CN109260944A - 脱硝反应装置及其控制方法、烟气处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种脱硝反应装置及其控制方法、烟气处理系统，其中，脱硝反应装置包括两个脱硝反应器。本发明的技术方案通过设置两个脱硝反应器，并控制第一开关、第二开关及第三开关，来实现两个脱硝反应器的串联运行或并联运行，使脱硝反应装置适应烟气量的变化，从而使脱硝反应装置处于比较理想的运行工况。
Description
技术领域
本发明涉及烟气处理领域，特别涉及一种脱硝反应装置及其控制方法、烟气处理系统。
背景技术
氮氧化物(NOx)是造成大气污染的主要污染源之一，通常所说的氮氧化物有多种不同形式，其中NO和NO2是主要的大气污染物。氮氧化物的排放主要来自于煤炭等能源的直接燃烧。在燃料燃烧过程中，NOx的生成量与燃烧方式、燃烧温度、空气过量系数等密切相关。降低NOx排放主要有两种措施，一是控制燃烧过程中NOx的生成，即低NOx燃烧技术；二是对生成的NOx进行处理，即烟气脱硝技术。
在众多的脱硝技术中，选择性催化还原法(SCR)是脱硝效率最高，也是最为成熟的脱硝技术，目前已成为国内外广泛应用的主流脱硝技术。在采用选择性催化还原法进行脱硝处理时，烟气流速直接影响NH3与NOx的混合程度，需要保证合理的烟气流速以保证NH3与NOx充分混合，从而使反应充分进行。同时，烟气流速的选择应避免粉尘在催化剂上沉积，并且要避免因流速过高对催化剂造成的磨损。
SCR脱硝反应器在设计时，一般按照常用工况的烟气量来进行设计，使其处在最优的工艺运行条件。现有的烟气处理系统均采用的是“一炉一塔”形式，即一个玻璃窑炉对应设置一个SCR脱硝反应器。SCR脱硝反应器的烟气量变化适应性不强，如果烟气负荷大幅度变化，SCR脱硝反应器运行工况将偏离理想工艺条件。此外，当SCR脱硝反应器发生故障时，需停运SCR脱硝反应器来清理或维修，期间无法进行脱硝处理，烟气需直排。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种脱硝反应装置，旨在使脱硝反应装置适应烟气量的变化，从而使脱硝反应装置处于比较理想的运行工况。
为实现上述目的，本发明提出一种脱硝反应装置，包括两个脱硝反应器，两个所述脱硝反应器的进气口通过第一烟气管连通，所述第一烟气管上设置有第一开关，所述第一开关与总进气管连通；
两个所述脱硝反应器的出气口通过第二烟气管连通，所述第二烟气管上设置有第二开关，所述第二开关与总出气管连通；
所述第一烟气管通过第三烟气管与所述第二烟气管连通，所述第三烟气管上设置有第三开关；两个所述脱硝反应器分别为第一脱硝反应器和第二脱硝反应器，所述第三烟气管的一端连接于所述第二脱硝反应器的进气口与所述第一开关之间，另一端连接于所述第一脱硝反应器的出气口与所述第二开关之间。
优选地，所述第一开关包括间隔设置的第一闸板和第二闸板，所述总进气管连接于所述第一闸板与第二闸板之间；和/或所述第二开关包括间隔设置的第三闸板和第四闸板，所述总出气管连接于所述第三闸板和第四闸板之间。
优选地，所述第三开关包括一第五闸板。
本发明还提出一种烟气处理系统，包括脱硝反应装置，所述脱硝反应装置包括两个脱硝反应器，两个所述脱硝反应器的进气口通过第一烟气管连通，所述第一烟气管上设置有第一开关，所述第一开关与总进气管连通；
两个所述脱硝反应器的出气口通过第二烟气管连通，所述第二烟气管上设置有第二开关，所述第二开关与总出气管连通；
所述第一烟气管通过第三烟气管与所述第二烟气管连通，所述第三烟气管上设置有第三开关；两个所述脱硝反应器分别为第一脱硝反应器和第二脱硝反应器，所述第三烟气管的一端连接于所述第二脱硝反应器的进气口与所述第一开关之间，另一端连接于所述第一脱硝反应器的出气口与所述第二开关之间。
