CN103623698A

CN103623698A - 废气处理设备

Info

Publication number: CN103623698A
Application number: CN201310376390.8A
Authority: CN
Inventors: 赵北龙; 金大羽; 朴河奎
Original assignee: GEESCO CO Ltd
Current assignee: GEESCO CO Ltd
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2013-08-26
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2033-08-26
Also published as: US20150202571A1; KR101258071B1; WO2014030971A1; US9610540B2; CN103623698B

Abstract

本发明涉及废气处理设备，包括：用于排放燃烧设备的废气的主排放通道；布置在燃烧设备和主排放通道之间的热交换器；连接至主排放通道的氮氧化物减少装置，以减少废气中含有的氮氧化物；从燃烧设备连接至主排放通道并作为旁通热交换器的通道的旁路，以将燃烧设备的高温废气供应给氮氧化物减少装置；和布置在旁路和主排放通道之间的可调废气调节器，以相关的方式改变旁路中流动的相对高温废气的量和主排放通道中流动的相对低温废气的量，其中该可调废气调节器可插入旁路中并包括：调节旁路或主排放通道的开启程度的阻塞部分；移动该阻塞部分的驱动单元；和控制该驱动单元的控制单元，以根据主排放通道和旁路中的废气温度调节阻塞部分的开启程度。

Description

废气处理设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年8月24日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0092887的优先权，其公开内容在此通过引用以其整体并入。

技术领域

本发明涉及一种废气处理设备，其用于降低燃烧期间产生的废气中所含的污染物，并且更具体地涉及这样一种废气处理设备，其通过使废气的温度提高至催化装置的活性或再生温度范围来降低污染物排放。

背景技术

通常，诸如使用煤、石油、天然气或其他可燃材料的锅炉的燃烧设备在燃烧期间产生废气。该设备产生的废气中含有污染物，诸如氮氧化物（NO_x），并且必需研发保护大气以使其不被诸如氮氧化物（NO_x）的污染物污染的技术。

能够通过控制燃烧（预处理方法）或处理废气（后处理方法）降低这些氮氧化物。

大多数后处理方法都使用选择性催化还原（SCR）装置作为氮氧化物减少装置。例如，在使用SCR装置的氮氧化物去除方法中，废气与还原剂诸如氨混合，并且混合物穿过催化剂，以便通过下列化学式1和2表达的化学反应将废气中所含的氮氧化物（NO_x）转化为氮气（N₂）和水（H₂O）。

[化学式1]

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O

[化学式2]

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O

催化剂具有活性温度范围，在该温度范围内，催化剂的催化有效。出于该原因，可能必需将废气的温度提高至310℃-420℃的催化剂活性范围内。

然而，在一些情况下，由于最近生产的煤炭热值低，所以燃煤锅炉的实际运行温度低于其设计温度。特别地，当在低负荷条件下运行锅炉时，可能难以保持在催化剂的活性温度范围内。如果在低于其最低活性温度的温度下使用催化剂一定时间，催化剂的活性和选择性可能由于硫铵而显著降低（称为毒化现象）。

例如，在煤或石油（重油）燃烧期间，在锅炉中产生二氧化硫（SO₂）和三氧化硫（SO₃），并且如下列化学式3和4所表达的，三氧化硫（SO₃）可与废气中所含的水分，以及从氮氧化物减少装置、诸如SCR装置前侧喷射的一些氨（NH₃）反应，形成硫酸铵（NH₄HSO₄、(NH₄)₂SO₄）。

[化学式3]

4NH₃+SO₃+H₂O→NH₄HSO₄

[化学式4]

2NH₃+SO₃+H₂O→(NH₄)₂SO₄

硫酸铵可覆盖在催化剂的表面上，从而降低催化剂的活性，并且腐蚀氮氧化物减少装置的后侧或其他装置。另外，硫酸铵可阻塞SCR装置和热交换装置、诸如空气预加热器的废气通道，从而使锅炉内的压力损失增大。随着锅炉的废气温度降低，该现象的严重性可能加剧。

因此，许多催化剂制造商推荐，在使用高硫煤炭或石油（重油）作为燃料的情况下，锅炉废气的最低温度应为310℃或更高，以便防止毒化现象。

如果催化剂中毒（即，发生毒化现象），就从氮氧化物减少装置去除该催化剂，并且经化学处理，以去除导致毒化现象的物质。如果催化剂不能通过这种方法再生，就废弃该催化剂。

然而，这种催化剂再生方法需要相对昂贵的化学制剂，并且可能需要大量的金钱以处理废水。此外，由于在催化剂再生期间，锅炉不能运行，所以可导致大量损失。

出于该原因，已经对下列技术进行了大量研究，该技术不必从氮氧化物减少装置去除催化剂，就可以在锅炉运行期间再生中毒的催化剂。例如，韩国专利No.10-917667公开了一种提高废气温度以再生焚化炉中使用的催化剂的方法。

