CN212417509U - 新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备 - Google Patents

新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及废气处理设备技术领域,尤其涉及新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备,包括燃烧废气入口、处理气体出口、气体过滤箱、气体加热箱、催化反应罐、排放风机、加热进口管道、催化进气管道、催化出口管道和排放及循环管道;燃烧废气入口与气体过滤箱的进气口连接,气体过滤箱的出气口与加热进口管道的一端连接,加热进口管道的另一端与气体加热箱的进口连接,催化进气管道的另一端与催化反应罐的进气口连接,排放风机的进口与催化出口管道连接,出口与排放及循环管道的中间一侧连接,排放及循环管道的一端与加热进口管道的中间一侧连接。本装置不仅能够实现燃烧废气在生产全过程都实现氮氧化物大气污染物达标排放,而且能够降低废气环境治理的运行成本。

Description

新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备
技术领域
本实用新型涉及废气处理设备技术领域,尤其涉及一种新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备。
背景技术
目前在国内有多种类型采用燃烧方式生产的工业窑炉正在运行,其燃烧后排放到大气中的废气产物中都含有氮氧化物,氮氧化物含量较高也会对大气环境造成污染。目前国家和地方已经出台的大气污染物排放标准,对各种燃烧加热的工业窑炉排放废气中的氮氧化物含量已经有了分类规定并且要求限期处理达标排放。燃烧废气排放量较多的工业窑炉多采用对废气中的氮氧化物实施还原反应以达到有效去除的目的,一般采用废气中低温催化还原工艺,在催化剂的作用下向300-400℃的烟气中喷入氨气,将NOx还原为N2和H2O,这种氮氧化物去除工艺技术成熟,氮氧化物去除效率高,二次污染小适合燃烧废气排放量较多的工业窑炉的排放环境治理场合。燃烧废气排放量较少且分布分散的工业窑炉,正在开始尝试采用一种新的低温自催化还原工艺,不用喷氨等化学还原剂辅助来完成燃烧废气中氮氧化物的去除处理,这种新的处理工艺具备催化反应温度低、不需要辅助还原剂参与化学反应,因此其运行成本较低,另外此种催化剂还可以经过再生处理后重复使用,进一步降低了使用成本。
目前上述采用低温自催化还原工艺研制的燃烧废气氮氧化物去除设备在使用过程中存在因催化剂使用温度范围较小,而燃烧排放烟气出现温度波动造成氮氧化物的去除效果时常降低而出现排放超标。另外在燃烧排放设备初期低温点火运行期间,由于排放烟气并未达到催化剂正常工作温度,此时氮氧化物的去除效果会较低而出现排放超标。上述两种情况都会出现短时燃烧废气中的氮氧化物去除效果下降导致排放超标污染大气,使得这种采用低温自催化还原工艺的处理设备不能实现全过程满足大气排放氮氧化物指标要求。还有就是这种低温自催化还原反应的催化剂对进入的燃烧废气的粉尘净化要求较高,较多粉尘会在球状催化剂表面堆积影响催化作用,造成催化剂短期活化效果降低导致燃烧废气氮氧化物的去除效果下降造成排放超标污染大气,迫使处理设备在较短时间里停机,将催化剂从催化反应罐内取出,进行集中清理后再装回去继续使用。造成的后果不仅是影响设备的正常运行而且大大提高设备使用成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述技术的不足,针对燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备存在的因燃烧废气温度不稳定、燃烧废气灰尘污染催化剂造成催化反应处理设备不能长时间连续运行,导致氮氧化物大气排放指标不能持续达标等不足,发明一种新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备,通过配套废气过滤箱、气体加热箱和对通过催化反应罐的气体实施温度监控和温度自动控制,实现燃烧废气在排放的全过程中废气氮氧化物均达到国家和地方大气污染物排放标准,并且有效降低处理设备的运行成本。
本实用新型为实现上述目的,采用以下技术方案:一种新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备,其特征在于:包括燃烧废气入口、处理气体出口、气体过滤箱、气体加热箱、催化反应罐、排放风机、加热进口管道、催化进气管道、催化出口管道和排放及循环管道;所述燃烧废气入口与所述气体过滤箱的进气口连接,所述气体过滤箱的出气口与所述加热进口管道的一端连接,所述加热进口管道的另一端与所述气体加热箱的进口连接,所述气体加热箱的出口通过所述催化进气管道的一端连接,所述催化进气管道的另一端与所述催化反应罐的进气口连接,所述催化反应罐的出气口与所述催化出口管道的一端连接,所述催化出口管道的另一端与所述排放风机的进口连接,所述排放风机的出口分别与所述排放及循环管道的中间一侧连接,所述排放及循环管道的一端与所述加热进口管道的中间一侧连接,排放及循环管道的另一端与所述处理气体出口连接。
