CN112007510B - 用于水泥窑高温高尘的转动式scr脱硝系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于水泥窑高温高尘的转动式SCR脱硝系统，包括矩形体结构的反应器箱体，在反应器箱体内部设置催化筒，催化筒的顶部形成有矩形孔，催化筒的底部形成有排灰斗，在催化筒内部设置有空心结构的辊轴，辊轴的两端分别与反应器箱体两侧的侧壁转动连接，其中辊轴的左端密封，辊轴的右端向反应器箱体外部延伸并通过旋转接头与外部管路连通，辊轴内部的空心结构构成排烟通道，在反应器箱体外部设置有用于驱动辊轴转动的电机，辊轴上均匀周向设置有多个催化组件，在其中两个催化组件之间的辊轴轴体上形成有多个通气孔，多个通气孔与辊轴内部的排烟通道连通；本发明突破传统板式催化剂的安装形式和工作方式，有效提高对烟气的脱硝效率。

Description

用于水泥窑高温高尘的转动式SCR脱硝系统
技术领域
本发明涉及一种用于水泥窑高温高尘的转动式SCR脱硝系统，属于烟气脱硝技术领域。
背景技术
选择性催化还原技术(SCR)是一种将氮氧化物在催化剂的帮助下转化成氮气和水的过程，目前采用板式催化剂的反应器主要由框架钢结构、钢板焊接而形成密闭的空间，为了防止烟气的散热，在反应器内外护板之间布置保温材料；反应器安装在混凝土框架并钢性连接，在反应器内部设置若干个板式催化剂构成催化剂层，目前反应器中板式催化剂均采用固定床垂直通道型式，烟气由反应器的顶部进入，然后垂直向下通过反应器；板式催化剂固定不动，烟气在板式催化剂中穿梭流动，这种方式中的板式催化剂不具有主动性，脱硝效果全靠烟气的流动性，导致脱硝效率一直较低，并且暂时也没有更好的替代方案；仅仅是增加板式催化剂的面积或烟气流动的通道面积也并不能有效的提高脱硝效率，只会增加设备制造成本和维护成本。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供一种用于水泥窑高温高尘的转动式SCR脱硝系统，对采用板式催化剂的反应器结构进行创新性的特殊设计，突破传统板式催化剂的安装形式和工作方式，有效提高对烟气的脱硝效率，适合在环保行业内进行推广应用。
本发明所采用的技术方案为：
用于水泥窑高温高尘的转动式SCR脱硝系统，包括矩形体结构的反应器箱体，在反应器箱体内部设置有管状结构的催化筒，所述催化筒的两端焊接在反应器箱体内部的两侧侧壁上，所述催化筒的顶部形成有沿催化筒长度方向延伸的矩形孔，所述催化筒的底部形成有沿催化筒长度方向延伸的排灰斗，在催化筒内部设置有空心结构的辊轴，所述辊轴的两端分别通过轴承与反应器箱体两侧的侧壁转动连接，其中辊轴的左端密封，辊轴的右端向反应器箱体外部延伸并通过旋转接头与外部管路连通，辊轴内部的空心结构构成排烟通道，在反应器箱体外部设置有用于驱动辊轴转动的电机，位于催化筒内部的辊轴上均匀周向设置有多个催化组件，所述催化组件沿辊轴的轴向布置；在其中两个催化组件之间的辊轴轴体上形成有多个通气孔，多个通气孔与辊轴内部的排烟通道连通；所述催化组件包括矩形结构的框架，在框架上安装有板式催化剂。
作为本发明的进一步优选，所述辊轴的轴体上形成有沿辊轴轴向延伸的梯形键槽，在框架的底部边沿形成有与梯形键槽配合的梯形键，框架底部边沿形成的梯形键与辊轴轴体上形成的梯形键槽过盈配合连接；使催化组件中的框架具有可拆卸功能，便于后期维护。
作为本发明的进一步优选，在框架的顶部边沿设置有刷子，所述刷子沿框架的长度方向延伸，刷子顶部的刷毛与催化筒的内壁接触；在辊轴转动的过程中，刷子顶部的刷毛可以对催化筒的内壁进行扫刷，防止烟气中的灰尘沉积在催化筒内壁上；在实际使用中，刷子的刷毛是由耐磨金属材料制成，具有一定的结构强度和耐磨性。