然而，公开的该方法用于粉末催化剂，因而不适用于在锅炉的氮氧化物减少装置（诸如SCR装置）中最常用的，具有蜂窝状、平板或波浪形状的催化剂。此外，在现有技术中，在锅炉运行期间，必须将氨连续地供应至SCR装置，存在将SCR的温度提高至300℃或更高的限制。因此，催化剂再生的效率可能低。

韩国专利No.10-949432公开了一种技术，该技术通过从锅炉的一侧连接至SCR装置的旁路，向SCR装置供应高温废气的装置，以在锅炉运行期间再生SCR装置的催化剂。

然而，使用通过旁路供应的高温废气再生催化剂的该公开技术可导致SCR装置中温度分布不均匀，并且如果废气在旁路中反向流动或者如果未通过该旁路供应足够量的废气，SCR装置的温度可能就不保持在适当的温度范围内。在现有技术中，使用气体分配器均匀地分配高温废气，以防止不均匀的温度分布。然而，这种气体分配器可使得锅炉的内部压力增大，从而降低其热效率，并且气体分配器可能由于持续暴露于高温废气而受损。

发明内容

本发明的一方面提供了一种具有改进结构的废气处理设备。在该废气处理设备中，通过旁路供应的高温废气能够与主排放通道中流动的废气均匀混合。能够适当地保持废气处理设备的内部温度，并且能够防止内部压力升高，以高效运行。能够降低高温废气导致的热损害，以提高废气处理设备的耐久性。

根据本发明的一方面，提供一种废气处理设备，其包括：主排放通道，燃烧设备产生的废气通过该主排放通道排放；热交换器，其被布置在燃烧设备和主排放通道之间；氮氧化物减少装置，其被连接至主排放通道，以便降低废气中所含的氮氧化物；旁路，其作为旁通热交换器的通道，从燃烧设备连接至主排放通道，以便通过旁通热交换器的通道，将燃烧设备产生的高温废气供应给氮氧化物减少装置；和可调废气调节器，其被布置在旁路和主排放通道之间，以便以相关方式，改变流经旁路的相对高温废气的量，和流经主排放通道的相对低温废气的量，其中该可调废气调节器可插入旁路中，并且包括：阻塞部分，其用于调节旁路或主排放通道的开启或闭合程度；驱动单元，其被构造成使该阻塞部分摆动或移动；和控制单元，其被构造成控制该驱动单元，以便根据在主排放通道中流动的废气温度和在旁路中流动的废气温度，调节阻塞部分的开启或闭合程度。