本发明还提出一种脱硝反应装置的控制方法，所述脱硝反应装置包括两个脱硝反应器，所述脱硝反应装置的控制方法包括以下步骤：
当进入所述脱硝反应装置的烟气量小于或等于设定值时，控制两个所述脱硝反应器串联运行；
当进入所述脱硝反应装置的烟气量大于所述设定值时，控制两个所述脱硝反应器并联运行。
优选地，两个所述脱硝反应器的进气口通过第一烟气管连通，所述第一烟气管上设置有第一开关，所述第一开关与总进气管连通；两个所述脱硝反应器的出气口通过第二烟气管连通，所述第二烟气管上设置有第二开关，所述第二开关与总出气管连通；所述第一烟气管通过第三烟气管与所述第二烟气管连通，所述第三烟气管上设置有第三开关；两个所述脱硝反应器分别为第一脱硝反应器和第二脱硝反应器，所述第三烟气管的一端连接于所述第二脱硝反应器的进气口与所述第一开关之间，另一端连接于所述第一脱硝反应器的出气口与所述第二开关之间；所述脱硝反应装置的控制方法包括：
当进入所述脱硝反应装置的烟气量小于或等于设定值时，控制所述第一开关使所述总进气管只与所述第一脱硝反应器的进气口连通，控制所述第二开关使所述总出气管只与所述第二脱硝反应器的出气口连通，控制所述第三开关开启；
当进入所述脱硝反应装置的烟气量大于所述设定值时，控制所述第一开关使所述总进气管与所述第一脱硝反应器的进气口和所述第二脱硝反应器的进气口均连通，控制所述第二开关使所述总出气管与所述第一脱硝反应器的出气口和所述第二脱硝反应器的出气口均连通，控制所述第三开关关闭。
优选地，所述第一开关包括间隔设置的第一闸板和第二闸板，所述总进气管连接于所述第一闸板与第二闸板之间；所述第二开关包括间隔设置的第三闸板和第四闸板，所述总出气管连接于所述第三闸板和第四闸板之间；所述脱硝反应装置的控制方法包括：
当进入所述脱硝反应装置的烟气量小于或等于设定值时，控制所述第一闸板开启、所述第二闸板关闭、所述第三闸板关闭、所述第四闸板开启及所述第三开关开启；
当进入所述脱硝反应装置的烟气量大于所述设定值时，控制所述第一闸板开启、所述第二闸板开启、所述第三闸板开启、所述第四闸板开启及所述第三开关关闭。
优选地，所述设定值为所述脱硝反应器的额定负荷的60％。
本发明的技术方案通过设置两个脱硝反应器，并控制第一开关、第二开关及第三开关，来实现两个脱硝反应器的串联运行或并联运行，使脱硝反应装置适应烟气量的变化，从而使脱硝反应装置处于比较理想的运行工况。
附图说明
图1为本发明脱硝反应装置一实施例的结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 10 | 脱硝反应装置 | 70 | 第一开关 |
| 11 | 第一脱硝反应器 | 80 | 第二开关 |
| 12 | 第二脱硝反应器 | 90 | 第三开关 |
| 20 | 第一烟气管 | 71 | 第一闸板 |
| 30 | 第二烟气管 | 72 | 第二闸板 |
| 40 | 第三烟气管 | 81 | 第三闸板 |
| 50 | 总进气管 | 82 | 第四闸板 |
| 60 | 总出气管 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种脱硝反应装置。
在本发明的一实施例中，如图1所示，脱硝反应装置10包括两个脱硝反应器，分别为第一脱硝反应器11和第二脱硝反应器12。两个所述脱硝反应器的进气口通过第一烟气管20连通，所述第一烟气管20上设置有第一开关70，所述第一开关70与总进气管50连通；两个所述脱硝反应器的出气口通过第二烟气管30连通，所述第二烟气管30上设置有第二开关80，所述第二开关80与总出气管60连通；所述第一烟气管20通过第三烟气管40与所述第二烟气管30连通，所述第三烟气管40上设置有第三开关90；所述第三烟气管40的一端连接于所述第二脱硝反应器12的进气口与所述第一开关70之间，另一端连接于所述第一脱硝反应器11的出气口与所述第二开关80之间。
