CN109173720A - 一种烟气旋流再分布式脱硝反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环保设备领域，具体公开了一种烟气旋流再分布式脱硝反应器，包括依次相互连接的烟气进管、用于导流烟气的旋流组件、喷氨混合装置、连接烟管、催化反应装置和烟气出管，所述旋流组件包括第一壳体、导流板和安装板，所述导流板呈螺旋扇叶状，所述导流板连接于第一壳体内壁且沿第一壳体周向设有若干个，且所有导流板旋向相同，所述安装板位于所有导流板之间，且所述安装板固定连接于所有导流板朝向第一壳体中心一端。烟气通过烟气进管进入到旋流组件内，并沿着导流板运动形成旋转均匀的烟气气流，进而使烟气运动到喷氨混合装置处时，可处于分布均匀的状态，使烟气和喷氨混合装置喷出的反应液更好的接触反应，减少死角，提高脱硝效率。

Description

一种烟气旋流再分布式脱硝反应器

技术领域

本发明涉及环保设备领域，具体涉及一种烟气旋流再分布式脱硝反应器。

背景技术

防止环境污染的重要性，已作为世界范围的问题而被尖锐地提了出来。随着现代工业生产的发展和生活水平的提高，大气污染成了人们十分关注的问题。

现有的烟气脱硝技术主要有干法(选择性催化还原烟气脱硝、选择性非催化还原法脱硝)和湿法两种。与湿法烟气脱硝技术相比，干法烟气脱硝技术的主要优点是:基本投资低，设备及工艺过程简单，脱除NOX的效率也较高，无废水和废弃物处理，不易造成二次污染。选择性催化还原SCR法脱硝是在催化剂存在的条件下，采用氨、CO或碳氢化合物等作为还原剂，在氧气存在的条件下将烟气中的NO还原为N2。可以作为SCR反应还原剂的有NH3、CO、H2，还有甲烷、乙烯、丙烷、丙稀等。以氨作为还原气的时候能够得到的NO的脱除效率最高。

现阶段脱硝反应器内的烟气分布基本采用反应器内分布格珊，进入装置的烟气一般存在倾角，因此烟气和分布格栅之间存在夹角，导致烟气经过分布格栅后分布不均匀，即运动到反应器处的烟气分布不均，与反应器之间存在死角，易发生烟气与氨气的混合不均的情况，影响脱硝效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种烟气旋流再分布式脱硝反应器，使烟气分布均匀，减少死角，提高脱硝效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种烟气旋流再分布式脱硝反应器，包括依次相互连接的烟气进管、用于导流烟气的旋流组件、喷氨混合装置、连接烟管、催化反应装置和烟气出管，所述旋流组件包括第一壳体、导流板和安装板，所述导流板呈螺旋扇叶状，所述导流板连接于第一壳体内壁且沿第一壳体周向设有若干个，且所有导流板旋向相同，所述安装板位于所有导流板之间且呈环形设置，所述安装板固定连接于所有导流板朝向第一壳体中心一端。

通过采用上述技术方案，烟气通过烟气进管进入到旋流组件内，并沿着导流板运动形成旋转均匀的烟气气流，进而使烟气运动到喷氨混合装置处时，可处于分布均匀的状态，使烟气和喷氨混合装置喷出的反应液更好的接触反应，减少死角，提高脱硝效率。

本发明的进一步设置为：所述喷氨混合装置包括第二壳体、位于第二壳体内的喷淋管、安装在喷淋管上的喷嘴和用于供给喷淋管反应液的储液组件，所述喷嘴相对喷淋管呈倾斜设置，且所述喷嘴的倾斜方向与导流板的旋向相反。

通过采用上述技术方案，反应液从喷嘴喷出后，在喷氨混合装置中具有一定的旋流，由于旋流的方向与烟气的旋流方向相反，可使氨气与烟气快速混合均匀，提高了脱硫效率。

本发明的进一步设置为：所述喷淋管包括主管、环形管、沿环形管径向设置的连接管，所述主管连接于储液组件，所述环形管设有若干个且均呈同轴设置，所有所述环形管位于同一平面，所述连接管沿环形管周向设有若干根且连通环形管，所述主管位于所有连接管中间且连通所有连接管。