可调废气调节器还可包括喷射部分，其处于阻塞部分端部和旁路之间，并且至少一个排放孔可在该喷射部分中形成，以调节高温废气的喷射方向。

阻塞部分可在其端部处旋转，并且驱动单元可包括致动器，其连接至阻塞部分的侧面，并且可伸缩以推动或旋转阻塞部分。

阻塞部分可在其端部处旋转，并且驱动单元可包括被构造成通过至少一个连接构件旋转该阻塞部分的马达。

该废气处理设备还可包括一个或更多另外的可调废气调节器，其中可调废气调节器可单独运行并且相互关联，以便控制废气的排放。

该氮氧化物减少装置可包括选择性催化还原（SCR）装置，该选择性催化还原装置被构造成通过使废气接触催化剂来从废气中去除氮氧化物。

通过该可调废气调节器，可将SCR中的废气温度保持在300℃-420℃的范围内。

如果SCR中发生毒化现象，则可通过该可调废气调节器将SCR中的废气温度保持在350℃-420℃的范围内。

附图说明

结合附图，通过下文的详细说明，将更清晰地理解本发明的上述及其他方面、特征和其他优点，其中：

图1是例示了根据本发明一个实施例的废气处理设备的示意图；

图2A和2B是例示了根据本发明此实施例的废气处理设备的可调废气调节器的局部透视图；

图3A-3C是用于说明该可调废气调节器如何在根据本发明此实施例的废气处理设备中运行的视图；

图4A和4B是例示了根据本发明此实施例的废气处理设备的可调废气调节器的示例性连接结构的透视图；

图5是用于说明根据本发明此实施例的废气处理设备的示例性操作方法的图；

图6是例示了根据本发明另一实施例的废气处理设备的可调废气调节器的示意性横截面图；

图7A和7B是例示了根据本发明另一实施例的废气处理设备的可调废气调节器的示意性横截面图；

图8是例示了根据本发明另一实施例的废气处理设备的内部部分的视图；

图9是例示了根据本发明其他实施例的废气处理设备的可调废气调节器的平面图；

图10是例示了根据本发明其他实施例的废气处理设备的可调废气调节器的透视图；

图11是例示了根据本发明其他实施例的废气处理设备的可调废气调节器的正视图；并且

图12是例示了根据本发明其他实施例的废气处理设备的可调废气调节器的正视图。

具体实施方式

现在将参考附图，详细地描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可具体实施为许多不同的形式，并且应将其理解为不限于本文提出的实施例。在附图中，为了清晰起见，可能夸大了元件的形状和尺寸，并且相同的附图标记指示相同的元件。

如上所述，根据本发明的实施例，能够通过对热交换器的通道进行旁通而将高温废气供应给氮氧化物减少装置，以便将接触脱氮催化剂的废气的温度升高至该脱氮催化剂的活性温度范围。因此，能够提高该脱氮催化剂的效率，并能够减少氮氧化物的排放。

另外，根据本发明的实施例，通过旁路供应的高温废气能够快速而均匀地与主排放通道中流动的相对低温的废气混合，以使废气的温度在氮氧化物减少装置中保持均匀，由此将脱氮催化剂均匀地暴露于废气。因此，氮氧化物能够在脱氮催化剂的整个区域上均匀分解，以提高脱氮催化剂的效率和寿命。

根据实施例，除了减少氮氧化物排放之外，即使在脱氮催化剂中毒的情况下，也能够再生该脱氮催化剂。也就是说，能够易于维护脱氮催化剂，并且以恒定催化效率长期使用。

另外，根据实施例，可调废气调节器可具有简单的结构，因而控制旁路或主排放通道中的废气流量必需的部分（诸如节气阀）也能具有简单结构。因此，能够易于制造、安装和维护该废气处理设备。此外，废气处理设备能够以较小压力损失运行。

另外，根据实施例，能够调节穿过可调废气调节器的废气的方向和量，以使得废气快速而均匀，并且控制废气在氮氧化物减少装置处的温度和温度分布。

另外，根据实施例，在将废气供应给氮氧化物减少装置之前，使废气均匀花费的时间较短。也就是说，能够缩短废气排放通道。

图1是例示了根据本发明一个实施例的废气处理设备100的示意图，图2A和2B是例示了根据本发明此实施例的废气处理设备100的可调废气调节器150的局部透视图。图3A-3C是用于说明可调废气调节器150如何在根据本发明实施例的废气处理设备100中运行的视图；

参考图1-3，根据本发明的实施例，废气处理设备100可连接至燃烧设备10，以处理和排放由燃烧设备10产生的废气。

废气处理设备100可用于减少诸如氮氧化物（NO_x）的污染物，并从高温废气中回收热量以提高热效率。

在本发明的实施例中，废气处理设备100可包括主排放通道110，该主排放通道110连接到燃烧设备10。主排放通道110可用作排放由燃烧设备10产生的废气的通道。

燃烧设备10可产生高温废气。废气处理设备100可包括位于燃烧设备10和主排放通道110之间的热交换器120，以从高温废气中回收热量。

在本发明的实施例中，燃烧设备10可包括锅炉，而热交换器120可以是被构造成使用高温废气来加热水的节能器（economizer）。

由燃烧设备10产生的高温废气可通过与热交换器120的热交换来冷却。

例如，燃烧设备10可产生约400℃-约650℃的热废气。如果引导这种高温废气直接排放至大气，就无法获得高度的热效率，并且可能发生环境问题。

因此，由燃烧设备10产生的高温废气被引导至热交换器（节能器）120，以便废气能够在对水进行加热之后排出。通过这种方式，能够从高温废气中重新获得热能。在热交换器120中加热的水可用于加热要供应给锅炉的水。