作为本发明的进一步优选，所述的通气孔是圆形的沉头孔或腰形孔；催化筒内部催化反应结束后的烟气经通气孔进入辊轴内部的排烟通道，最后由辊轴内部的排烟通道排出。
作为本发明的进一步优选，在催化筒顶部矩形孔的两侧分别设置有导流板，两个导流板沿催化筒长度方向对称布置，导流板的内边沿与催化筒顶部连接，导流板的外边沿与反应器箱体内壁连接；导流板便于将上游流动过来的烟气导入催化筒内部。
作为本发明的进一步优选，在催化筒与反应器箱体内壁之间的空间内填充有保温材料；用以保证催化筒内部的温度不受外部环境影响。
作为本发明的进一步优选，催化筒的前侧和后侧分别通过吹灰管体与外部吹灰装置连通；便于向催化筒内部通入压缩气体对催化组件进行吹灰处理。
作为本发明的进一步优选，位于反应器箱体外部的辊轴轴体上安装有齿轮，所述电机的输出端通过齿轮传动箱与辊轴齿轮传动连接；易于控制辊轴的转动速度，并提高传动效率。
作为本发明的进一步优选，在催化筒上方的反应器箱体内部设置有两层板式催化剂；使上游流动过来的烟气先由两层板式催化剂进行初步的催化处理，在此过程中，两层板式催化剂对烟气也具有导流作用，使烟气更好的流入到催化筒中。
作为本发明的进一步优选，在两层板式催化剂之间设置有与外部吹灰装置连通的吹灰管路，所述吹灰管路的顶部和底部分别设置有用于对上层板式催化剂和下层板式催化剂进行吹灰的出气口；吹灰管路的顶部和底部均设置有多个出气口，使吹灰管路可以同时对两层板式催化剂进行吹灰处理。
本发明的有益效果在于：上游混合有还原剂的烟气流入反应器箱体内部，烟气先由两层板式催化剂进行初步的催化处理，然后由导流板将烟气导入催化筒内部，烟气经催化筒顶部的矩形孔进入催化筒内部后，电机驱动辊轴顺时针转动，在达到预设的顺时针圈数后，再改变转动方向，使辊轴逆时针转动，在达到预设的逆时针圈数后，再改变转动方向，如此往复，辊轴上的催化组件对烟气进行搅动，烟气在催化组件上的板式催化剂中穿梭流动进行催化反应，辊轴右端通过旋转接头与外部管路连通，外部管路上设置有排风机，排风机工作时，使辊轴内部的排烟通道形成负压，催化筒内部催化反应结束后的烟气经通气孔进入辊轴内部的排烟通道，最后由辊轴内部的排烟通道排出；当需要进行吹灰处理时，通过吹灰管体向催化筒内部通入压缩气体，电机驱动辊轴顺时针和逆时针交替转动，从而实现对催化组件进行吹灰处理，吹落的灰尘落入排灰斗中，最终经排灰斗排出；由于烟气在进入反应器箱体之前已经经过除尘装置的专业除尘，因此，催化筒内部的灰尘相对较少；实现对采用板式催化剂的反应器结构进行创新性的特殊设计，突破传统板式催化剂的安装形式和工作方式，使板式催化剂具有主动性，板式催化剂与烟气相互运动，提高烟气与板式催化剂的接触效果，使烟气更好的发生催化反应，从而有效提高对烟气的脱硝效率，适合在环保行业内进行推广应用。
附图说明
图1为本发明侧视时内部结构示意图；
图2为本发明正视时催化筒位置的部分结构示意图，该图中隐去了催化组件；
图3为本发明辊轴的立体结构示意图；
图4为本发明辊轴的剖面结构示意图；
图5为本发明催化组件正面结构示意图；
图6为本发明催化组件侧面结构示意图；
图7为本发明导流板位置的俯视结构示意图；
图中主要附图标记含义如下：
1-反应器箱体，2-板式催化剂，3-催化筒，4-辊轴，41-通气孔，42-排烟通道，43-梯形键槽，5-轴承，6-催化组件，7-排灰斗，8-导流板，9-矩形孔，10-旋转接头，11-电机，12-齿轮传动箱，13-保温材料，14-吹灰管体，15-吹灰管路，21-框架，22-梯形键，23-刷子，24-刷毛。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做具体的介绍。
