CN103611368A - 一种脱硝热风除尘装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烟气脱硝工程，尤其涉及一种脱硝热风除尘装置及方法。所述脱硝热风除尘装置包括除尘体；多个除尘旋风子，设置在所述除尘体内；导流板，所述导流板设置在所述除尘体内，并置于所述除尘旋风子上部；所述导流板采用台阶式分布结构，该导流板具有朝远离所述除尘体进气口方向逐渐降低高度结构；灰斗用于收集灰尘。本发明能够满足热解炉运行要求，具有较高的除尘效率，能有效去除热风中灰尘，降低热解炉燃油消耗，使热解炉能够长周期稳定运行，达到节能降耗目的。本发明的脱硝热风除尘装置具有良好的耐热、耐磨性能及除尘性能，且克服了现有除尘旋风子在风机压力突变时易变形、破裂的缺陷。

Description

一种脱硝热风除尘装置及方法

技术领域

本发明涉及烟气脱硝工程，尤其涉及一种脱硝热风除尘装置及方法。

背景技术

现有的热电厂烟气脱硝工程采取炉内低NOx燃烧器与选择性催化还原法脱硝技术（Selective Catalytic Reduction，SCR）相结合的方法。还原制备系统主要由尿素供应系统、尿素溶解系统、尿素溶液循环输送系统、热解炉系统组成。尿素由螺旋给料机输送到溶解罐，按比例加入合适温度的去离子水，利用搅拌机搅拌并通过控制系统对浓度进行调节，将干尿素制成50%质量浓度的尿素溶液，然后通过尿素溶液给料泵输送到尿素溶液储罐；循环供应控制系统（HFD）通过变频循环泵把储罐中尿素溶液输送到计量与分配装置，其中未使用部分通过背压控制阀返回到尿素溶液储罐；计量与分配装置根据锅炉不同负荷的要求，自动控制并分配给雾化喷枪，然后喷入绝热分解室；同时，稀释空气经蒸汽加热器（暖风器）加热后（150℃）形成热风，进入分解器。暖风器的热源为辅汽联箱的蒸汽，蒸汽消耗量为：100kg/h。由燃烧控制系统控制热解室达到还原所要求的温度。雾化后的尿素液滴在绝热分解室内分解，生成NH₃、H₂O和CO₂，分解后的氨由稀释空气稀释到低于5%氨浓度的混合气体送到氨喷射系统（AIG）再进入脱硝系统。

为降低燃油、蒸汽消耗，采用热风进行热解，但热风含灰较高，不能长期稳定运行，热解炉运行一段时间后，内部积灰严重，需停运脱硝系统进行清理。热解炉内积灰严重、尿素结晶；燃油及加热蒸汽消耗较大，运行成本高。

为了解决以上问题，本发明做了有益改进。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种脱硝热风除尘装置及方法，解决脱硝热解炉内积灰及尿素结晶问题，降低热风含尘量，保证脱硝热解炉在使用热风的运行方式下，达到长期稳定运行目的，达到有效降低运行成本的目的。

（二）技术方案

本发明是通过以下技术方案实现的：一种脱硝热风除尘装置，包括

除尘体，所述除尘体上设有除尘体进气口和除尘体出气口；

多个除尘旋风子，设置在所述除尘体内；

导流板，所述导流板设置在所述除尘体内，并置于所述除尘旋风子上部；所述导流板采用台阶式分布结构，该导流板具有朝远离所述除尘体进气口方向逐渐降低高度结构；

灰斗，设置在所述除尘体的下侧，用于收集灰尘。

其中，所述多个除尘旋风子的底部采用倒锥形结构，且该每个除尘旋风子的底部出口相互隔离。

进一步，所述除尘旋风子的进气口设置有螺旋型导流片。

具体地，所述螺旋型导流片的数量为四个，且所述每个螺旋型导流片与所述除尘旋风子的轴向形成的角度为25～30度。

进一步，所述除尘旋风子内部在气流涡流区设有锥形栅板环。

其中，所述除尘旋风子采用铸铁或陶瓷制成。

本发明还提供一种使用如上所述的除尘装置进行脱硝热风除尘的方法，包括以下步骤：

S1将热风通过除尘体进气口进入除尘体内，并经该除尘体内的台阶式分布导流板进行气体分流而对应流入设置在所述除尘器内的多个除尘旋风子，使靠近所述除尘体进气口的除尘旋风子比其它除尘旋风子获得较大进气空间；

