CN107115733B - 一种袋式除尘器喷吹清灰及气态药剂注入装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种袋式除尘器喷吹清灰及气态药剂注入装置。利用袋式除尘器固有的脉冲清灰压缩空气喷吹管12和压缩空气喷嘴11作为喷氨格栅的氨气支管和氨气喷嘴，氨气主管组件2安装在净气室1‑4外部，压缩空气喷嘴11与清灰的过滤元件1‑1对应，用于给过滤元件1‑1出口的烟气射流计量注入气态药剂，所述净气室1‑4的内部空间组成静态混合器。本装置利用除尘器固有的压缩空气喷吹管和喷嘴作为喷氨格栅的氨气支管和氨气喷嘴，无需在烟气通道内单独设置SCR脱硝氨气喷氨格栅和烟气静态混合器，避免系统阻力增加；利用过滤单元将烟气均匀分为若干股射流的特点，对应烟气射流单元分别计量喷入氨气，精确地实现了按照单元烟气量平均计量注入氨气，实现氨气与烟气充分混合效果。

Description

一种袋式除尘器喷吹清灰及气态药剂注入装置

技术领域

本发明属于烟气净化技术领域，具体涉及一种袋式除尘器喷吹清灰及气态药剂注入装置。

背景技术

氮氧化物对环境的损害作用极大，它既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗臭氧的一个重要因子。工业高温烟气主要使用还原剂（氨气、尿素、烷烃等）与氮氧化物发生化学反应还原氮氧化物，从而达到氮氧化物的净化，还原剂以氨气使用较多，选择性催化还原脱硝工艺（SCR）是主要技术之一。

除尘脱硝一体化已经成为选择性催化还原脱硝（SCR）工艺技术创新的热点，即先去除烟气中的颗粒物再脱除氮氧化合物，优点在于减少烟气中的颗粒物对催化剂的磨蚀，避免有毒害元素致催化剂中毒，延长催化剂使用寿命。据专利查询，发现这些技术创新都忽视喷氨混合系统的重要性，存在氨气与烟气混合不均匀的共性缺陷。

在传统典型的选择性催化还原脱硝工艺中，在催化剂模块前端的烟道段安装喷氨格栅、烟气混合器和烟气整流装置，混合器和整流装置后分别保留足够长度的烟道，确保烟气混合效果、整流效果，不仅烟道长，而且系统阻力大。

CN205435252U的专利文献公开了一种一体化除尘脱硝脱硫装置，将喷氨系统与脉冲清灰系统结合，利用氨气与压缩空气混合气替代脉冲清灰压缩空气。由于除尘器只有在运行阻力达到额定阻力，或除尘器连续运行达额定时间而未清灰时，清灰系统才工作，导致烟气长时间无氨气注入。

除尘器清灰时，过滤元件不同时清灰，而是逐排或交替清灰，导致只有局部过滤元件的烟气注入了氨气，既不能保证氨气的持续供给，也无法保证氨气均匀、计量注入烟气。由于烟气不能持续注入氨气，且注入氨气与烟气由于接触时间不够而混合不均匀，将导致脱硝效率不稳定，氨气逃逸率高。即使增设烟气静态混合器，也无法完全解决氨气持续供给的缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种袋式除尘器喷吹清灰及气态药剂注入装置。

本发明的技术解决方案是：一种袋式除尘器喷吹清灰及气态药剂注入装置，包括喷氨格栅和袋式除尘器的净气室；利用袋式除尘器固有的脉冲清灰压缩空气喷吹管和压缩空气喷嘴作为喷氨格栅的氨气支管和氨气喷嘴，氨气主管组件与压缩空气喷吹管构成喷氨格栅，所述氨气主管组件安装在净气室外部，压缩空气喷嘴用于过滤元件的清灰，也用于给过滤元件出口的烟气射流计量注入气态药剂，所述净气室的内部空间兼具静态混合器的功能。

进一步地，所述氨气主管组件上设有氨气短管，压缩空气喷吹管外部设有连接短管，氨气短管与连接短管以法兰联结，氨气短管安装有流量调节阀、压缩空气止回阀、检测仪表组及切断阀；阀门及检测仪表形式不限。