通过采用上述技术方案，通过环形管，使反应液可本均匀的喷射分布在第二壳体内各处，确保所有的烟气均可与反应液接触，即提高了反应液的利用率，又提高脱硫效率。

本发明的进一步设置为：所述安装板位于导流板下端且安装板外周为圆形，所述安装板固定连接于第一壳体，所述导流板朝向安装板一端沿安装板径向转动连接于安装板，所述导流板朝向第一壳体内壁两端分别为固定端和滑动端，所述固定端固定连接于第一壳体，所述滑动端沿安装板轴向定位滑动连接于第一壳体内壁。

通过采用上述技术方案，可根据烟气浓度，来相对第一壳体滑动导流板的滑动端，此时导流板相对安装板转动，且导流板产生形变，进而改变导流板的底端切线方向与水平方向的夹角，使烟气的旋流角度和旋流流速改变。若烟气浓度过高，则需将旋流角度调小，旋流流速调慢，确保反应液有足够的时间与烟气反应。若烟气浓度较低，可将旋流角度调大，旋流流速调快，进而提高烟气处理的速度，确保处理效率。

本发明的进一步设置为：所述滑动端上固定连接有沿竖直方向定位滑动连接于第一壳体的滑块，所述第一壳体外设有用于驱动滑块相对第一壳体滑动的驱动机构。

通过采用上述技术方案，可通过驱动机构在不进入第一壳体的情况下对导流板角度进行调节，方便快捷。同时也可在脱硝过程中进行该操作，扩大了适用场景。

本发明的进一步设置为：所述滑块上端面朝外呈倾斜向下设置形成第一斜面，所述滑块下端面朝外呈倾斜向上设置形成第二斜面，所述驱动机构包括穿过第一壳体且沿第一壳体径向定位滑动连接于第一壳体的第一楔形块、穿过第一壳体且沿第一壳体径向定位滑动连接于第一壳体的第二楔形块，所述第一楔形块抵接于第一斜面，所述第二楔形块抵接于第二斜面。

通过采用上述技术方案，可通过相对第一壳体反向滑动第一楔形块和第二楔形块，来驱动滑块沿竖直方向运动，实现了导流板角度的改变。同时第一楔形块和第二楔形块抵紧滑块，可对滑块产生支撑和限位作用，进而使导流板稳定的维持在调节后的形态。

本发明的进一步设置为：所述第一壳体外固定安装有固定架，所述固定架上分别转动连接有第一螺栓和第二螺栓，所述第一螺栓和第二螺栓沿轴向固定连接于固定架，所述第一螺栓平行于第一楔形块且螺纹连接于第一楔形块，所述第二螺栓平行于第二楔形块且螺纹连接于第二楔形块。

通过采用上述技术方案，可通过转动第一螺栓和第二螺栓来驱动第一楔形块和第二楔形块相对第一壳体滑动，由于螺纹具有较大的摩擦力，故实现了第一楔形块和第二楔形块定位滑动连接于第一壳体。

本发明的进一步设置为：所述第一螺栓上固定套设有第一齿轮，所述第二螺栓上固定套设有第二齿轮，所述第一齿轮啮合于第二齿轮。

通过采用上述技术方案，通过第一齿轮和第二齿轮实现了第一螺栓和第二螺栓的同步反向转动，进而只需转动其中一个，即可驱动滑块相对第一壳体滑动。且由于第一螺栓和第二螺栓的联动，确保了第一楔形块和第二楔形块势必会同步反向滑动，进而确保了滑块可被抵紧限位。使导流板稳定的维持在调节后的形态。

