CN110743361A - 用于水泥窑scr脱硝反应器内的催化层的吹灰装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置，其包括耙式吹灰器，所述耙式吹灰器的喷吹耙管伸入到SCR脱销反应器内催化层的上方，且可沿水平横向移动进行清灰，所述耙式吹灰器包括主耙管和连通所述主耙管的多个支耙管，每个所述支耙管连通多个正对所述催化层的喷嘴，所述SCR脱销反应器靠近所述催化层连通集灰室，还包括罩体和清灰刷，所述罩体套设在所述支耙管的下部，所述罩体边缘设有正对所述催化层的清灰刷，本发明提高对SCR脱销反应器内催化层表面附着的烟气粉尘的吹除效果。

Description

用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置
技术领域
本发明涉及建材行业烟气氮氧化物处理技术领域，具体而言，涉及一种用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置。
背景技术
随着国家环保政策的日益严格，水泥窑烟气NOx减排迫在眉睫，SCR脱硝技术在电力行业应用已相当成熟，在水泥行业应用虽然有适合的温度窗口，但是其烟气中粉尘浓度高一直是SCR脱硝的致命弱点，电力行业一般认为粉尘浓度大于30g/m3即为高尘环境，而水泥窑烟气中粉尘浓度通常高达70 g/m3~90g/m3，是电力行业烟气中粉尘浓度的2~3倍，会对催化层造成重要影响。
催化层是SCR脱硝技术的核心，烟气中的粉尘会对催化层产生重要影响。水泥窑烟气中粉尘浓度高，粉尘粘性大，容易堵塞催化层孔。烟气中含大量CaO等碱性物质，容易使催化层中毒。可见，水泥窑烟气中粉尘严重影响了SCR系统催化层活性和寿命，所以吹灰器就成了水泥窑SCR脱硝系统的关键设备。常用的吹灰器有声波吹灰器、耙式蒸汽吹灰器和耙式吹灰器。但工程实践证明声波吹灰器吹灰强度不高，对于已结渣和粘性强的积灰作用不大，不适合中小孔径催化层的吹灰；耙式蒸汽吹灰器会增加烟气中的含湿量，会使得粉尘粘性增大，更不利于吹灰。普通的耙式吹灰器其压缩空气会导致系统温降大，空气耗量大，能耗高，清灰效果一般，长期运行催化层孔仍然存在堵塞现象。
发明内容
本发明旨在一定程度上解决上述技术问题。
有鉴于此，本发明提供了一种用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置，该用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置提高对SCR脱销反应器内催化层表面附着的烟气粉尘的吹除效果。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置，其包括耙式吹灰器，所述耙式吹灰器的喷吹耙管伸入到SCR脱销反应器内催化层的上方，且可沿水平横向移动进行清灰，所述耙式吹灰器包括主耙管和连通所述主耙管的多个支耙管，每个所述支耙管设有多个正对所述催化层的喷嘴，所述SCR脱销反应器靠近所述催化层连通集灰室，还包括罩体和清灰刷，所述罩体套设在所述支耙管的下部，所述罩体边缘设有正对所述催化层的清灰刷。
进一步，所述罩体靠近所述SCR脱销反应器内壁的两侧开设有辅助吹灰孔。
进一步，所述辅助吹灰孔的轴线向下倾斜30°~60°。
进一步，所述支耙管上部设有避免灰尘堆积的脊板，所述脊板包括互呈角度连接的第一脊板部和第二脊板部。
进一步，所述清灰刷与所述催化层之间的距离为5mm~10mm。
进一步，所述催化层设有压差变送器，所述耙式吹灰器的进气口设有电动球阀，所述压差变送器和所述电动球阀均信号连接中央控制系统。
进一步，还包括压缩空气气源和换热管束，所述换热管束设置在所述SCR脱销反应器内且靠近所述SCR反应器的出烟口，所述压缩空气气源通过管道连通所述换热管束的进气口，所述换热管束的出气口通过管道连通所述耙式吹灰器的进气口。