进一步地，所述连接短管与压缩空气喷吹管的连接处为引射器；或者连接短管直接连接至压缩空气喷吹管的弯头处。

进一步地，所述多根压缩空气喷吹管公用一个氨气主管组件。

进一步地，所述氨气主管组件连接氨气制备系统。

进一步地，所述袋式除尘器是过滤式除尘器；所述的过滤式除尘器包括所有进、出风方式和除尘器结构形式的外滤式除尘器。

进一步地，所述过滤式除尘器采用中心喷吹，过滤元件断面为圆形或小椭圆形的小口径形式，一个过滤元件对应有一个压缩空气喷嘴，过滤元件的烟气射流与对应压缩空气喷嘴计量喷入的氨气构成一个烟气混合单元；相邻两行过滤元件的射流在对应的喷吹管通道内掺混，混合形成紊流平面射流混合单元。

进一步地，所述过滤式除尘器采用中心喷吹，过滤元件断面为为长扁口时，压缩空气喷吹管布置有多个压缩空气喷嘴，过滤元件出口烟气平面射流对应有多个压缩空气喷嘴计量注入的氨气射流，一个平面烟气射流含多个氨气与烟气混合小单元。

进一步地，所述过滤式除尘器采用采用环隙喷吹方式时，压缩空气喷吹管为环状喷射器，压缩空气喷吹管在过滤元件出口侧部，氨气射流为环行缝隙射流；氨气射流在每个过滤元件出口的文氏管与烟气混合，构成一个混合单元。

进一步地，所述过滤式除尘器采用中心喷吹，压缩空气喷吹管在安装层与净气室共同组成静态烟气混合器功能。

所述的氨气主管组件，可以依据净气室的数量设置，单个净气室离线清灰时或离线检修，对应净气室的氨气主管组件可切断氨气供给。

所述的喷氨格栅，也可用于SCR烟气脱硝其他类型还原剂的注入，也可用于过滤式除尘协同处理其他气态污染物的净化处理工艺，利用所述格栅往烟气投入反应药剂并均匀混合。药剂依净化对象选择，种类不限。

所述的过滤式除尘器，包括且不限于单一箱体或多箱体除尘器，也可以是直通式除尘器；净气室对应也有单箱体或多箱体方式；所述除尘器的烟气进风方式包括且不限于中箱体下部进风或灰斗进风，或从中箱体侧面进风等方式；所述除尘器压缩空气脉冲清灰喷吹方式，包括且不限于逆喷、对喷、顺喷、中心喷吹和环隙喷吹等方式。

所述的过滤元件安装在中箱体与净气室之间的花板上，具体安装在花板孔口上，在孔口上部，安装压缩空气脉冲喷吹管，压缩空气脉冲喷吹管兼具喷氨格栅氨气支管的功能。

所述的压缩空气喷吹管，安装有压缩空气喷嘴，压缩空气喷嘴兼具氨气喷嘴的功能。

所述烟气经过滤元件除去颗粒物后，都以射流方式进入净气室。

所述过滤元件包括且不限于长扁口、椭圆、梯形和圆口等形式。

所述氨气短管上设置调节阀门、检测仪表、压缩空气止回阀及切断阀；调节阀门调节每个氨气支管的氨气流量。

所述过滤元件将烟气分为的若干股射流，指烟气通过安装于花板孔口的过滤元件除尘后，从花板孔口以射流的流态进入净气室。采用长扁口过滤元件时，烟气射流为平面射流，采用圆口或椭圆口等小口径过滤元件时，烟气射流为孔口射流。

所述还原剂混合系统的混合单元的数量，原则上由压缩空气喷嘴的数量确定。

所述压缩空气喷吹管和压缩空气喷嘴在不清灰时，压缩空气喷吹管内输送的是计量注入的氨气，压缩空气喷嘴喷出的介质为氨气，氨气以射流方式逆向注入烟气射流中，氨气与烟气射流混合，后续进入净气室。所有过滤元件喷出的烟气与对应喷吹管注入的氨气混合后，再经净气室有限空间内的充分混合，喷吹管发挥了烟气静态混合器功能，保证了氨气与烟气的均匀混合效果。