本发明的进一步设置为：两块所述相邻的滑块之间设有沿第一壳体周向设置的联动杆，所述联动杆固定连接于滑块。

通过采用上述技术方案，只需一个驱动机构，即可驱动所有导流板被调节至相同的角度，提高了调节效率。

本发明的进一步设置为：与设有驱动机构的滑块对称的滑块上设有支撑机构，所述支撑机构包括位于第一壳体内的第三楔形块和位于第一壳体内的第四楔形块，所述第三楔形块和第四楔形块均沿安装板径向滑动连接于第一壳体，所述第三楔形块抵接于第一斜面，所述第四楔形块抵接于第二斜面。

通过采用上述技术方案，第三楔形块和第四楔形块会随着滑块的运动运动，且一直抵紧滑块，对滑块产生支撑和限位作用，使导流板可更稳定的安装在第一壳体内并相对第一壳体运动。

本发明具有以下优点：1、使烟气分布均匀，减少死角，提高脱硝效率；2、使喷氨混合装置喷出的反应液和烟气更好的接触反应；3、使氨气与烟气快速混合均匀，提高了脱硫效率；4、可根据烟气的实际浓度调节导流板倾斜角度，在确保脱硝率的前提下，提高处理效率。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图；

图2为实施例一中旋流组件的剖视图；

图3为实施例一在旋流组件处的剖视图；

图4为实施例一中导流板的结构示意图；

图5为实施例一中喷淋管的结构示意图；

图6为实施例一中环形管和喷嘴的结构示意图；

图7为实施例二中旋流组件的剖视图；

图8为实施例二中导流板的结构示意图；

图9为实施例二在驱动机构处的剖视图；

图10为实施例二在旋流组件处的剖视图；

图11为实施例二在支撑机构处的剖视图；

图12为实施例三的结构示意图；

图13为实施例四的结构示意图。

附图标记：1、烟气进管；2、旋流组件；3、喷氨混合装置；4、连接烟管；5、催化反应装置；6、烟气出管；7、第一壳体；8、导流板；9、安装板；10、第二壳体；11、喷淋管；12、喷嘴；13、储液组件；14、主管；15、环形管；16、连接管；17、混合器；18、稀释风机；19、缓冲罐；20、储氨罐；21、连接杆；22、转动轴；23、固定端；24、滑动端；25、滑块；26、滑槽；27、柔性件；28、联动杆；29、第一斜面；30、第二斜面；31、驱动机构；32、第一楔形块；33、第二楔形块；34、固定架；35、第一螺栓；36、第二螺栓；37、第一齿轮；38、第二齿轮；39、支撑机构；40、第三楔形块；41、第四楔形块；42、集灰斗；43、弧形槽；44、连接板。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，一种烟气旋流再分布式脱硝反应器，包括依次相互连接的烟气进管1、用于导流烟气的旋流组件2、喷氨混合装置3、连接烟管4、催化反应装置5和烟气出管6。

如图1和图2所示，旋流组件2包括第一壳体7、导流板8和安装板9。第一壳体7为空心圆柱体。烟气进管1一端连接于锅炉出口，另一端固定连接于第一壳体7。如图3和图4所示，导流板8呈螺旋扇叶状，导流板8固定连接于第一壳体7内壁且沿第一壳体7周向设有四个，所有导流板8旋向相同。导流板8的底端切线方向与水平方向夹角α为60°。如图2所示，安装板9位于导流板8下端且位于所有导流板8之间。导流板8朝向第一壳体7中心一端开设有弧形槽43，安装板9呈环形设置。安装板9嵌设于弧形槽43内且固定连接于导流板8。导流板8和安装板9之间可通过焊接固定。

如图1所示，喷氨混合装置3包括第二壳体10、位于第二壳体10内的喷淋管11、安装在喷淋管11上的喷嘴12和用于供给喷淋管11反应液的储液组件13。第二壳体10一端固定连接于第一壳体7远离烟气进管1一端，且另一端固定连接于连接烟管4。

