CN110252131A - 一种水玻璃窑炉尾气脱硝除尘装置及其工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水玻璃窑炉尾气脱硝除尘装置,包括自上而下依次设置的脱硝反应器、脉冲除尘机构和催化机构,其中脉冲除尘机构和催化机构相互配套设置,所述催化机构包括第一催化单元、第二催化单元和第三催化单元,各催化单元均包括催化剂层和脉冲除尘机构,所述各催化单元包括设置于所述反应器下端的催化剂层;所述催化剂层的底端设置有振动板,所述振动板的表面均匀设置有若干振动器。本发明通过在脱硝除尘装置内设置脉冲除尘机构,利用脉冲除尘机构对催化剂层表面进行间隔喷气操作,有效去除催化剂表面分成,且通过振动机构的间隔振动,与脉冲除尘机构同时作业,增强催化剂除尘效果,使脱硝系统可以长时间连续稳定高效运行。

Description

一种水玻璃窑炉尾气脱硝除尘装置及其工艺方法
技术领域
本发明属于脱硝除尘技术领域,具体涉及一种水玻璃窑炉尾气脱硝除尘装置及其工艺方法。
背景技术
水玻璃(Na2O·mSiO2)做为白炭黑(水合二氧化硅)的一种重要原料,是石英砂与纯碱按照一定比例混合,送入水玻璃窑炉通过高温煅烧制备而成。燃煤窑炉按照国家规定,燃烧尾气必须经过净化(脱硫、脱硝)处理后才可排入大气。
目前市场上主要有SNCR(选择性非催化还原法)和SCR(选择性催化还原法)两种脱硝技术。SNCR脱硝技术是将NH3、尿素等还原剂喷入锅炉内与NOX进行选择性反应,反应温度在850-1250℃。脱硝效率为30-80%,受炉膛结构影响大。
SCR脱硝技术将NH3作为脱硝剂喷入高温烟气(300-400℃)脱硝系统,在催化剂的作用下将烟气中NOX分解为N2和H2O。但SCR脱硝技术都存在着粉尘吸附在催化剂表面,导致催化剂中毒失去活性的问题。催化剂吸附粉尘还会导致烟气阻力增加,整个系统不能正常运行。因此许多水玻璃生产企业采用电除尘装置预先去除烟气中的粉尘,但运行成本高昂。
目前市场上普遍采用声波除尘和高温布袋除尘两种技术,其中声波除尘是通过声波发生器将压缩空气或高压蒸汽调制成声波,将压缩空气的能量转化为声能(声波)。声波在弹性介质(反应器内空间)里传播,声波循环往复的作用在催化剂表面的积灰上,对灰粒之间及灰粒和催化剂壁之间的结合力起到减弱和破坏的作用,声波持续工作,那种结合力必然会减弱,当它减弱到一定程度之后,由于灰粒本身的重量或烟气的冲刷力,灰粒会掉下来或被烟气带走。保持催化剂活性,保证脱硝系统稳定运行。但声波除尘器在使用一段时间后粉尘仍然会吸附在催化剂表面,导致催化剂失去活性,系统无法正常运行。而高温布袋除尘系统的占地面积大,且高温布袋耐受温度只有250℃,这就要求烟气温度不能高于250℃,一旦窑炉烟气超温,布袋很快会烧毁,达不到除尘目的;并且未经过除尘的尾气直接与催化剂接触,极易导致催化剂中毒失去活性。并且窑炉尾气温度过低(250℃),将使脱硝效率急剧下降,因此,必须在窑炉尾气进入SCR反应器前增加一套升温系统,保证窑炉尾气进入SCR反应器时的温度不低于300℃。如果用高温布袋除尘系统,经过测算每吨水玻璃成本将增加50-60元。电除尘系统虽然较高温布袋除尘系统除尘稳定,但运行成本高,经过测算每吨水玻璃成本将增加60-80元。因此,开发和设计一种能够高效去除脱硝技术中心催化剂表面粉尘、减低生产成本的窑炉尾气脱硝除尘装置具有重要的经济、社会、环保价值和现实意义。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单,设计合理的一种水玻璃窑炉尾气脱硝除尘装置及其工艺方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
一种水玻璃窑炉尾气脱硝除尘装置,包括自上而下依次设置的脱硝反应器、脉冲除尘机构和催化机构,其中脉冲除尘机构和催化机构相互配套设置,所述催化机构包括第一催化单元、第二催化单元和第三催化单元,各催化单元均包括催化剂层和脉冲除尘机构,所述各催化单元包括设置于所述反应器下端的催化剂层,所述催化剂层表面设置有若干通孔;
所述催化剂层的底端设置有振动板,所述振动板的表面设置有若干通气孔,所述振动板的表面均匀设置有若干振动器,所述振动器的顶端与催化剂层接触连接,所述振动器与设置于该脱硝除尘塔外部的控制器的输出端电性连接;
所述脉冲除尘机构设置于所述催化剂层的上端,包括脉冲吹气管、与脉冲吹气管连接的电磁脉冲阀和与电磁脉冲阀连接的储气罐,所述脉冲吹气管的底部均匀设置有若干吹气喷头,所述吹气喷头与脉冲吹气管之间可旋转连接,所述吹气喷头与控制器的输出端电性连接。