所述过滤元件采用中心喷吹方式时，压缩空气喷吹管位于过滤元件出口；通过过滤元件的烟气与氨气的混合气进入净气室，在压缩空气喷吹管之间的通道形成烟气与氨气混合介质的平面射流，后续在压缩空气喷吹管背部形成涡流，与周围流体发生强烈混合，压缩空气喷吹管发挥了烟气静态混合器功能。

所述在净气室混合均匀的烟气后续进入净气烟道，再通过烟气整流装置和催化剂模块，完成催化还原脱除氮氧化物的反应。

所述压缩空气喷吹管和压缩空气喷嘴在清灰时，压缩空气喷吹管内输送的气包内释放的压缩空气，压缩空气喷嘴喷出的介质为压缩空气，对过滤元件清灰，此过程一般在瞬间完成。所述除尘器进入清灰程序时，气包逐个向喷吹管释放压缩空气，即喷吹管不同时输送压缩空气，对氨气注入影响很小。

所述联结压缩空气喷吹管的氨气短管上安装的止回阀，可防止喷吹管在输送压缩空气时，压缩空气逆向进入氨气主管组件。

本发明的有益效果是：本装置利用除尘器固有的压缩空气喷吹管和喷嘴作为喷氨格栅的氨气支管和氨气喷嘴，无需在烟气通道内单独设置SCR脱硝氨气喷氨格栅和烟气静态混合器，避免设置喷氨格栅和烟气静态混合器导致的系统阻力增加；利用过滤单元将烟气均匀分为若干股射流的特点，对应烟气射流单元分别计量喷入氨气，精确地实现了按照单元烟气量平均计量注入氨气，充分利用了射流强烈传质优势和净气室有限空间的流体流场特点，实现氨气与烟气充分混合效果。

本装置与现有技术相比，具体的技术优势体现如下。

（1）充分利用了除尘器压缩空气喷吹管作为喷氨格栅的氨气支管，在一个装置内实现了两种功能，节省了设备投资。

（2）充分利用了除尘器压缩空气喷吹管作为喷氨格栅的氨气支管，但可实现烟气喷氨与过滤元件脉冲清灰功能的独立性，避免了相互干扰。

（3）避免了增设喷氨格栅的氨气支管而产生的除尘系统设备阻力。

（4）充分利用烟气被过滤元件分成若干多股独立射流方式进入净气室的特点，真正实现了按独立混合单元计量注入氨气并混合，充分利用流体射流与环境空间的流体介质发生强烈掺混和热交换的流体特性，且混合时间长，提高了氨气混合均匀效果。

（5）充分利用了净气室的有限空间，利用流体进入有限空间，产生强烈混合的流场特性。（6）充分利用中心喷吹脉冲除尘器喷吹管对烟气和氨气混合气的扰动；烟气以射流形态进入净气室，后续又在固有的喷吹管之间通道，再次形成平面射流，提高了烟气混合均匀效果。（7）避免了增设静态混合器而产生的设备阻力，降低了系统运行能耗。

（8）与在烟道设置喷氨格栅和静态混合器比较，除尘脱硝系统的烟道短，布置更加紧凑，真正实现了除尘脱硝一体化。

附图说明

图1是中心喷吹过滤式除尘器喷氨格栅安装示意图。

图2是中心喷吹过滤式除尘器喷氨格栅安装侧视图。

图3是环隙喷吹过滤式除尘器喷氨格栅安装示意图。

图4是环隙喷吹过滤式除尘器喷氨格栅安装侧视图。

图中：1-中箱体；1-1-过滤元件；1-2-花板孔口；1-3-花板；1-4-净气室；3-流量调节阀；4-检测仪表组；5-氨气短管；6-压缩空气止回阀；7-切断阀；8-法兰；9-连接短管；10-引射器；11-压缩空气喷嘴；12-压缩空气喷吹管；13-气包；14-脉冲阀；15-文氏管。

具体实施方式

下面详细描写本发明的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的技术方案适用于除尘脱硝一体化工艺，或过滤式除尘协同处理其他气态污染物的净化处理工艺，利用本装置往烟气投入反应药剂并均匀混合。