优选地,所述排放及循环管道临近处理气体出口一侧安装有排放切断阀。
优选地,所述排放及循环管道临近加热进口管道位置安装有加热切断阀。
优选地,所述加热进口管道与气体过滤箱之间的管路上安装有过滤切断阀。
优选地,还包括固定框架,所述固定框架为钢焊接结构,底面型钢框架用于气体过滤箱、催化反应罐和排放风机的就位安装,中间多排框架用于气体过滤箱、加热箱和催化反应罐的周边固定。
优选地,在固定框架的一侧固定有操作平台,操作平台用于催化反应罐内部催化剂的装入和移出。
本实用新型的有益效果是:新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备适合燃烧排放废气较少且分散分布的工作场所,不仅能够实现燃烧废气在生产全过程都实现氮氧化物大气污染物达标排放,而且能够降低废气环境治理的运行成本。
附图说明
图1是本实用新型的组成及运行示意图;
图2是本实用新型的主视示意图;
图3是本实用新型的俯视示意图;
图4是本实用新型的剖视示意图。
具体实施方式
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器或特征与其他器或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器被倒置,则描述为“在其他器或构造上方”或“在其他器或构造之上”的器之后将被定位为“在其他器或构造下方”或“在其他器或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
如图1所示,一种新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备,包括处理气体出口1-1、燃烧废气入口1-2、气体过滤箱1-3、加热进口管道1-4、气体加热箱1-5、催化进气管道1-6、催化反应罐1-7、催化出口管道1-8、排放风机1-9和排放及循环管道1-10;处理气体出口1-1与排放及循环管道1-10相连,燃烧废气入口1-2与气体过滤箱1-3进气口相连。加热进口管道1-4一端与气体过滤箱1-3的气体出口连接,另一端与气体加热箱1-5气体入口相连,加热进口管道1-4中间临近气体过滤箱1-3安装过滤切断阀1-13,加热进口管道1-4中间临近气体加热箱1-5部位与排放及循环管道1-10通向气体加热箱1-5加热箱端相连。催化进气管道1-6一端与气体加热箱1-5气体出口相连,另一端与催化反应罐1-7的进气口相连。催化出口管道1-8一端与催化反应罐1-7的出气口相连,另一端与排放风机1-9吸口相连,排放风机1-9出口与排放及循环管道1-10中间一侧相连。排放及循环管道1-10临近处理气体出口1-1一侧安装排放切断阀1-11,排放及循环管道1-10临近加热进口管道1-4加热进口管道位置安装加热切断阀1-12。
设备运行分为气体正常排放和气体循环预热两种工作模式,在气体正常排放模式下,排放切断阀1-11开启、加热切断阀1-12关闭、过滤切断阀1-13开启。燃烧废气由燃烧废气入口1-2进入到气体过滤箱1-3,在此完成气体除尘处理。然后燃烧废气经过加热进口管道1-4及过滤切断阀1-13进入到气体加热箱1-5或升温或保温,随后燃烧废气经过催化进气管道1-6通入到催化反应罐1-7完成低温催化去除氮氧化物,反应后的燃烧废气成为处理气体由催化反应罐1-7排出。处理气体经由催化出口管道1-8进入排放风1-9排放风机,然后进入排放及循环管道1-10,经由排放切断阀1-11到1-1处理气体出口排放到燃烧设备的排放烟囱中,最后排入大气之中。在气体循环预热模式下,排放切断阀1-11关闭、加热切断阀1-12开启、过滤切断阀1-13关闭。此时没有燃烧排放废气进入设备***之中进行低温催化处理,不会向外面大气环境排放内部气体,内部洁净气体进行内部循环预热催化剂,使其达到正常工作温度之后再转为气体正常排放模式。洁净气体在排放风机的驱动下,循环过程为内部洁净气体经加热进口管道1-4进入气体加热箱1-5升温、经催化进气管道1-6进入催化反应罐1-7为催化剂预热升温、经催化出口管道1-8进入排放风机1-9、再经排放及循环管道1-10以及加热切断阀1-12回到加热进口管道1-4,洁净气体周而复始一直循环运行。
如图2-4所示,具体机械结构为:处理气体出口1-1为薄钢板法兰和薄钢板管道焊接在一起,与排放及循环管道1-10相连,排放及循环管道1-10为薄钢板法兰和薄钢板管道组合结构。燃烧废气入口1-2为薄钢板法兰和薄钢板管道焊接在一起,与气体过滤箱1-3进气口相连,气体过滤箱1-3为钢结构箱体、内衬保温材料、中间安装两道耐温过滤板、底部侧面设置气体入口、顶面设置气体出口。气体加热进口管道1-4为薄钢板法兰和薄钢板管道组合结构,气体加热进口管道1-4一端与体过滤箱1-3的气体出口连接,另一端与气体加热箱1-5气体入口相连,气体加热进口管道1-4中间临近体过滤箱1-3安装过滤切断阀1-13,气体加热进口管道1-4中间临近气体加热箱1-5部位与排放及循环管道1-10通向气体加热箱1-5端相连。气体加热箱1-5为钢结构箱体、内衬保温材料、中间安装多套电加热器、底部设置气体入口、顶面设置气体出口,催化进气管道1-6为薄钢板法兰和薄钢板管道组合结构,一端与气体加热箱1-5的气体出口连接,另一端与催化反应罐1-7气体入口相连。