通过采用上述技术方案,通过脉冲除尘机构和振动机构双重作用下,去除催化剂表面的粉尘,增强催化剂的除尘效果,且脉冲吹气管的吹气喷头能够对催化剂层表面进行多角度喷吹,避免除尘死角,保证除尘效果。
作为本发明的进一步优化方案,所述振动器表面设置有保护壳体,其耐受温度不低于300℃。
通过采用上述技术方案,使振动器在高温下也可正常使用。
作为本发明的进一步优化方案,该脱硝除尘装置的外部侧壁设置有扶梯。
通过采用上述技术方案,便于工作人员对该脱硝除尘装置进行实时的检测和观测,保证设备正常运行。
作为本发明的进一步优化方案,所述催化剂层与所述脉冲吹气管之间的距离不超过600mm。
通过采用上述技术方案,充分保证脉冲除尘机构的除尘效果。
一种如上述任一所述的工艺方法,包括以下步骤:
步骤S1:向脱硝除尘装置内通入脱硝剂
将液氨蒸发后与空气混合,并通入脱硝除尘塔内,保持脱硝除尘塔内温度不低于300℃。
步骤S2:烟气催化
将窑炉尾气与氨气在催化剂层中催化剂的催化下反应,进行脱硝操作,将烟气中的NOx分解成氮气和水。
步骤S3:对催化剂层脉冲除尘
启动脉冲除尘机构,对催化剂层表面进行喷气脉冲,去除催化剂表面灰尘及其他吸附物质,所述脉冲机构的脉冲间隔时间为5-10s,每次脉冲喷吹时间为0.2-1s。
步骤S4:对催化剂层振动除尘
在步骤S3脉冲除尘过程中,同时启动振动器,对催化剂层进行振动除尘,振动间隔时间为1-5s,振动作用时间为5-10s,
本发明的有益效果在于:
1)本发明通过在脱硝除尘装置内设置脉冲除尘机构和振动机构,利用脉冲除尘机构对催化剂层表面进行间隔喷气操作,有效去除催化剂表面分成,且通过振动机构的间隔振动,使催化剂层在规律性的振动下,与脉冲除尘机构同时作业,增强催化剂除尘效果,使脱硝系统可以长时间连续稳定高效运行;
2)本发明通过设置的脉冲除尘机构与振动机构,大大的降低该窑炉尾气脱硝除尘装置的操作成本,极大的降低了企业的运行成本和环保压力;
3)本发明结构简单,稳定性高,设计合理,便于实现。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是本发明的脉冲除尘机构的剖视图A;
图3是本发明的脉冲除尘机构的剖视图B;
图4是本发明催化剂层的剖视图A;
图5是本发明催化剂层的剖视图B。
图中:1、脱硝反应器;2、催化机构;3、脉冲除尘机构;4、扶梯;21、第一催化单元;22、第二催化单元;23、第三催化单元;31、脉冲吹气管;32、吹气喷头;33、催化剂层;34、振动板;311、电磁脉冲阀;312、储气罐;341、振动器。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述,有必要在此指出的是,以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明,不能理解为对本申请保护范围的限制,该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
如图1-5所示,一种水玻璃窑炉尾气脱硝除尘装置,包括自上而下依次设置的脱硝反应器1、脉冲除尘机构3和催化机构2,其中脉冲除尘机构3和催化机构2相互配套设置,所述催化机构2包括第一催化单元21、第二催化单元22和第三催化单元23,各催化单元均包括催化剂层33和脉冲除尘机构3,所述各催化单元包括设置于所述反应器下端的催化剂层33,所述催化剂层33表面设置有若干通孔,以增大窑炉内气体与催化剂进行充分的接触反应面积,加快脱硝反应速度;所述催化剂层33的底端设置有振动板34,所述振动板34的表面设置有若干通气孔,便于气体的流通,加快该脱硝除尘过程;所述振动板34的表面均匀设置有若干振动器341,所述振动器341的顶端与催化剂层33接触连接,所述振动器341与设置于该脱硝除尘塔外部的控制器的输出端电性连接,通过控制器控制启动振动器341的振动,从而带动振动器341上方的催化剂层33规律振动,排出包覆在催化剂表面的灰尘或脱硝过程中吸附的副产物,进而增强催化剂层33的催化剂的使用效果,需要说明的是,所述振动器341表面设置有保护壳体,其耐受温度不低于300℃。
所述脉冲除尘机构3设置于所述催化剂层33的上端,包括脉冲吹气管31、与脉冲吹气管31连接的电磁脉冲阀311和与电磁脉冲阀311连接的储气罐312,通过储气罐312和电磁脉冲阀311向脉冲吹气管31内通气;所述脉冲吹气管31的底部均匀设置有若干吹气喷头32,所述吹气喷头32与脉冲吹气管31之间可旋转连接,所述吹气喷头32与控制器的输出端电性连接,通过控制器控制吹气喷头32多角度旋转工作,保证对下方的催化剂层33记性全方位的吹气除尘,提高脉冲除尘机构3的除尘效果,进而使催化剂层33正常工作。