现以中箱体下部进风的逆喷喷吹脉冲过滤式除尘器的SCR脱硝喷氨混合系统为例，说明本发明的实施方式。

如图1所示，氨气主管组件2与安装于除尘器净气室1-4的压缩空气喷吹管12构成喷氨格栅，喷氨格栅与净气室1-4共同构成SCR脱硝喷氨混合系统。每个压缩空气喷吹管12安装有若干个压缩空气喷嘴11，压缩空气喷嘴11用于对应的过滤元件1-1的清灰，压缩空气喷吹管12和压缩空气喷嘴11兼具氨气支管和氨气喷嘴功能；氨气主管组件2上的氨气短管5与除尘器脉冲清灰压缩空气喷吹管12的连接短管9以法兰8联结，连接短管9与压缩空气喷吹管12的连接处为一引射器10，该引射器10有助于压缩空气将气态药剂引射入压缩空气喷吹管12中，也可以采用将连接短管9直接连接至压缩空气喷吹管12的弯头处；氨气主管组件2上的氨气短管5安装有流量调节阀3、压缩空气止回阀6、检测仪表组4及切断阀7，控制每根支管氨气流量，检测仪表组4和切断阀7形式不限；多根压缩空气喷吹管12公用一个氨气主管组件2，氨气主管组件2连接氨气制备系统。

每个压缩空气喷吹管12对应的氨气短管5上安装的压缩空气止回阀6，可防止过滤元件1-1清灰时压缩空气逆向进入氨气主管组件2，也防止压缩空气对氨气流量调节阀3和氨气仪表检测组4的影响。

除尘器进入清灰程序时，压缩空气喷吹管12对应的脉冲阀14逐一开启，从气包13释放一股压缩空气后关闭，压缩空气喷吹管12和压缩空气喷嘴11用做压缩空气输送和过滤元件1-1的清灰，脉冲宽度一般为30毫秒至200毫秒。某一脉冲阀14开启时，其他脉冲阀14处于关闭状态，对应的压缩空气喷吹管12依然用作氨气支管。除尘器清灰对烟气氨气注入的影响很小。

除尘器不清灰时，所有压缩空气喷吹管12对应的脉冲阀14关闭，所有压缩空气喷吹管12和压缩空气喷嘴11用做氨气支管和氨气喷嘴。

高温烟气从中箱体1下部，分别进入过滤式除尘器，经过安装于花板1-3上的过滤元件1-1去除颗粒物后，以烟气射流方式从花板孔口1-2（过滤元件1-1出口）进入净气室1-4，与压缩空气喷嘴11（氨气喷嘴）计量注入的氨气混合，每股氨气射流烟气射流构成一个氨气与烟气的混合单元。所有的混合单元的氨气与烟气混合后，经净气室1-4有限空间混合，通过后续烟道进入整流和催化剂模块，完成还原脱硝反应。

中心喷吹过滤式除尘器喷氨混合系统。

如图2所示，中心喷吹过滤式除尘器的过滤元件1-1断面为圆形或小椭圆形等小口径形式时，一般一个过滤元件1-1对应有一个压缩空气喷嘴11，即氨气喷嘴。每个过滤元件1-1的烟气射流与对应计量喷入的氨气的混合后，由于压缩空气喷吹管12的阻挡，在压缩空气喷吹管12两侧形成对称两股射流，相邻两个过滤元件1-1的射流在对应的压缩空气喷吹管12通道内掺混，混合形成平面射流单元，经压缩空气喷吹管12安装层的通道形成紊流平面射流，经压缩空气喷吹管12的扰动，在净气室1-4有限空间内充分混合均匀后，最后依次进入整流装置和SCR脱硝还原反应催化剂模块。压缩空气喷吹管12安装层和净气室1-1发挥了烟气静态混合器功能。