S2所述除尘旋风子对热风进行除尘处理，并采用灰斗收集灰尘，然后通过旋风子出气口将热风排出；

S3热风通过所述除尘体出气口排出后，进入热解室。

其中，所述步骤S2对热风进行除尘处理，具体包括以下步骤：

通过设置在旋风子进气口的多个螺旋型导流片对热风进行导流，使热风以螺旋方式沿除尘旋风子的内壁向下旋转移动。

进一步，所述步骤S2对热风进行除尘处理，还包括以下步骤：

所述旋转下行的热风在所述除尘旋风子底部倒锥型结构作用下，形成上升内旋气流，经由旋风子出气口排出。

再进一步，所述步骤S2对热风进行除尘处理，具体包括以下步骤：

所述热风通过旋风子出气口排出前，在气流涡流区经过锥形栅板环对热风中的细微颗粒分离。

（三）有益效果

与现有技术和产品相比，本发明有如下优点：

1、本发明能够满足热解炉运行要求，具有较高的除尘效率，能有效去除热风中灰尘，降低热解炉燃油消耗，使热解炉能够长周期稳定运行，达到节能降耗目的。

2、本发明的脱硝热风除尘装置具有良好的耐热、耐磨性能及除尘性能；此外，除尘旋风子壁厚在6mm以上，克服了现有除尘旋风子在风机压力突变时易变形、破裂的缺陷。

附图说明

图1是本发明的脱硝热风除尘装置结构图；

图2是本发明的除尘体结构图；

图3是本发明的脱硝热风除尘的方法的步骤框图。

附图中，各标号所代表的组件列表如下：

1、除尘体；2、除尘体出气口；3、灰斗；4、固定支架；5、储灰罐；6、除尘体进气口；7、除尘旋风子；71、倒锥形结构；72、旋风子底部出口；8、导流板；9、旋风子出气口；10、芯管；11、旋风子进气口；12、螺旋型导流片；13、锥形栅板环；14、填料。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种脱硝热风除尘装置，对要进入热解室的热风进行除尘处理。该脱硝热风除尘装置包括除尘体1、多个除尘旋风子7、导流板8、灰斗3和设置在灰斗3下侧的储灰罐5。所述除尘体1上设有除尘体进气口6和除尘体出气口2；其中，除尘体进气口6的位置低于所述除尘体出气口2位置。

如图2所示，所述除尘体1内设置有多个除尘旋风子7；所述除尘旋风子7可并排设置，且每个除尘旋风子7上都设有芯管10，用于排出热风。芯管一般采用不锈钢材质制成。芯管的上出口即旋风子出气口9，位置要高于所述除尘体进气口6的高度，可有效避免气流之间发生干扰。

所述导流板8设置在所述除尘体1内，并置于所述除尘旋风子7上部；除尘旋风子出气口9设置在该导流板8上侧。所述导流板8采用台阶式分布结构，该导流板具有朝远离所述除尘体进气口6方向逐渐降低高度的台阶结构；由于压差不同和流动阻力的存在，热风经管道进入除尘体内，必须经过分流，保证每个旋风子进气均衡，才能确保均列分布的每个除尘旋风子达到合理、均衡的除尘效果。除尘装置采用内部台阶式导流板的设计方式，使靠近进气口的旋风子获得更大的进气空间，以此平衡该处热风较小的流动能力。