当进入所述脱硝反应装置10的烟气量小于或等于设定值时，控制所述第一开关70使所述总进气管50只与所述第一脱硝反应器11的进气口连通，控制所述第二开关80使所述总出气管60只与所述第二脱硝反应器11的出气口连通，控制所述第三开关90开启。如此，可以实现两个所述脱硝反应器串联运行。当进入所述脱硝反应装置10的烟气量小于或等于设定值时，此时的烟气量比较小，烟气的压力较小从而使烟气的流速减小，让两个所述脱硝反应器串联运行，可以保证一定量的流速，避免烟气所携带的粉尘在催化剂上沉积，让脱硝反应装置10处于较为理想的运行工况。
当进入所述脱硝反应装置10的烟气量大于所述设定值时，控制所述第一开关70使所述总进气管50与所述第一脱硝反应器11的进气口和所述第二脱硝反应器12的进气口均连通，控制所述第二开关80使所述总出气管60与所述第一脱硝反应器11的出气口和所述第二脱硝反应器12的出气口均连通，控制所述第三开关90关闭。如此，可以实现两个所述脱硝反应器并联运行。当进入所述脱硝反应装置10的烟气量大于所述设定值时，此时的烟气量比较大，烟气的压力较大从而使烟气的流速增大，对于现有技术的“一炉一塔”的形式来说，催化剂孔内烟气流速太快，导致反应效率不够，同时加剧了催化剂的磨损。让两个所述脱硝反应器并联运行，可以减少烟气压力而使烟气流速相对减小，让烟气中的氮氧化物在催化剂作用下与脱硝剂充分反应，同时减少催化剂的磨损，让脱硝反应装置10处于较为理想的运行工况。
本发明的技术方案通过设置两个脱硝反应器，并控制第一开关70、第二开关80及第三开关90，来实现两个脱硝反应器的串联运行或并联运行，使脱硝反应装置10适应烟气量的变化，从而使脱硝反应装置10处于比较理想的运行工况。
进一步地，在本发明的一实施例中，如图1所示，所述第一开关70包括间隔设置的第一闸板71和第二闸板72，所述总进气管50连接于所述第一闸板71与第二闸板72之间；和/或所述第二开关80包括间隔设置的第三闸板81和第四闸板82，所述总出气管60连接于所述第三闸板81和第四闸板82之间。此外，所述第三开关90可以为一第五闸板(图未示出)。
当进入所述脱硝反应装置10的烟气量小于或等于设定值时，控制所述第一闸板71开启、所述第二闸板72关闭、所述第三闸板81关闭、所述第四闸板82开启及所述第三开关90开启。如此，可以实现两个所述脱硝反应器串联运行。
当进入所述脱硝反应装置10的烟气量大于所述设定值时，控制所述第一闸板71开启、所述第二闸板72开启、所述第三闸板81开启、所述第四闸板82开启及所述第三开关90关闭。如此，可以实现两个所述脱硝反应器并联运行。闸板是生产制造领域常见的开关，易于获取，且成本低廉。
可以理解，于其他实施例中，所述第一开关70和所述第二开关80还可以是三通的球阀，通过旋转球阀的阀芯，可以实现所述总进气管50只与所述第一脱硝反应器11的进气口连通，所述总出气管60只与所述第二脱硝反应器12的出气口连通；还可以实现所述总进气管50与所述第一脱硝反应器11的进气口和所述第二脱硝反应器12的进气口均连通，所述总出气管60与所述第一脱硝反应器11的出气口和所述第二脱硝反应器12的出气口均连通。
本发明还提出一种烟气处理系统，该烟气处理系统包括脱硝反应装置，该脱硝反应装置的具体结构参照上述实施例，由于本烟气处理系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
本发明还提出一种脱硝反应装置的控制方法，所述脱硝反应装置包括两个脱硝反应器，所述脱硝反应装置的控制方法包括以下步骤：
当进入所述脱硝反应装置的烟气量小于或等于设定值时，控制两个所述脱硝反应器串联运行；
当进入所述脱硝反应装置的烟气量大于所述设定值时，控制两个所述脱硝反应器并联运行。