如图5所示，喷淋管11包括主管14、环形管15、沿环形管15径向设置的连接管16。环形管15设有若干个且均呈同轴设置，所有环形管15位于同一平面。连接管16沿环形管15周向设有若干根且连通环形管15，主管14位于所有连接管16中间且连通所有连接管16。主管14连接于储液组件13。储液组件13依次包括相互连接的混合器17、稀释风机18、缓冲罐19和储氨罐20。喷嘴12安装于环形管15上且连通环形管15。如图6所示，喷嘴12相对环形管15呈倾斜设置，且喷嘴12的倾斜方向与导流板8的旋向相反。

如图1和图5所示，储氨罐20内反应液在稀释风机18的带动下经过缓冲罐19进入到混合器17内，然后通过通过主管14输送到环形管15内，通过喷嘴12对第二壳体10内进行喷淋。

该反应器的工作原理如下：烟气通过烟气进管1进入到旋流组件2内，并沿着导流板8运动形成旋转均匀的烟气气流，进而使烟气运动到喷氨混合装置3处时，处于分布均匀的状态。此时喷嘴12处喷出被稀释过的反应液，反应液从喷嘴12喷出后，在喷氨混合装置3中具有一定的旋流，由于旋流的方向与烟气的旋流方向相反，可使反应液与烟气快速混合均匀，提高了脱硫效率。然后烟气进入到催化反应装置5内，进行氧化脱硫。在完成脱硫后通过烟气出管6排出该反应器，完成了对烟气的脱硫处理。

实施例二：

实施例二和实施例一的区别在于，如图7所示，安装板9位于导流板8下端且安装板9截面呈环形设置。安装板9下端连接杆21，连接杆21呈L型，且连接杆21固定连接于安装板9和第一壳体7内壁。连接杆21设有两个且沿安装板9轴心线呈对称设置。进而将安装板9稳定固定在第一壳体7内。

如图7和图8所示，安装板9外壁沿其径向固定设有转动轴22，转动轴22沿安装板9周向设有若干个且每根转动轴22对应一个导流板8。导流板8靠近安装板9一端固定设有连接板44，连接板44套设于转动轴22外且转动连接于转动轴22。

如图8所示，导流板8可由钢片、铁片、塑料片等具有一定形变量的材质制成。导流板8朝向第一壳体7内壁两端分别为固定端23和滑动端24。固定端23低于滑动端24且固定连接于第一壳体7。如图9所示，第一壳体7内壁沿其轴向开设有滑槽26，滑动端24固定连接有滑块25，滑块25嵌设于滑槽26内且滑动连接于滑槽26。如图8和图9所示，导流板8朝向第一壳体7一侧设有柔性件27，柔性件27抵紧于第一壳体7内壁。可通过相对第一壳体7滑动滑块25，来使导流板8相对第一壳体7转动变形，实现导流板8的底端切线方向与水平方向夹角的改变。使烟气的旋流角度和旋流流速改变。

具体的，如图10所示，两块相邻的滑块25之间设有沿第一壳体7周向设置的联动杆28，联动杆28固定连接于滑块25，从而使所有滑块25可同步相对第一壳体7滑动。如图9所示，滑块25上端面朝外呈倾斜向下设置形成第一斜面29，滑块25下端面朝外呈倾斜向上设置形成第二斜面30。第一壳体7外设有用于驱动滑块25相对第一壳体7滑动的驱动机构31。驱动机构31包括穿过第一壳体7且沿第一壳体7径向滑动连接于第一壳体7的第一楔形块32、穿过第一壳体7且沿第一壳体7径向滑动连接于第一壳体7的第二楔形块33。第一楔形块32和第二楔形块33均抵紧于第一壳体7，且与第一壳体7之间呈密封状态。第一楔形块32位于第一壳体7内一端抵接于其中一个滑块25第一斜面29，第二楔形块33位于第一壳体7内一端抵接于与第一楔形块32抵接的滑块25的第二斜面30。

如图9所示，第一壳体7外固定安装有固定架34，固定架34上分别转动连接有第一螺栓35和第二螺栓36，第一螺栓35和第二螺栓36沿轴向固定连接于固定架34。第一螺栓35平行于第一楔形块32且螺纹连接于第一楔形块32，第二螺栓36平行于第二楔形块33且螺纹连接于第二楔形块33。第一螺栓35上固定套设有第一齿轮37，第二螺栓36上固定套设有第二齿轮38，第一齿轮37啮合于第二齿轮38。