灰斗3设置在所述除尘体1的下侧，与所述旋风子底部出口72连接，用于收集灰尘，并将灰尘导入储灰罐5。

本实施例中，除尘体1安装在固定支架4上，采用就地控制系统，能够满足现场安装要求，便于检修和运行操作。

其中，所述多个除尘旋风子的底部采用倒锥形结构71，更方便与底部灰斗3连接，且该每个旋风子底部出口72相互隔离，而且，可在多个除尘旋风子之间填充有填料14，如蛭石粉，从而保证每个除尘旋风子独立除尘，气流不互相窜扰，进而使除尘效率提高。

进一步，所述除尘旋风子7在旋风子进气口11位置设置有螺旋型导流片12。本实施例，优选采用的螺旋型导流片12的数量为四个，且所述每个螺旋型导流片与所述除尘旋风子的轴向形成的角度为25～30度。进入旋风子的烟气将以螺旋向下方式沿内壁高速旋转，截面流速控制在3.5～4.75m/s之间,作用于烟尘粒子上的离心力是重力的数十倍，甚至更多。

考虑到除尘旋风子内高速气流还将携有部分细微的颗粒，特别地，在除尘旋风子内气流涡流区设置了三层锥形栅板环13，将该惯性锥形栅板环13固定连接在除尘旋风子内芯管10的下部进风口位置。利用惯性锥形栅板环对细微颗粒进行次级除尘，细小粉尘流动至芯管附近时，因惯性力作用碰撞在锥形栅板环上，瞬间能量减小，随气流反弹至旋风子锥筒壁周围，同下降气流落入灰斗，使除尘效率进一步得以提高。

所述除尘旋风子采用铸铁或陶瓷制成，厚度可设置在6mm以上，从而保证除尘旋风子具有良好的耐磨性及除尘性能，并且壁厚在6mm以上，也能避免热风压力突变时除尘旋风子出现变形、破裂的现象。

稀释风暖风器使用锅炉辅助联箱蒸汽作为热源，将热解炉稀释风由环境温度升高至145℃，稀释风暖风器设计蒸汽消耗量为0.1t/h。脱硝热解炉稀释风投运炉热一次系统后，热解炉将不再消耗蒸汽，依此计算，每月可节约蒸汽消耗72吨，可节约蒸汽成本费用约0.64万元（按蒸汽90元/吨计）。由于我公司脱硝暖风器疏水并未直接回收到热力系统重复利用，停运脱硝暖风器后，可收到降低机组补水率和化学系统制水能耗的节能效果。

实施例二

如图3所示，本实施例提供一种利用实施例一中所述的除尘装置进行脱硝热风除尘的方法，该热风除尘的方法具体包括以下方法：

S1将热风通过除尘体进气口进入除尘体内，并经该除尘体内的台阶式分布的导流板进行气体分流，从而使热风分流而对应流入设置在所述除尘器内的每个除尘旋风子，使靠近所述除尘体进气口的除尘旋风子比其它除尘旋风子获得较大进气空间；

由于热风压差不同和流动阻力的存在，热风经管道进入除尘体内，必须经过分流，保证每个旋风子进气均衡，才能确保均列分布的每个除尘旋风子达到合理、均衡的除尘效果。除尘体采用内部台阶式分布导流板的设计方式，使靠近除尘体进气口的旋风子获得更大的进气空间，以此平衡该靠近除尘体进气口处较小的流动能力。

S2所述除尘旋风子对热风进行除尘处理，并采用灰斗收集灰尘，然后通过旋风子出气口将热风排出；

所述步骤S2对热风进行除尘处理，具体包括以下步骤：

S21通过设置在旋风子进气口的多个螺旋型导流片对热风进行导流，例如采用四个螺旋型导流片使热风以螺旋方式沿除尘旋风子的内壁向下旋转运动。热风的截面流速控制在3.5～4.75m/s之间，作用于烟尘粒子上的离心力是重力的数十倍，甚至更多。热风在强烈旋转过程中所产生的离心力会将密度远大于气体的烟尘颗粒甩向旋风子内壁，尘粒一旦与内壁接触碰撞，便失去惯性力而靠入口速度的动量和自身的重力沿旋风子内壁面下落进入灰斗；