进一步，所述集灰室底部通过输灰管连通所述SCR脱销反应器，所述输灰管设有用于将所述集灰室内的灰尘进行卸料的电动插板阀门，所述集灰室内设有低料位计和高料位计，所述低料位计、所述高料位计和所述电动插板阀门的控制器均信号均连接所述中央控制系统。
本发明的技术效果在于：（1）罩体体积小，在不影响烟气流场的情况下，针对每一排催化层孔进行吹灰，吹灰效果好，相比普通吹灰器节省压缩空气耗量。
(2) 利用高效清灰刷将聚集在催化层表面的块状粉尘和大颗粒物进行破碎，并带动至催化层的正上方，然后利用压缩空气和烟气将粉尘从催化层孔吹走。
(3) 因中间的支耙管密封罩两端开斜孔，可以对催化层表面全方位、无死角吹扫。
(4)利用脱硝后的烟气余热，无需使用额外的蒸汽或其他热源对压缩空气进行加热，减少运行成本。
附图说明
图1是根据本发明的一种用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置的内部结构主视图；
图2是图1中用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置的喷吹耙管的俯视图；
图3是图1中用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置的支耙管的主视图。
其中，1-SCR脱销反应器；2-催化层；4-耙式吹灰器；5-罩体；6-清灰刷；7-换热管束；8-喷嘴；9-辅助吹灰孔；10-输灰管；12-立式脱硝反应器；13-脊板；41-主耙管；42-支耙管；131-第一脊板部；132-第二脊板部。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1和图2所示，一种用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置，其安装于SCR脱销反应器1，SCR脱销反应器1包括进烟通道（图中未画出）和立式脱硝反应器12，进烟通道连通立式脱硝反应器12顶部的进烟口，立式脱硝反应器12内由上至下依次设有多个催化层2，立式脱硝反应器12底部具有排放烟气的出烟口，烟气进入进烟通道内，进烟通道内的喷氨格栅喷射出氨水与烟气混合形成烟气混合物，烟气混合物进入立式脱硝反应器12内依次经过多个催化层2，且与多个催化层2反应将其内的氮氧化物脱除，同时，烟气中的部分粉尘会积存在催化层2表面。
立式脱硝反应器12安装有多个耙式吹灰器4，且多个耙式吹灰器4与催化层2一一对应设置，耙式吹灰器4包括输气内管（图中未画出）、喷吹耙管和驱动机构，喷吹耙管包括主耙管41和多个支耙管42，主耙管41套设输气内管外部，且一端与所述输气内管可移动密封连接，主耙管41的另一端连通多个支耙管42且伸入到立式脱硝反应器12内催化层2的上方，每个支耙管42底部均连通有喷嘴8，输气内管端部接入气源，驱动机构驱动主耙管41沿输气内管移动，使多个支耙管42沿水平横向对催化层2进行喷吹。
如图1、图2和图3所示，一种用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置，包括耙式吹灰器4，耙式吹灰器4的喷吹耙管包括沿水平横向设置的主耙管41、沿水平纵向设置且连通所述主耙管41的多个支耙管42，每个支耙管42底部均设有喷吹口，还包括罩体5、清灰刷和集灰室，罩体5密封套设在支耙管42的下部，罩体5底部边缘设有用于清刷催化层2灰尘的清灰刷，SCR脱销反应器1靠近催化层2连通集灰室。
根据本发明的具体实施例，一种用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层2的吹灰装置，包括耙式吹灰器4，耙式吹灰器4的喷吹耙管包括沿水平横向设置的主耙管41、沿水平纵向设置且连通主耙管41的多个支耙管42，每个支耙管42底部均设有喷吹口，喷吹耙管沿水平横向移动进而带动多个支耙管42移动，每个支耙管42下部均套设有罩体5，且与罩体5密封连接，罩体5底部边缘设有清灰刷，喷吹口内不断喷出的气体将催化层2表面的大颗粒灰尘破碎，同时清灰刷刷动催化层2表面的灰尘，提高清灰效果，大量的破碎灰尘在喷吹口风力以及清灰刷的带动下沿水平横向的逐渐移动，SCR脱销反应器1沿水平横向且靠近催化层2边缘连通集灰室，大量的破碎灰尘由催化层2掉落至集灰室内，少量的破碎灰尘由催化层2沿竖直方向逐渐掉落至出烟口，可以对催化层2的减小磨损，同时防止催化层2表面积灰，进而避免堆积的灰块掉落在催化层2表面从而堵塞催化层2孔，提高对SCR脱销反应器1内催化层2表面附着的烟气粉尘的吹除效果。