催化反应罐1-7主体为钢制筒体、上部变径减小且外侧安装进气接口、下部变径减小且安装清理盒、底部安装支撑型钢,主体筒体下部一侧安装出气接口、筒体中间在一侧自上而下安装催化剂放入接口、取出催化剂移出接口,接口均为钢制法兰形式、内侧连接钢管、外侧金属挡板。催化出气管道1-8为薄钢板箱体结构形式,一侧开有安装接口与催化反应罐1-7出气接口相连,另一侧开有安装接口与排放风机1-9吸入口相连。排放风机1-9喷出接口与相邻排放及循环管道1-10一侧相连,排放及循环管道1-10与处理气体出口1-1方向相邻位置上安装排放切断阀1-11、排放及循环管道1-10与气体加热进口管道1-4加热进口管道气体出口方向相邻位置上安装加热切断阀1-12。固定框架1-14为型钢焊接结构,底面型钢框架用于气体过滤箱1-3、催化反应罐1-7、排放风机1-9的就位安装,中间多排框架用于气体过滤箱1-3、加热箱1-5、催化反应罐1-7的周边固定。操作平台1-15包括支撑立柱、横梁和平台、护栏以及直梯,用于催化反应罐1-7内部催化剂的装入和移出操作方便并保证操作安全进行,操作平台1-15安装在固定框架1-14一侧并与其一侧型钢搭接固定。设备的电控装置1-16对风机电机实施启动控制、对切断阀电动执行器开启、关闭动作实施控制,对切断阀的阀门位置进行位置检测、对多点气体温度进行数据检测,对加热箱内电加热器实施开启和关闭自动控制,对电机、执行器、温度控制等故障进行监控并实现自动程序保护。
本实用新型的新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备在燃烧废气入口设置气体过滤箱,过滤箱内设置两级耐温过滤板处理燃烧废气中的粉尘到达催化剂的正常工作要求。设置气体加热箱用于经过滤箱处理后的燃烧废气加热或者通入的洁净气体的加热,使得由加热箱通到催化反应罐的燃烧排放气体达到催化剂正常工作温度。目的在于保证催化反应罐的催化剂始终处于正常气体催化反应温度范围内,进入催化反应罐的燃烧废气的氮氧化物能够尽量多的去除,处理后排放到大气中燃烧废气氮氧化物指标满足国家和地方大气污染物排放标准。
本实用新型的新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备在过滤箱与加热箱之间气体连接管道、排放风机与加热箱气体连接管道、排放风机与设备气体出口连接管道上面均设置电动切断阀门,通过电动阀门的自动开启和关闭,实现催化反应正常运行和催化剂预热运行两种气体运行方式的转换。目的在于保证催化反应罐的催化剂必须处于正常气体催化反应温度范围内,才能进行燃烧废气氮氧化物低温催化处理。按照无污染排放操作要求,此时才能点火启动燃烧设备投入运行。这样产生的燃烧废气能够自始至终保证其氮氧化物能够全过程得以大量去除,整个燃烧过程经过新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备处理后,排放到大气中燃烧废气氮氧化物指标始终满足国家和地方大气污染物排放标准。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备,其特征在于:包括燃烧废气入口、处理气体出口、气体过滤箱、气体加热箱、催化反应罐、排放风机、加热进口管道、催化进气管道、催化出口管道和排放及循环管道;所述燃烧废气入口与所述气体过滤箱的进气口连接,所述气体过滤箱的出气口与所述加热进口管道的一端连接,所述加热进口管道的另一端与所述气体加热箱的进口连接,所述气体加热箱的出口通过所述催化进气管道的一端连接,所述催化进气管道的另一端与所述催化反应罐的进气口连接,所述催化反应罐的出气口与所述催化出口管道的一端连接,所述催化出口管道的另一端与所述排放风机的进口连接,所述排放风机的出口与所述排放及循环管道的中间一侧连接,所述排放及循环管道的一端与所述加热进口管道的中间一侧连接,排放及循环管道的另一端与所述处理气体出口连接。
2.根据权利要求1所述的新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备,其特征在于:所述排放及循环管道临近处理气体出口一侧安装有排放切断阀。
3.根据权利要求1所述的新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备,其特征在于:所述排放及循环管道临近加热进口管道位置安装有加热切断阀。
4.根据权利要求1所述的新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备,其特征在于:所述加热进口管道与气体过滤箱之间的管路上安装有过滤切断阀。
5.根据权利要求1所述的新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备,其特征在于:还包括固定框架,所述固定框架为钢焊接结构,底面型钢框架用于气体过滤箱、催化反应罐和排放风机的就位安装,中间多排框架用于气体过滤箱、加热箱和催化反应罐的周边固定。
6.根据权利要求5所述的新型燃烧废气氮氧化物低温催化处理设备,其特征在于:在固定框架的一侧固定有操作平台,操作平台用于催化反应罐内部催化剂的装入和移出。
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