CN207680368U - 一种基于温度补偿的烟气脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于烟气脱硝技术领域，提供了一种基于温度补偿的烟气脱硝装置，包括热风炉、混风室、SCR反应器和引风机；混风室的进气口分别与进气管道和热风炉连通，混风室的出气口通过供气管道与SCR反应器连通，且供气管道内设有与氨气供应***连通的喷氨口，SCR反应器的出气口通过出气管道与引风机连通。本实用新型能够使得烟气温度稳定在目标催化剂的最佳使用温度，适用于各种工况烟气的有效脱硝净化，提高了脱硝效率跟脱硝质量。

Description

一种基于温度补偿的烟气脱硝装置

技术领域

本实用新型涉及烟气脱硝技术领域，尤其涉及一种基于温度补偿的烟气脱硝装置。

背景技术

我国氮氧化物(简称NOx)排放的67％来自于煤炭燃烧，根据SO2、NOx污染的排放源调查数据显示，SO2、NOx污染治理的重点行业是火电、钢铁、水泥等。随着“十二五”、“十三五”减排工作的推进，火电厂的脱硝基本已经完成，但是随着环保工作的发展，其他行业的脱硝工作越发严峻，水泥、钢铁、化工以及一些工业窑炉的脱硝迫在眉睫，这些行业的烟气成分复杂，温度各异，不能照搬电厂脱硝的设计，需要有针对性的进行技术革新。

目前，成熟的脱硝技术主要分为两大类，一类为不使用催化剂的选择性非催化还原技术(SNCR)，另一类为使用催化剂的选择性催化还原技术(SCR)；其中SCR是目前最成熟的烟气脱硝技术，它是一种炉后脱硝方法,是利用还原剂(NH3,尿素)在金属催化剂作用下,选择性地与NOx反应生成N2和H2O,而不是被O2氧化,故称为“选择性”。世界上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR 2种，此2种方法都是利用氨对NOx的还原功能,在催化剂的作用下将NOx(主要是NO)还原为对大气没有多少影响的N2和水,还原剂为NH3。

现有技术中，应用于烟气脱硝中的SCR催化剂可分为高温催化剂(345℃～590℃)、中温催化剂(260℃～380℃)和低温催化剂(80℃～300℃)，不同的催化剂适宜的反应温度不同。如果反应温度偏低，催化剂的活性会降低，导致脱硝效率下降，且如果催化剂持续在低温下运行会使催化剂发生永久性损坏；如果反应温度过高，NH3容易被氧化，NOx生成量增加，还会引起催化剂材料的相变，使催化剂的活性退化。国内外SCR***大多采用高温，反应温度区间为315℃～400℃，但由于自烟气源排放的烟气温度各异，难以使得烟气温度稳定在目标催化剂的最佳使用温度内，故现有的烟气脱硝装置不能够适用于各种工况烟气的有效脱硝净化，脱硝效率仍有待提高。

因此，开发一种基于温度补偿的烟气脱硝装置，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本实用新型得以完成的动力所在和基础。

实用新型内容

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本实用新型。

具体而言，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于温度补偿的烟气脱硝装置，以使烟气温度稳定在目标催化剂的最佳使用温度，适用于各种工况烟气的有效脱硝净化，提高脱硝效率。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种基于温度补偿的烟气脱硝装置，包括热风炉、混风室、SCR反应器和引风机；所述混风室的进气口分别与进气管道和所述热风炉连通，所述混风室的出气口通过供气管道与所述SCR反应器连通，且所述供气管道内设有与氨气供应***连通的喷氨口，所述SCR反应器的出气口通过出气管道与所述引风机连通。

作为一种改进的技术方案，还包括用以实现所述进气管道烟气预热的换热器，所述换热器分别与所述进气管道和所述出气管道相连。

作为一种改进的技术方案，所述混风室的出气口位置处设有温度传感器，所述温度传感器与所述热风炉电连接。

作为一种改进的技术方案，所述喷氨口为格栅状结构。

作为一种改进的技术方案，所述SCR反应器内设有TiO2催化载体，所述TiO2催化载体为蜂窝式、板式或波纹式中的一种。

作为一种改进的技术方案，所述进气管道连通有净化除尘装置，且通过所述净化除尘装置与烟气源连通。

作为一种改进的技术方案，所述引风机的出气口连通有烟囱。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

1、设有的混风室跟热风炉，自目标工艺排出的温度较低的待处理烟气，经过进气管道送入混风室，在混风室内与来自热风炉的高温烟气混合，从而确保自混风室出气口引出的烟气温度稳定在目标催化剂的最佳使用温度，并在供气管道内与来自氨气供应***的氨气混合，使得烟气中的NOx与氨气混合后进入SCR反应器，在SCR反应器内目标催化剂的作用下，发生还原反应，去除烟气中含有的氮氧化物，生成氮气和水，自SCR反应器净化后排出的气流，进入换热器，之后通过引风机提供的动力，经过烟囱排放，从而实现对烟气的净化处理，减少烟气对环境的污染，相较传统的烟气脱硝装置，能够使得自进气管道引入的不同温度的烟气经混合处理后稳定在目标催化剂的最佳使用温度，从而得到高效稳定的脱硝效果，提高了对不同温度烟气的脱硝效率跟脱硝质量，适用于各种工况烟气的有效脱硝净化。