为了便于操作,该脱硝除尘装置的外部侧壁设置有扶梯4,便于对该脱硝除尘塔进行实时检查和观测。
需要说明的是,所述催化剂层33与所述脉冲吹气管31之间的距离不超过600mm,充分保证脉冲除尘机构3的除尘效果。
一种利用上述水玻璃窑炉尾气脱硝除尘装置的脱硝除尘工艺方法,包括以下步骤:
步骤S1:向脱硝除尘装置内通入脱硝剂
将液氨蒸发后与空气混合,并通入脱硝除尘塔内,保持脱硝除尘塔内温度不低于300℃。
步骤S2:烟气催化
将窑炉尾气与氨气在催化剂层33中催化剂的催化下反应,进行脱硝操作,将烟气中的NOx分解成氮气和水。
步骤S3:对催化剂层33脉冲除尘
启动脉冲除尘机构3,对催化剂层33表面进行喷气脉冲,去除催化剂表面灰尘及其他吸附物质,所述脉冲机构的脉冲间隔时间为5-10s,每次脉冲喷吹时间为0.2-1s。
步骤S4:对催化剂层33振动除尘
在步骤S3脉冲除尘过程中,同时启动振动器341,对催化剂层33进行振动除尘,振动间隔时间为1-5s,振动作用时间为5-10s。
本发明通过在脱硝除尘装置内设置脉冲除尘机构3和振动机构,利用脉冲除尘机构3对催化剂层33表面进行间隔喷气操作,有效去除催化剂表面分成,且通过振动机构的间隔振动,使催化剂层33在规律性的振动下,与脉冲除尘机构3同时作业,增强催化剂除尘效果,使脱硝系统可以长时间连续稳定高效运行;此外,设置的脉冲除尘机构3与振动机构,大大的降低该窑炉尾气脱硝除尘装置的操作成本,极大的降低了企业的运行成本和环保压力。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种水玻璃窑炉尾气脱硝除尘装置,其特征在于:包括自上而下依次设置的脱硝反应器(1)、脉冲除尘机构(3)和催化机构(2),其中脉冲除尘机构(3)和催化机构(2)相互配套设置,所述催化机构(2)包括第一催化单元(21)、第二催化单元(22)和第三催化单元(23),各催化单元均包括催化剂层(33)和脉冲除尘机构(3),所述各催化单元包括设置于所述反应器下端的催化剂层(33),所述催化剂层(33)表面设置有若干通孔;
所述催化剂层(33)的底端设置有振动板(34),所述振动板(34)的表面设置有若干通气孔,所述振动板(34)的表面均匀设置有若干振动器(341),所述振动器(341)的顶端与催化剂层(33)接触连接,所述振动器(341)与设置于该脱硝除尘塔外部的控制器的输出端电性连接;
所述脉冲除尘机构(3)设置于所述催化剂层(33)的上端,包括脉冲吹气管(31)、与脉冲吹气管(31)连接的电磁脉冲阀(311)和与电磁脉冲阀(311)连接的储气罐(312),所述脉冲吹气管(31)的底部均匀设置有若干吹气喷头(32),所述吹气喷头(32)与脉冲吹气管(31)之间可旋转连接,所述吹气喷头(32)与控制器的输出端电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种水玻璃窑炉尾气脱硝除尘装置,其特征在于:所述振动器(341)表面设置有保护壳体,其耐受温度不低于300℃。
3.根据权利要求1所述的一种水玻璃窑炉尾气脱硝除尘装置,其特征在于:该脱硝除尘装置的外部侧壁设置有扶梯(4)。
4.根据权利要求1所述的一种水玻璃窑炉尾气脱硝除尘装置,其特征在于:所述催化剂层(33)与所述脉冲吹气管(31)之间的距离不超过600mm。
5.一种如权利要求1-4任一所述的水玻璃窑炉尾气脱硝除尘装置的工艺方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:向脱硝除尘装置内通入脱硝剂
将液氨蒸发后与空气混合,并通入脱硝除尘装置内,保持脱硝除尘塔内温度不低于300℃。
步骤S2:烟气催化
将窑炉尾气与氨气在催化剂层(33)中催化剂的催化下反应,进行脱硝操作,将烟气中的NOx分解成氮气和水。
步骤S3:对催化剂层(33)脉冲除尘
启动脉冲除尘机构(3),对催化剂层(33)表面进行喷气脉冲,去除催化剂表面灰尘及其他吸附物质,所述脉冲机构的脉冲间隔时间为5-10s,每次脉冲喷吹时间为0.2-1s。
步骤S4:对催化剂层(33)振动除尘
在步骤S3脉冲除尘过程中,同时启动振动器(341),对催化剂层(33)进行振动除尘,振动间隔时间为1-5s,振动作用时间为5-10s。
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