在本发明的实施例中，在废气穿过热交换器（节能器）120之后，该废气的温度可保持在约310℃-约420℃的范围内。

氮氧化物减少装置130可布置在主排放通道110中，以便在废气穿过热交换器120之后从废气中去除氮氧化物。

当空气中含有的氮气（N₂）在高温下燃烧时，可产生氮氧化物（NO_x）。排放至大气的氮氧化物可能导致酸雨、呼吸疾病、臭氧层的损耗。因而，法律规定氮氧化物的排放必须低于特定的浓度水平。

因此，可在NO_x产生设备上安装诸如氮氧化物减少装置130的装置，以在去除或减少氮氧化物之后排放废气。

在本发明的实施例中，氮氧化物减少装置130可以是选择性催化还原（SCR）装置，其被构造成通过使废气与催化剂接触来去除或减少废气中含有的氮氧化物。

还原剂喷射器112可布置在主排放通道110中，以将还原剂供应给朝着氮氧化物减少装置130流动的废气，从而废气和还原剂能够在与氮氧化物减少装置130中含有的催化剂接触的同时彼此反应。还原剂喷射器112可喷射作为还原剂的氨，从而氨能够减少废气中含有的氮氧化物（脱氧）。为此，还原剂喷射器112可包括管构件113和布置在该管构件113上的多个喷嘴114。

氮氧化物减少装置130可包括：腔室132；以蜂窝、平板或波浪形状的形式布置在腔室132中的脱氮催化剂134；以及，布置在脱氮催化剂134的上游侧的吹灰器136。

吹灰器136设置为从脱氮催化剂134上去除诸如煤灰或粉尘的污染物。吹灰器136可包括管构件137和布置在该管构件137上的多个喷嘴138，以便吹送特定的介质来去除污染物。

例如，吹灰器136可喷射蒸汽、压缩空气或水。另外，吹灰器136可使用超声波，以更高效地去除污染物。

在本发明的实施例中，在燃烧设备10产生的废气穿过氮氧化物减少装置130的同时，该废气中含有的氮氧化物可在存在脱氮催化剂134的情况下与还原剂反应。结果，该氮氧化物被转化为氮气（N₂）和水（H₂O）。

此时，氮氧化物减少装置130的活性温度范围（废气中的氮氧化物能够有效分解的温度范围）可根据脱氮催化剂134的类型而变化。例如，废气的温度可保持在约310℃-约420℃，以有效分解氮氧化物。

为此，废气处理设备100被构造成：能够在约310℃-约420℃温度范围内将废气供应至氮氧化物减少装置130。如果废气的温度高于约420℃，就可能损害脱氮催化剂134。如果废气的温度低于约310℃，脱氮催化剂134的活性和选择性就可能由于硫酸铵而显著降低。也就是说，脱氮催化剂134可能中毒（称为毒化现象）。

因此，废气的温度可保持在高于脱氮催化剂134的最低活性温度的温度下，以防止毒化现象。然而，如下因素可能增大废气的温度低于脱氮催化剂134的最低活性温度的可能性：例如，使用最近生产的具有低程度热值的低质量煤炭、设备老化、以及锅炉低负荷运行。

因此，在本发明的实施例中，废气处理设备100可包括旁路140，从而，如果测量到主排放通道110中的废气温度低于脱氮催化剂134的最低活性温度，则燃烧设备10产生的废气可以在不经过热交换器120的情况下直接供应给氮氧化物减少装置130。

旁路140可连接在燃烧设备10和主排放通道110之间，从而，由燃烧设备10产生的废气可以在不经过热交换器120的情况下直接流动至主排放通道110。也就是说，能够提高氮氧化物减少装置130中的废气温度。

在本发明的实施例中，废气处理设备100可包括可调废气调节器150，并且，该可调废气调节器150可布置在旁路140和主排放通道110之间，以控制在旁路140和主排放通道110中流动的废气的流量。

可调废气调节器150可包括阻塞部分152和驱动单元156。阻塞部分152的尺寸可以设置为使得阻塞部分152能够插入到旁路140中，以便能够使用阻塞部分152来调节该旁路140或主排放通道110的开启或闭合程度。驱动单元156可用于使阻塞部分152摆动，以调节旁路140或主排放通道110的开启或闭合程度。

在本发明的实施例中，驱动单元156可包括可伸展致动器，并且该致动器可附接至旁路140或支架159的一侧。支架159可附接至工厂的墙壁。

在本发明的实施例中，驱动单元156可由控制单元160控制。

控制单元160可通过下列方式控制氮氧化物减少装置130中的废气温度：根据主排放通道110中流动的废气的温度和旁路140中流动的废气的温度来调节阻塞部分152的开启或闭合程度。

