CN112546862B - 一种scr低温脱硝装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种SCR低温脱硝装置，包括反应器壳体，其具有烟气进口和烟气出口；喷氨格栅，其安装喷淋头；催化剂储筒与反应器壳体的内侧壁之间留有烟气溢出通道，烟气溢出通道连通烟气出口；催化剂储筒包括催化剂外筒和位于催化剂外筒中的催化剂内筒，催化剂内筒中安装翻料件，翻料件具有可往复旋转的叉状片，叉状片旋转时拨动催化剂内筒中的催化剂颗粒；反应器内管位于催化剂外筒的中部，催化剂内筒紧靠反应器内管，反应器内管的顶部设有进气口，反应器内管的底部为密封结构，由进气口进入反应器内管的烟气沿径向经过催化剂内筒和催化剂外筒后进入烟气溢出通道。本发明可解决脱硝反应器中催化剂易结块失活、催化效率低的问题。

Description

一种SCR低温脱硝装置
技术领域
本发明属于环保设备技术领域，具体涉及一种SCR低温脱硝装置。
背景技术
石灰窑烟气中的污染物主要有粉尘、二氧化硫、氮氧化物等，该烟气治理路径可先对其脱硫处理，然后进入高温布袋除尘，再进入SCR反应器脱硝，最后由引风机排入烟囱中。
由于脱硫后的烟气中仍含有少量SOX，其与SCR反应器中的氨气反应后生成铵盐，铵盐被吸附于反应器的催化剂中容易因粘度增加而使催化剂结块或者失活，缩短了催化剂的运行周期。另外，由于催化剂床通常是固定床，在使用一定量催化剂用量的前提下，烟气与催化剂的接触面积小，烟气与催化剂的反应时间短，导致催化剂对烟气的吸附作用以及降温效果不充分，催化反应效率低，影响烟气的排放指标。
发明内容
本发明的目的是提供一种SCR低温脱硝装置，以解决脱硝反应器中催化剂容易结块失活、催化剂对烟气的吸附作用以及降温效果不充分、催化效率低的问题。
本发明提供了如下的技术方案：
一种SCR低温脱硝装置，包括：
反应器壳体，所述反应器壳体具有烟气进口和烟气出口；
喷氨格栅，所述喷氨格栅上安装连通喷氨管路的喷淋头；
催化剂储筒，该催化剂储筒固定于所述反应器壳体内且位于所述喷氨格栅的下方，所述催化剂储筒与所述反应器壳体的内侧壁之间留有烟气溢出通道，所述烟气溢出通道连通所述烟气出口；所述催化剂储筒包括催化剂外筒和位于催化剂外筒中的催化剂内筒，所述催化剂内筒中安装翻料件，所述翻料件具有可往复旋转的叉状片，所述叉状片旋转时拨动催化剂内筒中的催化剂颗粒；
反应器内管，该反应器内管位于所述催化剂外筒的中部且沿纵向延伸，所述催化剂内筒紧靠所述反应器内管，所述反应器内管的顶部设有连通所述烟气进口的进气口，反应器内管的底部为密封结构，由进气口进入所述反应器内管的烟气沿径向经过所述催化剂内筒和所述催化剂外筒后进入所述烟气溢出通道。
优选的，所述翻料件还包括主导向筒、副导向筒、主动轴、从动轴和驱动装置，所述叉状片的两根滑臂分别滑动式地贯穿所述主导向筒与所述副导向筒，所述主动轴和所述从动轴分别固接所述主导向筒和所述副导向筒，所述主动轴和所述从动轴均安装于所述反应器壳体上，所述驱动装置驱动式连接所述主动轴，所述驱动装置安装于所述反应器壳体外。
优选的，所述叉状片还包括两根尾臂，两根所述尾臂与两根所述滑臂互相连接成交叉状结构体；所述主导向筒与所述副导向筒均设有与所述滑臂适配的导向孔，所述滑臂可沿所述导向孔滑移。
优选的，两根所述滑臂的夹角为90°。