2、设有的换热器，能够对自SCR反应器排出烟气中携带的多余热量进行回收并二次利用，与进气管道中的低温烟气进行热交换，实现对待处理烟气的预热，进而实现对热量的充分利用，节约了能源。

3、通过温度传感器对混风室出气口的送气温度进行实时检测，并将检测信号实时反馈到热风炉，通过热风炉再对混风室内的混合烟气进行实时调控，确保引至SCR反应器内的烟气温度始终稳定在额定范围值内，通过温度传感器构成闭环控制，控制方法成熟，为实现对烟气高效稳定的脱硝处理提供了可靠保障。

4、设有的格栅状喷氨口，确保通过喷氨格栅喷射的氨气能够与烟气充分有效的混合，为后续烟气的催化还原提供了有效保障，确保烟气的净化效果。

5、进气管道连通有的净化除尘装置，能够对目标工艺排出的烟气进行除尘过滤，避免烟气中含有的灰尘杂质等固体颗粒物对该脱硝装置造成影响，从而使得该脱硝***能够长期稳定有效的运行，使用寿命长。

6、通过烟囱实现处理后气体的对外排放，对烟气的排放效果好，降低了对附近空气环境的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的结构示意图；

附图标记：1-热风炉；2-混风室；3-SCR反应器；4-引风机；5-换热器；6-烟囱；7-进气管道；8-供气管道；9-出气管道；10-喷氨口。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本实用新型，并非对本实用新型的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本实用新型的保护范围局限于此。

如图1所示，本实施例提供了一种基于温度补偿的烟气脱硝装置，包括热风炉1、混风室2、SCR反应器3和引风机4；混风室2的进气口分别与进气管道7和热风炉1连通，混风室2的出气口通过供气管道8与SCR反应器3连通，且供气管道8内设有与氨气供应***连通的喷氨口10，SCR反应器3内设有TiO2催化载体，TiO2催化载体以V2O5或V2O5-WO3或V2O5-MoO3为活性成分，制成蜂窝式、板式或波纹式中的一种，本实施例中，TiO2催化载体采用蜂窝式结构，SCR反应器3的出气口通过出气管道9与引风机4连通，引风机4的出气口连通有烟囱6，通过烟囱6实现脱硝后烟气的对外排放，通过烟囱6实现烟气高空排放的方式，排放效果好，且降低了对附近空气环境的影响。

为实现对混合室内烟气混合温度的精确调控，混风室2的出气口位置处设有温度传感器，温度传感器与热风炉1电连接，通过温度传感器对混风室2出气口的送气温度进行实时检测，并将检测信号实时反馈到热风炉1，通过热风炉1再对混风室2内的混合烟气进行实时调控，确保引至SCR反应器3内的烟气温度始终稳定在额定范围值内，通过温度传感器构成闭环控制，控制方法成熟，为实现对烟气高效稳定的脱硝处理提供了可靠保障；本实施例中，热风炉1为向混风室2提供高温气流的供气***，温度传感器可与热风炉1的管道电磁阀门电连接，热风炉1可以采用各种介质作为热源，比如天然气、液化石油气、煤炭、工业产生的高热量废气(包括高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气等)、酒精、沼气等。

本实施例中，依据催化剂的最佳使用温度，自混风室2的出气口送出的混合烟气的温度控制在320～380℃范围值之内，即温度传感器的检测额定值为320～380℃，以确保对烟气的稳定高效的脱硝效果。

为确保通过喷氨口10喷射的氨气能够与烟气充分有效的混合，本实施例中，喷氨口10为格栅状结构，喷氨格栅喷射的氨气能够实现与烟气的充分有效的混合，为后续烟气的催化还原提供了有效保障，确保烟气的净化效果。

温度稳定的烟气与氨气的混合气流，经供气管道8送至SCR反应器3内发生还原反应，实现对烟气的脱硝净化，去除烟气中含有的氮氧化物，其中，SCR反应器3内发生反应如下：

本实施例中，还设有用以实现进气管道7烟气预热的换热器5，换热器5分别与进气管道7和出气管道9相连；设有的换热器5，能够对自SCR反应器3排出烟气中携带的多余热量进行回收并二次利用，与进气管道7中的低温烟气进行热交换，实现对待处理烟气的预热，进而实现对热量的充分利用，节约了能源。

