个蓄热槽中降温至350℃左右，经一个转换阀5进入SCR反应器4中进行脱硝，脱硝后的废气再经过第二蓄热槽组2的另一个蓄热槽内降温至常温，再经一个转换阀5，接到排放口排放。
反向进气：
废气经过一个转换阀5接入第二蓄热槽组2中的一个蓄热槽初次被加热，得到的热气体依次经另外两个转换阀5接入第二蓄热槽组2中的另一个蓄热槽进一步加热后进入炉膛3，热气在炉膛3中加热至850℃以上，进行氧化分解。反应后的高温气体进入第一蓄热槽组1的一个蓄热槽中降温至350℃左右，经一个转换阀5进入SCR反应器4中进行脱硝，脱硝后的废气再经过第一蓄热槽组1的另一个蓄热槽内降温至常温，再经一个转换阀5，接到排放口排放。
正向进气的过程中，废气吸收了第一蓄热槽组1中蓄热槽的热量，为第二蓄热槽组2中的蓄热槽储存了热量。反向进气的过程中，废气吸收了第二蓄热槽组2中蓄热槽的热量，为第一蓄热槽组1中的蓄热槽储存了热量。通过转换阀和控制器所构成的切换***，蓄热器可交替蓄热、放热，充分利用了***中的热量。而且，保持SCR反应器中气体流向始终不变、温度稳定，可提高脱硝效率。
实施例2：参考图1和图2，与实施例1的不同之处在于：所述炉膛3内设置有SNCR还原剂喷淋装置31，所述SCR催化媒介42为蜂窝式。
实施例3：参考图1和图2，与实施例2的不同之处在于：所述SCR反应器4内设置有波纹式的SCR催化媒介42，不包含SCR还原剂喷淋装置41。
实施例4：参考图3和图4，与实施例1的不同之处在于：所述转换阀5为三通阀，其数量为六个。
实施例5：参考图5和图6，与实施例3的不同之处在于：所述转换阀5为两通阀，其数量为十个。
实施例6：参考图1~图6，一种蓄热式选择性还原脱硝工艺，包括如下步骤：
①向第一蓄热槽组1通入废气，调节转换阀5，使得废气依次通过第一蓄热槽组1-炉膛3-第二蓄热槽组2后流出，此时SCR反应器4位于所述第二蓄热槽组2的流动路线上；
②向第二蓄热槽组2通入废气，调节转换阀5，使得废气依次通过第二蓄热槽组2-炉膛3-第一蓄热槽组1后流出，此时SCR反应器4位于所述第一蓄热槽组1的流动路线上；
步骤①、②中炉膛的加热温度为850-1000℃，废气进入所述SCR反应器4时的温度为290-330℃。
③重复步骤①~②。
实施例7：参考图1~图6，一种蓄热式选择性还原脱硝工艺，包括如下步骤：
①向第一蓄热槽组1通入废气，调节转换阀5，使得废气依次通过第一蓄热槽组1-炉膛3-第二蓄热槽组2后流出，此时SCR反应器4位于所述第二蓄热槽组2的流动路线上；
②向第二蓄热槽组2通入废气，调节转换阀5，使得废气依次通过第二蓄热槽组2-炉膛3-第一蓄热槽组1后流出，此时SCR反应器4位于所述第一蓄热槽组1的流动路线上；
步骤①、②中炉膛的加热温度为950-1150℃，废气进入所述SCR反应器4时的温度为320-400℃。
③重复步骤①~②。
Claims (7)
1.一种蓄热式选择性还原脱硝设备，其特征在于：包括第一蓄热槽组（1）、第二蓄热槽组（2）、连通所述第一蓄热槽组（1）和所述第二蓄热槽组（2）的炉膛（3）、以及SCR反应器（4），所述第一蓄热槽组（1）和所述第二蓄热槽组（2）分别包含有至少两个蓄热槽，所述蓄热槽之间的连接管路上设置有至少三个转换阀（5），所述转换阀（5）通过转换使得废气在如下两条线路中流通：废气从所述第一蓄热槽组（1）流入，经过炉膛（3），进入所述第二蓄热槽组（2）后流出，其中所述SCR反应器（4）位于所述第二蓄热槽组（2）的流动路线上，或，另一条线路，废气从所述第二蓄热槽组（2）流入，经过炉膛（3），进入所述第一蓄热槽组（1）后流出，其中所述SCR反应器（4）位于所述第一蓄热槽组（1）的流动路线上。
2.根据权利要求1所述一种蓄热式选择性还原脱硝设备，其特征在于：所述炉膛（3）内设置有SNCR还原剂喷淋装置（31）。
3.根据权利要求1所述一种蓄热式选择性还原脱硝设备，其特征在于：所述SCR反应器（4）内设置有SCR还原剂喷淋装置（41）和SCR催化媒介（42）。
4.根据权利要求2所述一种蓄热式选择性还原脱硝设备，其特征在于：所述SCR反应器（4）内设置有SCR催化媒介（42），不包含SCR还原剂喷淋装置（41）。
5.根据权利要求1所述一种蓄热式选择性还原脱硝设备，其特征在于：所述第一蓄热槽组（1）和所述第二蓄热槽组（2）均设置有两个蓄热槽，所述转换阀（5）的数量为三个；此时废气的两条流通线路分别为：废气从所述第一蓄热槽组（1）流入，经过炉膛（3），进入所述第二蓄热槽组（2）后流出，其中所述SCR反应器（4）位于所述第二蓄热槽组（2）两个蓄热槽的流动路线之间，或，另一条线路，废气从所述第二蓄热槽组（2）流入，经过炉膛（3），进入所述第一蓄热槽组（1）后流出，其中所述SCR反应器（4）位于所述第一蓄热槽组（1）两个蓄热槽的流动路线之间。
6.根据权利要求1-5中任一条所述一种蓄热式选择性还原脱硝设备，其特征在于：所述蓄热槽内填充有陶瓷蓄热体。
7.根据权利要求3或4中任一条所述一种蓄热式选择性还原脱硝设备，其特征在于：所述SCR催化媒介（42）为板式、蜂窝式或波纹板式。
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| CN201621197033.0U CN206253013U (zh) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | 一种蓄热式选择性还原脱硝设备 |
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| CN109316952A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-02-12 | 浙江浙能催化剂技术有限公司 | 一种非电领域的烟气超低排放设备及工艺 |
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