S22所述旋转下行的热风经过所述除尘旋风子底部倒锥型结构作用下，沿轴心线向上折返，形成上升的内旋气流，经由旋风子出气口排出。

S23所述热风通过旋风子出气口排出前，在气流涡流区经过惯性锥形栅板环对热风中的细微颗粒分离,进行次级除尘处理。热风在经过上述分离除尘后，考虑到热风的高速气流还将携有部分细微的颗粒，特别在气流涡流区设置了惯性锥形栅板环，例如三层惯性锥形栅板环，对细微颗粒进行二次捕集，细小粉尘流动至芯管附近时，因惯性力作用碰撞在锥形栅板环上，瞬间能量减小，随气流反弹至旋风子锥筒壁周围，同下降气流落入灰斗，使除尘效率进一步得以提高。

S3热风通过所述除尘体出气口排出后，进入热解室。

本实施例提供的脱硝热风除尘方法的除尘效率85%以上，除尘装置本体阻力低于900Pa，风量满足热解炉燃烧条件及良好的气流分布均匀性。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种脱硝热风除尘装置，其特征在于，包括

除尘体，所述除尘体上设有除尘体进气口和除尘体出气口；

多个除尘旋风子，设置在所述除尘体内；

导流板，所述导流板设置在所述除尘体内，并置于所述除尘旋风子上部；所述导流板采用台阶式分布结构，该导流板具有朝远离所述除尘体进气口方向逐渐降低高度结构；

灰斗，设置在所述除尘体的下侧，用于收集灰尘。

2.根据权利要求1所述的脱硝热风除尘装置，其特征在于，所述多个除尘旋风子的底部采用倒锥形结构，且该每个除尘旋风子的底部出口相互隔离。

3.根据权利要求2所述的脱硝热风除尘装置，其特征在于，所述除尘旋风子的进气口设置有螺旋型导流片。

4.根据权利要求3所述的脱硝热风除尘装置，其特征在于，所述螺旋型导流片的数量为四个，且所述每个螺旋型导流片与所述除尘旋风子的轴向形成的角度为25～30度。

5.根据权利要求1所述的脱硝热风除尘装置，其特征在于，所述除尘旋风子内部在气流涡流区设有锥形栅板环。

6.根据权利要求1所述的脱硝热风除尘装置，其特征在于，所述除尘旋风子采用铸铁或陶瓷制成。

7.一种使用权利要求1-6任一项所述的除尘装置进行脱硝热风除尘的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1将热风通过除尘体进气口进入除尘体内，并经该除尘体内的台阶式分布导流板进行气体分流而对应流入设置在所述除尘器内的多个除尘旋风子，使靠近所述除尘体进气口的除尘旋风子比其它除尘旋风子获得较大进气空间；

S2所述除尘旋风子对热风进行除尘处理，并采用灰斗收集灰尘，然后通过旋风子出气口将热风排出；

S3热风通过所述除尘体出气口排出后，进入热解室。

8.根据权利要求7所述的脱硝热风除尘方法，其特征在于，所述步骤S2对热风进行除尘处理，具体包括以下步骤：

通过设置在旋风子进气口的多个螺旋型导流片对热风进行导流，使热风以螺旋方式沿除尘旋风子的内壁向下旋转移动。

9.根据权利要求8所述的脱硝热风除尘方法，其特征在于，所述步骤S2对热风进行除尘处理，还包括以下步骤：

所述旋转下行的热风在所述除尘旋风子底部倒锥型结构作用下，形成上升内旋气流，经由旋风子出气口排出。

10.根据权利要求7所述的脱硝热风除尘方法，其特征在于，所述步骤S2对热风进行除尘处理，具体包括以下步骤：

所述热风通过旋风子出气口排出前，在气流涡流区经过锥形栅板环对热风中的细微颗粒分离。

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