当然，进气管道7还连通有净化除尘装置，且通过净化除尘装置与烟气源连通，能够对目标工艺排出的烟气进行除尘过滤，避免烟气中含有的灰尘杂质等固体颗粒物对该脱硝装置造成影响，从而使得该脱硝***能够长期稳定有效的运行，使用寿命长。

其中，本实施例中所提及的净化除尘装置，均可采用与现有脱硝装置相同的结构，由于其为现有技术中的常规技术手段，为本领域技术人员所共识的，故在此不作赘述。

本实施例中，氨气供应***采用高温热风直接蒸发氨水，通过氨水计量输送泵将氨水储罐中的氨水输送至氨水蒸发器，同时在压缩空气管路输送的压缩空气的作用下，将氨水通过双流体雾化喷枪雾化后直接喷入氨水蒸发器，雾化后的氨水与从氨水蒸发器底端引入的热烟气混合，在高温热烟气的作用下，进而实现对氨水的汽化，汽化后的氨气经氨-风管路输送至喷氨格栅，通过喷氨格栅均匀的喷入SCR反应器3前烟道，即供气管道8，实现氨气与待处理烟气的均匀混合，以供后续送入SCR反应器3脱硝净化处理，且氨水蒸发器底端引入的热烟气来自SCR反应器3脱硝后的净烟气，通过高温热风风机将SCR反应器3出气口位置处排出的高温净烟气直接抽送至氨水蒸发器使用；基于上述工艺的该氨水蒸发***实现氨气供应，相较传统的采用蒸汽盘管对氨水蒸发的工艺方法，不但大大提高了氨水的汽化效率，最终提高了对烟气的脱硝效率，且实现了余热的回收并二次利用，节约了能源，降低了能耗，***流程更加优化、简单，同时减小了占地面积，有效降低了整个烟气脱硝***的运行成本。

基于上述所述的该基于温度补偿的烟气脱硝装置，使用时，自目标工艺排出的温度较低的待处理烟气，先经过换热器5的预热，将烟气温度升高，然后经过进气管道7送入混风室2，在混风室2内与来自热风炉1的高温烟气混合，通过热风炉1自身的控制，从而确保自混风室2出气口引出的烟气温度稳定在目标催化剂的最佳使用温度，并在供气管道8内与来自氨气供应***的氨气混合，使得烟气中的NOx与氨气混合后进入SCR反应器3，在SCR反应器3内目标催化剂的作用下，发生还原反应，去除烟气中含有的氮氧化物，生成氮气和水，自SCR反应器3净化后排出的气流，进入换热器5，之后通过引风机4提供的动力，经过烟囱6排放，从而实现对烟气的净化处理，减少烟气对环境的污染。

该种基于温度补偿的脱硝装置，相较传统的烟气脱硝装置，能够使得自进气管道7引入的不同温度的烟气经混合处理后稳定在目标催化剂的最佳使用温度，从而得到高效稳定的脱硝效果，提高了对不同温度烟气的脱硝效率跟脱硝质量，适用于各种工况烟气的有效脱硝净化。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本实用新型而非意欲限制本实用新型的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本实用新型的技术内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于温度补偿的烟气脱硝装置，其特征在于：包括热风炉、混风室、SCR反应器和引风机；所述混风室的进气口分别与进气管道和所述热风炉连通，所述混风室的出气口通过供气管道与所述SCR反应器连通，且所述供气管道内设有与氨气供应***连通的喷氨口，所述SCR反应器的出气口通过出气管道与所述引风机连通。

2.如权利要求1所述的一种基于温度补偿的烟气脱硝装置，其特征在于：还包括用以实现所述进气管道烟气预热的换热器，所述换热器分别与所述进气管道和所述出气管道相连。

3.如权利要求2所述的一种基于温度补偿的烟气脱硝装置，其特征在于：所述混风室的出气口位置处设有温度传感器，所述温度传感器与所述热风炉电连接。

4.如权利要求2所述的一种基于温度补偿的烟气脱硝装置，其特征在于：所述喷氨口为格栅状结构。

5.如权利要求1所述的一种基于温度补偿的烟气脱硝装置，其特征在于：所述SCR反应器内设有TiO2催化载体，所述TiO2催化载体为蜂窝式、板式或波纹式中的一种。

6.如权利要求1所述的一种基于温度补偿的烟气脱硝装置，其特征在于：所述进气管道连通有净化除尘装置，且通过所述净化除尘装置与烟气源连通。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种基于温度补偿的烟气脱硝装置，其特征在于：所述引风机的出气口连通有烟囱。