长扁口过滤式除尘器喷氨混合系统。

当过滤元件1-1的断面为长扁口时，依据过滤元件1-1的断面尺寸，布置有多个压缩空气喷嘴11，即氨气喷嘴，过滤元件1-1过滤烟气时，将烟气分成若干单元的平面射流，每股烟气射流对应有多个计量注入的氨气射流，一个平面烟气射流含多个氨气与烟气混合小单元。所有的氨气射流与平面烟气射流混合后，后续在净气室1-4有限空间内实现氨气与烟气的充分均匀混合。

如图3、图4所示，环隙喷吹过滤式除尘器的压缩空气喷嘴11为环状喷射器，压缩空气喷吹管12在过滤元件1-1出口侧部，喷射器在用作氨气喷嘴时，氨气射流为环行缝隙射流。氨气射流在每个过滤元件1-1出口的文氏管15开始与烟气混合，构成一个混合单元，同时共同形成一个氨气与烟气混合气的孔口射流。所有进入净气室1-4的氨气与烟气混合单元射流，构成均匀布置的平行射流，在净气室1-4有限空间内相互掺混，同时射流与周边流体掺混，在净气室1-4有限空间内实现氨气与烟气的充分均匀混合。

上述实施例的说明只是用于理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也将落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种袋式除尘器喷吹清灰及气态药剂注入装置，其特征在于包括喷氨格栅和袋式除尘器的净气室（1-4）；利用袋式除尘器固有的脉冲清灰压缩空气喷吹管（12）和压缩空气喷嘴（11）作为喷氨格栅的氨气支管和氨气喷嘴，氨气主管组件（2）与压缩空气喷吹管（12）构成喷氨格栅，所述氨气主管组件（2）安装在净气室（1-4）外部，压缩空气喷嘴（11）用于过滤元件（1-1）的清灰，也用于给过滤元件（1-1）出口的烟气射流计量注入气态药剂，所述净气室（1-4）的内部空间兼具静态混合器的功能；所述氨气主管组件（2）上设有氨气短管（5），压缩空气喷吹管（12）外部设有连接短管（9），氨气短管（5）与连接短管（9）以法兰（8）联结，氨气短管（5）安装有流量调节阀（3）、压缩空气止回阀（6）、检测仪表组（4）及切断阀（7）；所述连接短管（9）与压缩空气喷吹管（12）的连接处为引射器（10）；或者连接短管（9）直接连接至压缩空气喷吹管（12）的弯头处；多根压缩空气喷吹管（12）共 用一个氨气主管组件（2）。

2.根据权利要求1所述的一种袋式除尘器喷吹清灰及气态药剂注入装置，其特征在于所述氨气主管组件（2）连接氨气制备系统。

3.根据权利要求1所述的一种袋式除尘器喷吹清灰及气态药剂注入装置，其特征在于所述袋式除尘器是过滤式除尘器。

4.根据权利要求3所述的一种袋式除尘器喷吹清灰及气态药剂注入装置，其特征在于所述过滤式除尘器采用中心喷吹，过滤元件（1-1）断面为圆形或小椭圆形的小口径形式，一个过滤元件（1-1）对应有一个压缩空气喷嘴（11），过滤元件（1-1）的烟气射流与对应压缩空气喷嘴（11）计量喷入的氨气构成一个烟气混合单元；相邻两行过滤元件（1-1）的射流在对应的喷吹管通道内掺混，混合形成紊流平面射流混合单元。

5.根据权利要求3所述的一种袋式除尘器喷吹清灰及气态药剂注入装置，其特征在于所述过滤式除尘器采用中心喷吹，过滤元件（1-1）断面为长扁口时，压缩空气喷吹管（12）布置有多个压缩空气喷嘴（11），过滤元件（1-1）出口烟气平面射流对应有多个压缩空气喷嘴（11）计量注入的氨气射流，一个平面烟气射流含多个氨气与烟气混合小单元。

6.根据权利要求3所述的一种袋式除尘器喷吹清灰及气态药剂注入装置，其特征在于所述过滤式除尘器采用环隙喷吹方式时，压缩空气喷吹管（12）为环状喷射器，压缩空气喷吹管（12）在过滤元件（1-1）出口侧部，氨气射流为环行缝隙射流；氨气射流在每个过滤元件（1-1）出口的文氏管（15）与烟气混合，构成一个混合单元。

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