在本发明的实施例中，控制单元160可以自动地或者根据操作者输入的操作信号来控制驱动单元156。

为此，可在氮氧化物减少装置130的前侧布置有传感器162，以测量废气的温度，并且，由传感器162测量到的温度数据可提供给控制单元160。

在该实施例中，传感器162可布置在氮氧化物减少装置130的前侧。然而，在其他实施例中，传感器162可布置在与此不同的位置，或者可以在与此不同的位置上布置由另一传感器162。也就是说，传感器162的安装位置和数目不受限制。

例如，传感器162可布置在旁路140和主排放通道110的预定侧，以便控制单元160能够基于来自传感器162的温度数据来精确控制可调废气调节器150。

在本发明的实施例中，可调废气调节器150还可包括喷射部分154，该喷射部分154位于阻塞部分152的端部与旁路140之间。喷射部分154可用于调节来自旁路140的高温废气的喷射方向。为此，喷射部分154可包括至少一个排放孔155。

在本发明的实施例中，例如，可形成多个排放孔155。在旁路140中流动的高温废气可通过形成在可调废气调节器150的喷射部分154中的排放孔155均匀喷射。此时，高温废气可喷射在主排放通道110的整个横截面面积上并供应给氮氧化物减少装置130，或者，喷射到主排放通道110中的高温废气可与主排放通道110中流动的较低温度废气混合并供应给氮氧化物减少装置130。

参考图3，由燃烧设备10产生的高温废气可在穿过废气处理设备100的热交换器120的同时被冷却至特定温度，然后该废气可流经主排放通道110。

此时，如果布置在主排放通道110处的传感器162测量到的废气温度值处于氮氧化物减少装置130的脱氮催化剂134的活性温度范围内，则控制单元160可以向可调废气调节器150发信号以完全闭合旁路140，从而，如图3A所示，仅主排放通道110中流动的废气能够供应给氮氧化物减少装置130。

相反，如果布置在主排放通道110处的传感器162测量到的废气温度值处于氮氧化物减少装置130的脱氮催化剂134的活性温度范围之外，则控制单元160可以向可调废气调节器150发信号以开启旁路140，从而高温废气能够在不经过热交换器的情况下直接供应给主排放通道110。此时，如图3B所示，高温废气可与主排放通道110中流动的相对低温废气混合，或者如图3C所示，仅喷射在主排放通道110的内部上。通过该方式，可将高温废气单独地或者与相对低温废气一起供应给氮氧化物减少装置130。

在其他实施例中，控制单元160可基于布置在旁路140处的传感器162测量到的高温废气温度值以及主排放通道110中流动的废气温度值来控制可调废气调节器150的开启程度。

例如，如果供应给氮氧化物减少装置130的废气温度低于约300℃，可使用可调废气调节器150来提高氮氧化物减少装置130中的废气温度，以保持脱氮催化剂134的活性温度并防止毒化现象。

也就是说，控制单元160可向驱动单元156发信号，以将阻塞部分152从旁路140移开，从而提高旁路140的开启程度。此时，随着旁路140的开启程度增大，可通过阻塞部分152阻塞更大面积的主排放通道110。

在本实施例的废气处理设备100中，如上所述，随着旁路140中流动的高温废气的量增大，主排放通道110中流动的相对低温废气的量减小了。因而，能够提高氮氧化物减少装置130中的废气温度。

相反，如果供应给氮氧化物减少装置130的废气温度高于约420℃，可使用可调废气调节器150降低氮氧化物减少装置130中的废气温度，以保持热效率。

为此，控制单元160可向驱动单元156发信号，以使阻塞部分152朝着旁路140移动，从而减小旁路140的开启程度。此时，随着阻塞部分152朝着旁路140移动以减小旁路140的开启程度，可增大主排放通道110的开启程度。

在本实施例的废气处理设备100中，如上所述，随着旁路140中流动的高温废气的量减小，主排放通道110中流动的相对低温废气的量增大了。因而，能够降低氮氧化物减少装置130中的废气温度。

在本发明的实施例中，如果把包括大量硫氧化物活着其温度比脱氮催化剂134的活性温度低的废气供应给氮氧化物减少装置130，脱氮催化剂134的活性和选择性可能由于硫酸铵而显著降低。也就是说，可能出现毒化现象。