具体地，当进入所述脱硝反应装置的烟气量小于或等于设定值时，此时的烟气量比较小，烟气的压力较小从而使烟气的流速减小，让两个所述脱硝反应器串联运行，可以保证一定量的流速，避免烟气所携带的粉尘在催化剂上沉积，让脱硝反应装置处于较为理想的运行工况。
当进入所述脱硝反应装置的烟气量大于所述设定值时，此时的烟气量比较大，烟气的压力较大从而使烟气的流速增大，对于现有技术的“一炉一塔”的形式来说，催化剂孔内烟气流速太快，导致反应效率不够，同时加剧了催化剂的磨损。让两个所述脱硝反应器并联运行，可以减少烟气压力而使烟气流速相对减小，让烟气中的氮氧化物在催化剂作用下与脱硝剂充分反应，同时减少催化剂的磨损，让脱硝反应装置处于较为理想的运行工况。
在本发明的一实施例中，如图1所示，两个所述脱硝反应器分别为第一脱硝反应器11和第二脱硝反应器12，两个所述脱硝反应器的进气口通过第一烟气管20连通，所述第一烟气管20上设置有第一开关70，所述第一开关70与总进气管50连通；两个所述脱硝反应器的出气口通过第二烟气管30连通，所述第二烟气管30上设置有第二开关80，所述第二开关80与总出气管60连通；所述第一烟气管20通过第三烟气管40与所述第二烟气管30连通，所述第三烟气管40上设置有第三开关90；所述第三烟气管40的一端连接于所述第二脱硝反应器12的进气口与所述第一开关70之间，另一端连接于所述第一脱硝反应器11的出气口与所述第二开关80之间；所述脱硝反应装置10的控制方法包括：
当进入所述脱硝反应装置10的烟气量小于或等于设定值时，控制所述第一开关70使所述总进气管50只与所述第一脱硝反应器11的进气口连通，控制所述第二开关80使所述总出气管60只与所述第二脱硝反应器12的出气口连通，控制所述第三开关90开启。如此，实现两个所述脱硝反应器串联运行。
当进入所述脱硝反应装置10的烟气量大于所述设定值时，控制所述第一开关70使所述总进气管50与所述第一脱硝反应器11的进气口和所述第二脱硝反应器12的进气口均连通，控制所述第二开关80使所述总出气管60与所述第一脱硝反应器11的出气口和所述第二脱硝反应器12的出气口均连通，控制所述第三开关90关闭。如此，两个所述脱硝反应器并联运行。
进一步地，所述第一开关70包括间隔设置的第一闸板71和第二闸板72，所述总进气管50连接于所述第一闸板71与第二闸板72之间；所述第二开关80包括间隔设置的第三闸板81和第四闸板82，所述总出气管60连接于所述第三闸板81和第四闸板82之间；所述脱硝反应装置10的控制方法包括：
当进入所述脱硝反应装置10的烟气量小于或等于设定值时，控制所述第一闸板71开启、所述第二闸板72关闭、所述第三闸板81关闭、所述第四闸板82开启及所述第三开关90开启；如此，实现两个所述脱硝反应器串联运行。
当进入所述脱硝反应装置10的烟气量大于所述设定值时，控制所述第一闸板71开启、所述第二闸板72开启、所述第三闸板81开启、所述第四闸板82开启及所述第三开关90关闭。如此，两个所述脱硝反应器并联运行。
优选地，所述设定值为所述脱硝反应器的额定负荷的60％。当烟气量小于或等于脱硝反应器的额定负荷的60％时，烟气的压力较小从而使烟气的流速减小，此时让两个所述脱硝反应器串联运行，保证一定量的流速，避免烟气所携带的粉尘在催化剂上沉积，让脱硝反应装置处于较为理想的运行工况。当烟气量大于脱硝反应器的额定负荷的60％时，此时的烟气量比较大，烟气的压力较大从而使烟气的流速增大，此时让两个所述脱硝反应器并联运行，可以减少烟气压力而使烟气流速相对减小，让烟气中的氮氧化物在催化剂作用下与脱硝剂充分反应，同时减少催化剂的磨损，让脱硝反应装置处于较为理想的运行工况。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种脱硝反应装置，包括两个脱硝反应器，其特征在于，两个所述脱硝反应器的进气口通过第一烟气管连通，所述第一烟气管上设置有第一开关，所述第一开关与总进气管连通；