转动第一螺栓35时，在第一齿轮37和第二齿轮38的作用下，第二螺栓36相对第一螺栓35同时反向转动，进而驱动第一楔形块32和第二楔形块33同步相对第一壳体7反向滑动。即第一楔形块32和第二楔形块33其中一块朝向第一壳体7轴心滑动，另一块朝向背对第一壳体7轴心的一侧滑动。在第一楔形块32和第二楔形块33的带动下，该滑块25沿第一壳体7轴向运动，从而调节导流板8角度。第一楔形块32和第二楔形块33抵紧滑块25，可对滑块25产生支撑和限位作用，进而使导流板8稳定的维持在调节后的形态。同时由于联动杆28的作用，所有滑块25均可同步运动，将所有导流板8调节至相同角度。

如图11所示，为了使滑块25可更稳定的连接于第一壳体7，与第一楔形块32抵接的滑块25沿第一壳体7中心轴线对称的滑块25上设有支撑机构39。支撑机构39包括位于第一壳体7内的第三楔形块40和位于第一壳体7内的第四楔形块41，第三楔形块40和第四楔形块41均沿安装板9径向滑动连接于第一壳体7。第三楔形块40和第四楔形块41均抵紧于第一壳体7，且与第一壳体7之间呈密封状态。第三楔形块40一端抵接于第一斜面29，第四楔形块41一端抵接于第二斜面30。第三楔形块40和第四楔形块41会随着滑块25的运动运动，且一直抵紧滑块25，对滑块25产生支撑和限位作用，使导流板8可更稳定的安装在第一壳体7内并相对第一壳体7运动。

在该反应器工作时，若烟气浓度过高，则可转动第一螺栓35，使滑块25相对第一壳体7向下滑动，将旋流角度调小，旋流流速调慢，确保反应液有足够的时间与烟气反应。若烟气浓度较低，可反向转动第一螺栓35，使滑块25相对第一壳体7向上运动，将旋流角度调大，旋流流速调快，进而提高烟气处理的速度，确保处理效率。

实施例三：

实施例三和实施例一的区别在于，如12所示，烟气进管1和烟气出管6的底侧还分别设置有一个集灰斗42。在烟气流动的过程中，烟气中的颗粒下落时可落入集灰斗42内，减小了灰尘落在烟气进管1内壁和烟气出管6内壁上，又进入下一波烟气中的概率。

实施例四：

实施例四和实施例一的区别在于，如13所示，为了进一步提高烟气与反应后混合后在催化反应装置5内的分布，在催化反应装置5的上侧的连接烟管4上也设有旋流组件2。旋流组件2位于连接烟管4和催化反应装置5之间且固定连接于接烟管和催化反应装置5。

烟气经过旋流组件2后，形成旋转均匀的烟气气流，进而使烟气分布均匀，使烟气可更好的与催化反应装置5接触，提高催化效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种烟气旋流再分布式脱硝反应器，其特征是：包括依次相互连接的烟气进管（1）、用于导流烟气的旋流组件（2）、喷氨混合装置（3）、连接烟管（4）、催化反应装置（5）和烟气出管（6），所述旋流组件（2）包括第一壳体（7）、导流板（8）和安装板（9），所述导流板（8）呈螺旋扇叶状，所述导流板（8）连接于第一壳体（7）内壁且沿第一壳体（7）周向设有若干个，且所有导流板（8）旋向相同，所述安装板（9）位于所有导流板（8）之间且呈环形设置，所述安装板（9）固定连接于所有导流板（8）朝向第一壳体（7）中心一端。