在本实施例的废气处理设备100中，即使在催化剂134中毒的情况下，也能够通过使用控制单元160控制可调废气调节器150来再生该脱氮催化剂134。

例如，如果燃烧设备10使用含约4%硫（S）的燃料（例如船用C级油），废气就可能含有大量的硫氧化物，并且，在废气穿过氮氧化物减少装置130的同时，由于这些硫氧化物，可能在脱氮催化剂134上形成硫酸铵（毒化现象）。

在这种情况下，控制单元160可控制可调废气调节器150，以便氮氧化物减少装置130中的废气温度等于或高于至少约350℃，持续约5小时。然后，可通过下列化学式5和6表示的反应而从脱氨催化剂134中去除硫酸铵。

[化学式5]

NH₄HSO₄→4NH₃+SO₃+H₂O

[化学式6]

(NH₄)₂SO₄→2NH₃+SO₃+H₂O

在上文中说明了：如果发生了毒化现象，就通过控制单元160将氮氧化物减少装置130中的废气温度保持在约350℃或更高温度，持续约5小时。然而，用于处理毒化现象的废气处理设备100的操作不限于此，也就是说，废气处理设备100的操作可根据脱氮催化剂134的毒化程度或持续时间而变化。

例如，如果脱氮催化剂134的中毒持续时间不太长，则可在将氮氧化物减少装置130中的废气温度保持在350℃或更高温度约1小时后再生该脱氮催化剂134。另外，再生该脱氮催化剂134所需的时长可根据供应给脱氮催化剂134的废气温度而变化。

如果脱氮催化剂134被严重毒化或者已经中毒很长一段时间，则可能需要更多时间来再生该脱氮催化剂134。

脱氮催化剂134处的废气温度可保持在350℃-420℃范围内，持续一个连续的时段或者多个不连续的时段，以便完全再生该脱氮催化剂134。

如上所述，在本实施例的废气处理设备中，如果氮氧化物减少装置130的脱氮催化剂134中毒，则可通过对热交换器120进行旁通的路线（即，通过旁路140和主排放通道110）将燃烧设备10产生的高温废气供应给氮氧化物减少装置130，以再生该中毒的脱氮催化剂134。

图4A和4B是例示了根据本发明实施例的废气处理设备100的可调废气调节器150的示例性连接结构的透视图。

在本发明的实施例中，可调废气调节器150的形状可类似于四分之一圆柱体。可调废气调节器150可包括枢轴（例如布置在该四分之一圆柱体的纵向中心线上的轴150a），从而该可调废气调节器150能够在轴150a上旋转。

可调废气调节器150可具有两个封闭的横向侧151和从中心线延伸至圆柱体表面的两个平坦侧。可封闭这两个平坦侧中的靠近主排放通道110的一个平坦侧来形成阻塞部分152。这两个平坦侧中的另一个平坦侧可敞口，以便来自旁路140的废气能够穿过该平坦侧。

可调废气调节器150的圆柱体表面可形成具有排放孔155的喷射部分154。

驱动单元156可连接至阻塞部分152的侧面。驱动单元156可包括能够根据控制单元160的控制而伸缩的致动器。

例如，驱动单元156可包括缸体157和操作杆158。操作杆158可根据施加至缸体157的液压压力而伸缩。缸体157可连接至布置在旁路140一侧的支架159，并且，操作杆158的端部可通过诸如铰链的连接构件而可旋转地连接至阻塞部分152的侧面。

如图4A所示，驱动单元156的操作杆158可连接至阻塞部分152的中央部，并且可通过切割喷射部分154的一部分而在喷射部分154中形成狭槽154a，以便在可调废气调节器150旋转时防止操作杆158和喷射部分154之间冲突。

在图4B所示的实施例中，驱动单元156'包括缸体157'以及可从缸体157'伸展的操作杆158'。驱动单元156'的操作杆158'可联接至阻塞部分152的一侧或两侧。例如，可使用销150b将操作杆158'可旋转地联接至喷射部分154的两侧。

图5是用于说明根据本发明实施例的废气处理设备100的示例性操作方法的图。

参考图5，供应至氮氧化物减少装置130的废气的温度可在控制单元160的控制下周期性地升高。

可根据废气的组分和温度，改变温度升高量（ΔT）和该升高温度下的保持时长（Δt）。例如，如果废气含有大量硫氧化物（SO_x），就可能频繁而严重地发生催化剂中毒，因而可增加温度升高量（ΔT）和保持时长（Δt）。