如图1-7所示：本实施例是一种用于水泥窑高温高尘的转动式SCR脱硝系统，包括矩形体结构的反应器箱体1，在反应器箱体1内部设置有管状结构的催化筒3，催化筒3的两端焊接在反应器箱体1内部的两侧侧壁上，催化筒3的顶部形成有沿催化筒3长度方向延伸的矩形孔9，催化筒3的底部形成有沿催化筒3长度方向延伸的排灰斗7，在催化筒3内部设置有空心结构的辊轴4，辊轴4的两端分别通过轴承5与反应器箱体1两侧的侧壁转动连接，其中辊轴4的左端密封，辊轴4的右端向反应器箱体1外部延伸并通过旋转接头10与外部管路连通，辊轴4内部的空心结构构成排烟通道42，在反应器箱体1外部设置有用于驱动辊轴4转动的电机11，位于催化筒3内部的辊轴4上均匀周向设置有五个催化组件6，在实际应用时，也可以设置四个催化组件6或六个催化组件6；催化组件6沿辊轴4的轴向布置；在其中两个催化组件6之间的辊轴4轴体上形成有多个通气孔41，多个通气孔41与辊轴4内部的排烟通道42连通；催化组件6包括矩形结构的框架21，在框架21上安装有板式催化剂2。
本实施例在辊轴4的轴体上形成有沿辊轴4轴向延伸的梯形键槽43，在框架21的底部边沿形成有与梯形键槽43配合的梯形键22，框架21底部边沿形成的梯形键22与辊轴4轴体上形成的梯形键槽43过盈配合连接；使催化组件6中的框架21具有可拆卸功能，便于后期维护。
本实施例在框架21的顶部边沿设置有刷子23，刷子23沿框架21的长度方向延伸，刷子23顶部的刷毛24与催化筒3的内壁接触；本实施例中的刷子23与框架21的顶部边沿键连接；在辊轴4转动的过程中，刷子23顶部的刷毛24可以对催化筒3的内壁进行扫刷，防止烟气中的灰尘沉积在催化筒3内壁上；在实际使用中，刷子23的刷毛24是由耐磨金属材料制成，具有一定的结构强度和耐磨性。
本实施例中的通气孔41是圆形的沉头孔；在实际应用时，通气孔41也可以是腰形孔；催化筒3内部催化反应结束后的烟气经通气孔41进入辊轴4内部的排烟通道42，最后由辊轴4内部的排烟通道42排出。
本实施例在催化筒3顶部矩形孔9的两侧分别设置有导流板8，两个导流板8沿催化筒3长度方向对称布置，导流板8的内边沿与催化筒3顶部连接，导流板8的外边沿与反应器箱体1内壁连接；导流板8便于将上游流动过来的烟气导入催化筒3内部。
本实施例在催化筒3与反应器箱体1内壁之间的空间内填充有保温材料13；用以保证催化筒3内部的温度不受外部环境影响。
本实施例中，催化筒3的前侧和后侧分别通过吹灰管体14与外部吹灰装置连通；便于向催化筒3内部通入压缩气体对催化组件6进行吹灰处理。
本实施例中，位于反应器箱体1外部的辊轴4轴体上安装有齿轮，电机11的输出端通过齿轮传动箱12与辊轴4齿轮传动连接；易于控制辊轴4的转动速度，并提高传动效率。
本实施例在催化筒3上方的反应器箱体1内部设置有两层板式催化剂2；使上游流动过来的烟气先由两层板式催化剂2进行初步的催化处理，在此过程中，两层板式催化剂2对烟气也具有导流作用，使烟气更好的流入到催化筒3中。
本实施例在两层板式催化剂2之间设置有与外部吹灰装置连通的吹灰管路15，吹灰管路15的顶部和底部分别设置有用于对上层板式催化剂2和下层板式催化剂2进行吹灰的出气口；吹灰管路15的顶部和底部均设置有多个出气口，使吹灰管路15可以同时对两层板式催化剂2进行吹灰处理。
本实施例的工作过程如下：