两个所述脱硝反应器的出气口通过第二烟气管连通，所述第二烟气管上设置有第二开关，所述第二开关与总出气管连通；
所述第一烟气管通过第三烟气管与所述第二烟气管连通，所述第三烟气管上设置有第三开关；两个所述脱硝反应器分别为第一脱硝反应器和第二脱硝反应器，所述第三烟气管的一端连接于所述第二脱硝反应器的进气口与所述第一开关之间，另一端连接于所述第一脱硝反应器的出气口与所述第二开关之间。
2.如权利要求1所述的脱硝反应装置，其特征在于，所述第一开关包括间隔设置的第一闸板和第二闸板，所述总进气管连接于所述第一闸板与第二闸板之间；和/或所述第二开关包括间隔设置的第三闸板和第四闸板，所述总出气管连接于所述第三闸板和第四闸板之间。
3.如权利要求1所述的脱硝反应装置，其特征在于，所述第三开关包括一第五闸板。
4.一种烟气处理系统，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的脱硝反应装置。
5.一种脱硝反应装置的控制方法，所述脱硝反应装置包括两个脱硝反应器，其特征在于，所述脱硝反应装置的控制方法包括以下步骤：
当进入所述脱硝反应装置的烟气量小于或等于设定值时，控制两个所述脱硝反应器串联运行；
当进入所述脱硝反应装置的烟气量大于所述设定值时，控制两个所述脱硝反应器并联运行。
6.如权利要求5所述的脱硝反应装置的控制方法，其特征在于，两个所述脱硝反应器的进气口通过第一烟气管连通，所述第一烟气管上设置有第一开关，所述第一开关与总进气管连通；两个所述脱硝反应器的出气口通过第二烟气管连通，所述第二烟气管上设置有第二开关，所述第二开关与总出气管连通；所述第一烟气管通过第三烟气管与所述第二烟气管连通，所述第三烟气管上设置有第三开关；两个所述脱硝反应器分别为第一脱硝反应器和第二脱硝反应器，所述第三烟气管的一端连接于所述第二脱硝反应器的进气口与所述第一开关之间，另一端连接于所述第一脱硝反应器的出气口与所述第二开关之间；所述脱硝反应装置的控制方法包括：
当进入所述脱硝反应装置的烟气量小于或等于设定值时，控制所述第一开关使所述总进气管只与所述第一脱硝反应器的进气口连通，控制所述第二开关使所述总出气管只与所述第二脱硝反应器的出气口连通，控制所述第三开关开启；
当进入所述脱硝反应装置的烟气量大于所述设定值时，控制所述第一开关使所述总进气管与所述第一脱硝反应器的进气口和所述第二脱硝反应器的进气口均连通，控制所述第二开关使所述总出气管与所述第一脱硝反应器的出气口和所述第二脱硝反应器的出气口均连通，控制所述第三开关关闭。
7.如权利要求6所述的脱硝反应装置的控制方法，其特征在于，所述第一开关包括间隔设置的第一闸板和第二闸板，所述总进气管连接于所述第一闸板与第二闸板之间；所述第二开关包括间隔设置的第三闸板和第四闸板，所述总出气管连接于所述第三闸板和第四闸板之间；所述脱硝反应装置的控制方法包括：
当进入所述脱硝反应装置的烟气量小于或等于设定值时，控制所述第一闸板开启、所述第二闸板关闭、所述第三闸板关闭、所述第四闸板开启及所述第三开关开启；
当进入所述脱硝反应装置的烟气量大于所述设定值时，控制所述第一闸板开启、所述第二闸板开启、所述第三闸板开启、所述第四闸板开启及所述第三开关关闭。
8.如权利要求5-7任一项所述的脱硝反应装置的控制方法，其特征在于，所述设定值为所述脱硝反应器的额定负荷的60％。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 郑少侠主编: "《水泥行业污染物综合控制技术》", 中国环境出版社, pages: 108 * |
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