如果在催化剂再生操作期间，向氮氧化物减少装置130（SCR装置）供应氨，氮氧化物减少装置130的脱氮催化剂134再生就可能无效。通常，如果要求的脱氮效率为80%，则可将NH₃/NO_x的比例保持在0.80-0.83的范围内。然而，由于硫酸铵在催化剂再生期间分解而产生NH₃，所以可能需要将NH₃/NO_x的比例降低至低于0.80-0.83范围的水平，以降低催化剂再生的温度并提高催化剂再生的效率。

然而，如果减少氨的供应量，也可能降低脱氮催化剂134的效率，因而氮氧化物（NO_x）的浓度可能在脱氮催化剂134的下游侧升高至比环境法规规定的水平更高的水平。因此，在催化剂再生操作期间，可降低燃烧设备10的燃烧负荷，以降低废气的排放。如果降低了燃烧设备10的燃烧负荷，燃烧设备10产生的废气的温度也可能降低，因而可使用可调废气调节器150适当地调节氮氧化物减少装置130中的废气温度。

图6是例示了根据本发明另一实施例的废气处理设备100的可调废气调节器250的示意性横截面图。

参考图6，该实施例的可调废气调节器250可包括：阻塞部分252，其被构造成开启或闭合主排放通道110或旁路140；和喷射部分154，其具有至少一个排放孔255，以均匀地喷射高温废气。

可调废气调节器250还可包括驱动单元256，该驱动单元256用于使阻塞部分252摆动，以调节旁路140或主排放通道110的开启/闭合程度。

马达257可连接至阻塞部分252的轴250a，以使阻塞部分252旋转。

马达257可直接连接至阻塞部分252的轴250a。作为替代方式，马达257可布置在旁路140外部，并且马达257的轴257a可通过诸如链条258或带的旋转连接构件而连接至阻塞部分252的轴250a。为此，链轮259a和259b可分别布置在阻塞部分252的轴250a和马达257的轴257a上。

在该实施例中，可调废气调节器250包括阻塞部分252，以开启或闭合旁路140或主排放通道110，并且，阻塞部分252能够旋转以调节旁路140和主排放通道110的开启程度。然而，可调废气调节器250的构造不限于此。也就是说，能够与此不同地改变可调废气调节器250的构造。

图7A和7B是例示了根据本发明另一实施例的废气处理设备100的可调废气调节器350的示意性横截面图。

参考图7A和7B，该实施例的可调废气调节器350可以包括：阻塞部分352；和驱动单元356，其被构造成移动该阻塞部分352，以调节旁路140或主排放通道110的开启或闭合程度。

阻塞部分352可包括朝着旁路140延伸的下延伸部353，并且可在延伸部353的一侧上形成齿条353a。

与马达357的轴357a相连的小齿轮358可啮合该齿条353a。

如果可调废气调节器350的马达357运转，小齿轮58就旋转，从而齿条353a移动以将阻塞部分352移位至旁路140或主排放通道110中。通过这种方式，能够调节旁路140和主排放通道110的开启或闭合程度。

另外，喷射部分354可从阻塞部分352的上侧朝着旁路140延伸。

在喷射部分354中可形成至少一个排放孔355，因而可通过排放孔355将旁路140中流动的高温废气喷射在主排放通道110的内部。此时，高温废气可喷射在主排放通道110的整个横截面面积上并供应给氮氧化物减少装置130，或者，喷射在主排放通道110内部的高温废气可与主排放通道110中流动的较低温度废气均匀混合并供应给氮氧化物减少装置130。

在该实施例中，阻塞部分352具有弯曲形状，以最小化流动阻力。然而，阻塞部分352的形状不限于此。也就是说，阻塞部分352的形状可与此不同地变化。例如，阻塞部分352可形成为使得旁路140或主排放通道110能够被垂直表面阻塞，或者该阻塞部分352可具有倾斜形状。

在各个上述实施例中，废气处理设备100都包括单个可调废气调节器150、250或350。然而，可调废气调节器的数目、构造和操作不限于此。

图8是例示了根据本发明另一实施例的废气处理设备400的内部部分的视图；图9是例示了根据本发明其他实施例的废气处理设备400的可调废气调节器450A和450B的平面图；图10是例示了根据本发明其他实施例的废气处理设备400的可调废气调节器450A和450B的透视图。图11是例示了根据本发明其他实施例的废气处理设备400的可调废气调节器450A和450B的正视图；而图12是例示了根据本发明其他实施例的废气处理设备400的可调废气调节器450A和450B的正视图。

参考图8-12，其他实施例的废气处理设备400可包括多个可调废气调节器450A和450B。

可调废气调节器450A和450B可使用致动器来开启或闭合所述旁路140或主排放通道110，以便适当地混合通过旁路140排放的相对高温废气和通过主排放通道110排放的相对低温废气。