2.根据权利要求1所述的一种烟气旋流再分布式脱硝反应器，其特征是：所述喷氨混合装置（3）包括第二壳体（10）、位于第二壳体（10）内的喷淋管（11）、安装在喷淋管（11）上的喷嘴（12）和用于供给喷淋管（11）反应液的储液组件（13），所述喷嘴（12）相对喷淋管（11）呈倾斜设置，且所述喷嘴（12）的倾斜方向与导流板（8）的旋向相反。

3.根据权利要求2所述的一种烟气旋流再分布式脱硝反应器，其特征是：所述喷淋管（11）包括主管（14）、环形管（15）、沿环形管（15）径向设置的连接管（16），所述主管（14）连接于储液组件（13），所述环形管（15）设有若干个且均呈同轴设置，所有所述环形管（15）位于同一平面，所述连接管（16）沿环形管（15）周向设有若干根且连通环形管（15），所述主管（14）位于所有连接管（16）中间且连通所有连接管（16）。

4.根据权利要求1所述的一种烟气旋流再分布式脱硝反应器，其特征是：所述安装板（9）位于导流板（8）下端且安装板（9）外周为圆形，所述安装板（9）固定连接于第一壳体（7），所述导流板（8）朝向安装板（9）一端沿安装板（9）径向转动连接于安装板（9），所述导流板（8）朝向第一壳体（7）内壁两端分别为固定端（23）和滑动端（24），所述固定端（23）固定连接于第一壳体（7），所述滑动端（24）沿安装板（9）轴向定位滑动连接于第一壳体（7）内壁。

5.根据权利要求4所述的一种烟气旋流再分布式脱硝反应器，其特征是：所述滑动端（24）上固定连接有沿竖直方向定位滑动连接于第一壳体（7）的滑块（25），所述第一壳体（7）外设有用于驱动滑块（25）相对第一壳体（7）滑动的驱动机构（31）。

6.根据权利要求5所述的一种烟气旋流再分布式脱硝反应器，其特征是：所述滑块（25）上端面朝外呈倾斜向下设置形成第一斜面（29），所述滑块（25）下端面朝外呈倾斜向上设置形成第二斜面（30），所述驱动机构（31）包括穿过第一壳体（7）且沿第一壳体（7）径向定位滑动连接于第一壳体（7）的第一楔形块（32）、穿过第一壳体（7）且沿第一壳体（7）径向定位滑动连接于第一壳体（7）的第二楔形块（33），所述第一楔形块（32）抵接于第一斜面（29），所述第二楔形块（33）抵接于第二斜面（30）。

7.根据权利要求6所述的一种烟气旋流再分布式脱硝反应器，其特征是：所述第一壳体（7）外固定安装有固定架（34），所述固定架（34）上分别转动连接有第一螺栓（35）和第二螺栓（36），所述第一螺栓（35）和第二螺栓（36）沿轴向固定连接于固定架（34），所述第一螺栓（35）平行于第一楔形块（32）且螺纹连接于第一楔形块（32），所述第二螺栓（36）平行于第二楔形块（33）且螺纹连接于第二楔形块（33）。

8.根据权利要求7所述的一种烟气旋流再分布式脱硝反应器，其特征是：所述第一螺栓（35）上固定套设有第一齿轮（37），所述第二螺栓（36）上固定套设有第二齿轮（38），所述第一齿轮（37）啮合于第二齿轮（38）。

9.根据权利要求8所述的一种烟气旋流再分布式脱硝反应器，其特征是：两块所述相邻的滑块（25）之间设有沿第一壳体（7）周向设置的联动杆（28），所述联动杆（28）固定连接于滑块（25）。

10.根据权利要求9所述的一种烟气旋流再分布式脱硝反应器，其特征是：与设有驱动机构（31）的滑块（25）对称的滑块（25）上设有支撑机构（39），所述支撑机构（39）包括位于第一壳体（7）内的第三楔形块（40）和位于第一壳体（7）内的第四楔形块（41），所述第三楔形块（40）和第四楔形块（41）均沿安装板（9）径向滑动连接于第一壳体（7），所述第三楔形块（40）抵接于第一斜面（29），所述第四楔形块（41）抵接于第二斜面（30）。