上游混合有还原剂的烟气流入反应器箱体1内部，烟气先由两层板式催化剂2进行初步的催化处理，然后由导流板8将烟气导入催化筒3内部，烟气经催化筒3顶部的矩形孔9进入催化筒3内部，电机11驱动辊轴4顺时针转动，在达到预设的顺时针圈数后，再改变转动方向，使辊轴4逆时针转动，在达到预设的逆时针圈数后，再改变转动方向，如此往复，辊轴4上的催化组件6对烟气进行搅动，烟气在催化组件6上的板式催化剂2中穿梭流动进行催化反应，辊轴4右端通过旋转接头10与外部管路连通，外部管路上设置有排风机，排风机工作时，使辊轴4内部的排烟通道42形成负压，催化筒3内部催化反应结束后的烟气经通气孔41进入辊轴4内部的排烟通道42，最后由辊轴4内部的排烟通道42排出；当需要进行吹灰处理时，通过吹灰管体14向催化筒3内部通入压缩气体，电机11驱动辊轴4顺时针和逆时针交替转动，从而实现对催化组件6进行吹灰处理，吹落的灰尘落入排灰斗7中，最终经排灰斗7排出；由于烟气在进入反应器箱体1之前已经经过除尘装置的专业除尘，因此，催化筒3内部的灰尘相对较少。
本发明实现对采用板式催化剂的反应器结构进行创新性的特殊设计，突破传统板式催化剂的安装形式和工作方式，使板式催化剂具有主动性，板式催化剂与烟气相互运动，提高烟气与板式催化剂的接触效果，使烟气更好的发生催化反应，从而有效提高对烟气的脱硝效率，适合在环保行业内进行推广应用。
以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。

Claims (8)

1.用于水泥窑高温高尘的转动式SCR脱硝系统，其特征在于：包括矩形体结构的反应器箱体，在反应器箱体内部设置有管状结构的催化筒，所述催化筒的两端焊接在反应器箱体内部的两侧侧壁上，所述催化筒的顶部形成有沿催化筒长度方向延伸的矩形孔，所述催化筒的底部形成有沿催化筒长度方向延伸的排灰斗，在催化筒内部设置有空心结构的辊轴，所述辊轴的两端分别通过轴承与反应器箱体两侧的侧壁转动连接，其中辊轴的左端密封，辊轴的右端向反应器箱体外部延伸并通过旋转接头与外部管路连通，辊轴内部的空心结构构成排烟通道，在反应器箱体外部设置有用于驱动辊轴转动的电机，位于催化筒内部的辊轴上均匀周向设置有多个催化组件，所述催化组件沿辊轴的轴向布置；在其中两个催化组件之间的辊轴轴体上形成有多个通气孔，多个通气孔与辊轴内部的排烟通道连通；所述催化组件包括矩形结构的框架，在框架上安装有板式催化剂；
所述辊轴的轴体上形成有沿辊轴轴向延伸的梯形键槽，在框架的底部边沿形成有与梯形键槽配合的梯形键，框架底部边沿形成的梯形键与辊轴轴体上形成的梯形键槽过盈配合连接；
所述框架的顶部边沿设置有刷子，所述刷子沿框架的长度方向延伸，刷子顶部的刷毛与催化筒的内壁接触。
2.根据权利要求1所述的用于水泥窑高温高尘的转动式SCR脱硝系统，其特征在于，所述的通气孔是圆形的沉头孔或腰形孔。
3.根据权利要求1所述的用于水泥窑高温高尘的转动式SCR脱硝系统，其特征在于，在催化筒顶部矩形孔的两侧分别设置有导流板，两个导流板沿催化筒长度方向对称布置，导流板的内边沿与催化筒顶部连接，导流板的外边沿与反应器箱体内壁连接。
4.根据权利要求1所述的用于水泥窑高温高尘的转动式SCR脱硝系统，其特征在于，在催化筒与反应器箱体内壁之间的空间内填充有保温材料。
5.根据权利要求1所述的用于水泥窑高温高尘的转动式SCR脱硝系统，其特征在于，催化筒的前侧和后侧分别通过吹灰管体与外部吹灰装置连通。
6.根据权利要求1所述的用于水泥窑高温高尘的转动式SCR脱硝系统，其特征在于，位于反应器箱体外部的辊轴轴体上安装有齿轮，所述电机的输出端通过齿轮传动箱与辊轴齿轮传动连接。
7.根据权利要求1所述的用于水泥窑高温高尘的转动式SCR脱硝系统，其特征在于，在催化筒上方的反应器箱体内部设置有两层板式催化剂。
8.根据权利要求7所述的用于水泥窑高温高尘的转动式SCR脱硝系统，其特征在于，在两层板式催化剂之间设置有与外部吹灰装置连通的吹灰管路，所述吹灰管路的顶部和底部分别设置有用于对上层板式催化剂和下层板式催化剂进行吹灰的出气口。
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