在本实施例的废气处理设备400中，如果必需提高氮氧化物减少装置130中的废气温度，则可开启废气处理设备400的可调废气调节器450A和450B中的一个。例如，废气处理设备400可包括三个可调废气调节器450A和450B，并且可首先开启中间的可调废气调节器450A。

在开启中间的可调废气调节器450A之后，旁路140中流动的高温废气通过喷射部分的排出孔喷射在主排放通道110的内部上，并与主排放通道110流动的相对低温废气均匀混合。

此时，相对低温的废气可经过位于已开启的中间可调废气调节器450A和主排放通道110中间的间隙以及经过已开启的中间可调废气调节器450A的两侧（即，其它可调废气调节器450A和450B的前侧）向前流动。之后，该相对低温废气可与从旁路140喷射的高温废气混合。

如果氮氧化物减少装置130中的废气温度低于脱氮催化剂134的活性温度，可进一步开启该中间的可调废气调节器450A，同时，可开启布置在该中间的可调废气调节器450A两侧的其它可调废气调节器450A和450B，以提高旁路140中流动的废气的流量。

在废气处理设备400中，控制单元160可基于由布置在氮氧化物减少装置130前侧处的传感器162测量到的废气温度来控制可调废气调节器450A和450B的开启或闭合量。

可在氮氧化物减少装置130的前侧处布置多个传感器162，并且可基于这些传感器162测量到的废气温度来分别控制可调废气调节器450A和450B的开启程度。

虽然已经结合实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应明白，不偏离附加权利要求限定的本发明的精神和范围，能够做出变型和改变。

Claims

1.一种废气处理设备，包括：

主排放通道，由燃烧设备产生的废气通过所述主排放通道排放；

热交换器，所述热交换器布置在所述燃烧设备和所述主排放通道之间；

氮氧化物减少装置，所述氮氧化物减少装置连接到所述主排放通道，以减少废气中含有的氮氧化物；

旁路，所述旁路从所述燃烧设备连接至所述主排放通道并作为旁通所述热交换器的通道，以通过对所述热交换器进行旁通的通道而将所述燃烧设备产生的高温废气供应至所述氮氧化物减少装置；以及

可调废气调节器，所述可调废气调节器布置在所述旁路和所述主排放通道之间，以便以相关联的方式改变流经所述旁路的相对高温废气的量和流经所述主排放通道的相对低温废气的量，

其中，所述可调废气调节器能够插入到所述旁路中并包括：

阻塞部分，所述阻塞部分用于调节所述旁路或所述主排放通道的开启或闭合程度；

驱动单元，所述驱动单元被构造成使所述阻塞部分摆动或移动；和

控制单元，所述控制单元被构造成控制所述驱动单元，以便根据所述主排放通道中流动的废气的温度以及所述旁路中流动的废气的温度来调节所述阻塞部分的开启或闭合程度。

2.根据权利要求1所述的废气处理设备，其中，所述可调废气调节器还包括喷射部分，所述喷射部分位于所述阻塞部分的端部与所述旁路之间，并且，在所述喷射部分中形成有至少一个排放孔，以调节高温废气的喷射方向。

3.根据权利要求1所述的废气处理设备，其中，所述阻塞部分能够以自身的端部为中心旋转，并且，所述驱动单元包括致动器，所述致动器连接至所述阻塞部分的侧面并能够伸缩以推动或旋转所述阻塞部分。

4.根据权利要求1所述的废气处理设备，其中，所述阻塞部分能够以自身的端部为中心旋转，并且，所述驱动单元包括马达，所述马达被构造成通过至少一个连接构件来旋转所述阻塞部分。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的废气处理设备，还包括一个或多个另外的可调废气调节器，其中，这些可调废气调节器分别运行并相互关联，以便控制废气的排放。

6.根据权利要求1-4中的任一项所述的废气处理设备，其中，所述氮氧化物减少装置包括SCR（选择性催化还原）装置，所述SCR装置被构造成通过使废气与催化剂接触而从所述废气中去除氮氧化物。

7.根据权利要求6所述的废气处理设备，其中，所述SCR中的废气温度由所述可调废气调节器保持在300℃至420℃的范围内。

8.根据权利要求6所述的废气处理设备，其中，如果所述SCR中出现毒化现象，则所述可调废气调节器将所述SCR中的废气温度保持在350℃至420℃的范围内。