具体的，耙式吹灰器4的喷吹耙管的行进速度为0.9m/min~1.2m/min
具体的，主耙管41直径为DN50~DN80，优选为DN60。
具体的，支耙管42直径为DN45~DN60，优选为DN50。
具体的，支耙管42中心距催化层2上表面距离为80~100mm。
具体的，支耙管42下部喷吹嘴长度为5mm ~10mm，且喷嘴8的直径为DN10~DN15，相邻喷嘴8之间的中心距为50 mm ~80mm。
具体的，罩体5为长方形框体结构，框体的板材厚度为3mm~4mm。
如图1所示，一种用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置，还包括压缩空气气源和换热管束7，换热管束7设置在SCR脱销反应器1内且靠近SCR反应器的出烟口，压缩空气气源通过管道连通换热管束7的进气口，换热管束7的出气口通过管道连通耙式吹灰器4输气内管的进气口。
根据本发明的具体实施例，一种用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置，还包括压缩空气气源和换热管束7，压缩空气气源进入换热管束7内，再由换热管束7进入耙式吹灰器4输气内管的进气口，同时烟气混合物进入立式脱硝反应器12内依次经过多个催化层2后由出烟口排出，进而换热管束7内的压缩空气与烟气混合物通过其管壁进行热量交换，使换热管束7内的压缩空气温度升高，烟气混合物的温度降低，减少对压缩空气进行加热的步骤，降低了运行成本，也使烟气排放达温度到达要求的排放标准。
具体的，经换热后的主耙管41道内压缩空气温度上升为120℃~150℃，压缩空气压力为0.3MPa~0.4MPa，烟气换热后进入耙式压缩空气吹灰器换热后可以减少耗气量，喷嘴8出口的压力为0.15MPa~0.2Mpa。
具体的，气源包括空压站、连接空压站的压缩空气储罐，压缩空气储罐通过输气管连接输气内管。
进一步，输气管包括输气主管和输气支管，压缩空气储罐连接输气主管，输气主管可连接多个输气支管，以对应多个催化层2。
如图3所示，罩体5沿水平纵向的两端开设有辅助吹灰孔9。
根据本发明的具体实施例，支耙管42在移动的过程中，支耙管42底部均设有喷吹口喷出的气体进入罩体5内，大量的气体由罩体5喷吹至催化层2，少量的气体由罩体两端的辅助吹灰孔9，对催化层2表面进行无死角吹扫。
具体的，辅助吹灰孔9的轴线向下倾斜30°~60°，优选为45°，吹灰效果好。
具体的，辅助吹灰孔9大小为DN15~DN25，优选为DN20。
如图3所示，支耙管42上部设有避免灰尘堆积的脊板13，脊板13包括互呈角度连接的第一脊板部和第二脊板部132。
根据本发明的具体实施例，吹灰过程与脱销过程可同时进行，支耙管42上部设有脊板，烟气中的灰尘由倾斜设置的第一脊板部131和第二脊板部132掉落，避免烟气中的灰尘的堆积在支耙管42上，同时，也避免上层催化层2的灰尘掉落而堆积至下层催化层2的支耙管42上。
如图3所示，清灰刷6与催化层2之间的距离为5mm~10mm，清灰效果好。
如图1所示，催化层2设有压差变送器，耙式吹灰器4的进气口设有电动球阀，压差变送器和电动球阀均信号连接中央控制系统。
根据本发明的具体实施例，压差变送器检测到催化层的差压信息传递给中央控制系统，中央控制系统预设有标准高压信息和标准低压信息，当压差变送器检测到的差压信息大于标准高压信息时，中央控制系统发出启动信息至耙式吹灰器4使其输气内管进气口的电动球阀打开，气源由主耙管41进入支耙管42进行清灰，直至小于标准低压信息，当压差变送器检测到的差压信息小于标准高压信息时，电动球阀处于关闭状态。
具体的，催化层的标准高压信息的预设的数值在200Pa~300Pa之间，优选250Pa。
具体的，催化层的标准低压信息的预设的数值在50Pa~100Pa之间，优选100Pa。
每个催化层对应的集灰室的高料位计安装高度相同，低料位计安装高度也相同。
高低料位计高差为800mm~1000mm，可以依靠所堆积的灰形成密封，避免串风，保证所有烟气均经过每层催化层。
如图1所示，集灰室底部通过输灰管10连通SCR脱销反应器1，输灰管10设有用于将集灰室内的灰尘进行卸料的电动插板阀门，集灰室内设有低料位计和高料位计，低料位计、高料位计和电动插板阀门的控制器均信号均连接中央控制系统。
根据本发明的具体实施例，低料位计、高料位计将检测的料位高度信息传递给中央控制系统，中央控制系统预设有低料位信息和高料位信息，当集灰室内的积灰超过高料位计时，中央控制系统发送阀门打开信息至电动插板阀，电动插板阀打开，集灰室中的灰在负压作用下通过输灰管10道排到SCR脱销反应器1的立式脱硝反应器12下部，最后由出烟口排出，当积灰达到低料位计时，电动插板阀关闭。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置，其包括耙式吹灰器，所述耙式吹灰器的喷吹耙管伸入到SCR脱销反应器内催化层的上方，且可沿水平横向移动进行清灰，所述耙式吹灰器包括主耙管和连通所述主耙管的多个支耙管，每个所述支耙管连通多个正对所述催化层的喷嘴，所述SCR脱销反应器靠近所述催化层连通集灰室，其特征在于，还包括罩体和清灰刷，所述罩体套设在所述支耙管的下部，所述罩体边缘设有正对所述催化层的清灰刷。
2.根据权利要求1所述的用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置，其特征在于，所述罩体靠近所述SCR脱销反应器内壁的两侧开设有辅助吹灰孔。
3.根据权利要求2所述的用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置，其特征在于，所述辅助吹灰孔的轴线向下倾斜30°~60°。
4.根据权利要求1所述的用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置，其特征在于，所述支耙管上部设有避免灰尘堆积的脊板，所述脊板包括互呈角度连接的第一脊板部和第二脊板部。
5.根据权利要求1所述的用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置，其特征在于，所述清灰刷与所述催化层之间的距离为5mm~10mm。
6.根据权利要求1所述的用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置，其特征在于，还包括压缩空气气源和换热管束，所述换热管束设置在所述SCR脱销反应器内且靠近所述SCR反应器的出烟口，所述压缩空气气源通过管道连通所述换热管束的进气口，所述换热管束的出气口通过管道连通所述耙式吹灰器的进气口。
7.根据权利要求1至权利要求6任意一项所述的用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置，其特征在于，所述催化层设有压差变送器，所述耙式吹灰器的进气口设有电动球阀，所述压差变送器和所述电动球阀均信号连接中央控制系统。
8.根据权利要求7所述的用于水泥窑SCR脱硝反应器内的催化层的吹灰装置，其特征在于，所述集灰室底部通过输灰管连通所述SCR脱销反应器，所述输灰管设有用于将所述集灰室内的灰尘进行卸料的电动插板阀门，所述集灰室内设有低料位计和高料位计，所述低料位计、所述高料位计和所述电动插板阀门的控制器均信号均连接所述中央控制系统。
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