优选的，所述滑臂的长度大于所述尾臂的长度。
优选的，所述驱动装置包括电机、主动轮、从动轮、传动轮和皮带，所述电机驱动连接所述主动轮，所述主动轮啮合所述从动轮，所述主动轮的分度圆直径小于所述从动轮的分度圆直径，所述从动轮键连接一根主动轴，所述传动轮键连接其他主动轴，所述皮带啮合式张紧于所述从动轮与所述传动轮上。
进一步的，所述催化剂储筒的顶部固定安装挡板，所述挡板阻挡烟气由催化剂储筒的顶部进入催化剂储筒内，所述挡板固定于所述反应器壳体的内壁上。
优选的，所述催化剂外筒与所述催化剂内筒的筒侧壁均设有镂空网状结构，且所述镂空网状结构的网孔小于催化剂颗粒的粒径；所述催化剂外筒内紧密地填充催化剂颗粒，所述催化剂内筒内松散地填充催化剂颗粒。
进一步的，所述催化剂储筒的顶部和底部分别安装剂料进管和剂料排出管，所述剂料进管与所述剂料排出管的另一端分别贯穿反应器壳体的顶部和底部。
进一步的，所述催化剂储筒的底部由底座支撑于所述反应器壳体上，所述底座包括至少两块间隔设置的支撑板。
本发明的有益效果是：
本发明在反应器壳体内安装催化剂储筒，催化剂储筒与反应器壳体的内侧壁之间留有烟气溢出通道，反应器内管位于催化剂储筒的中部且沿纵向延伸，烟气与喷氨格栅喷射的氨气反应后进入反应器内管，再沿径向穿过催化剂储筒发生催化反应后进入烟气溢出通道，然后由烟气出口离开反应器壳体，达到高效的脱硝、除尘的效果。
本发明在催化剂储筒内设置催化剂外筒和催化剂内筒，实现分段式催化，催化剂内筒内安装翻料件，翻料件具有可往复旋转的叉状片，叉状片旋转时拨动催化剂内筒中的催化剂颗粒，避免烟气中的粉尘、以及残留的SOX与氨气反应生成的铵盐黏附于最内层的催化剂颗粒上，造成最内层的催化剂快速结块失活以及气流堵塞；同时使烟气与催化剂充分接触，提高催化效率，且扰乱烟气在催化剂内筒中的流向，延长烟气与催化剂的反应时间，且有助于对烟气降温。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的内部结构示意图；
图2是本发明翻料件的初始状态结构示意图；
图3是本发明翻料件的一种翻转状态结构示意图；
图4是本发明翻料件的安装结构侧视图；
图5是本发明的导流件在反应器壳体中分布的仰式结构示意图。
图中标记为：1.反应器壳体；2.喷氨格栅；3.催化剂储筒；4.翻料件；5.反应器内管；6.烟气进口；7.烟气出口；8.喷淋头；9.挡板；10.烟气溢出通道；11.催化剂外筒；12.催化剂内筒；13.剂料进管；14.剂料排出管；15.叉状片；16.主导向筒；17.副导向筒；18.主动轴；19.从动轴；20.滑臂；21.尾臂；22.导向孔；23.电机；24.主动轮；25.从动轮；26.传动轮；27.皮带；28.支撑板；29.通气孔；30.进气口；31.泄压孔；32.导流板；33.进风间隙。
具体实施方式
实施例1
如图1至图4所示，一种SCR低温脱硝装置，包括反应器壳体1、喷氨格栅2、催化剂储筒3、翻料件4和反应器内管5。反应器壳体1的顶部具有烟气进口6、底部设有烟气出口7，脱硫后的低温烟气(170-250℃)由烟气进口6注入反应器壳体1内脱硝。
喷氨格栅2上安装连通喷氨管路的喷淋头8，喷淋头8喷洒气化后的氨气，对含NOX的烟气脱硝，反应后的主产物为N2和H2O，经催化剂储筒脱除铵盐、粉尘等污染物后由烟气出口7排出反应器壳体1。
催化剂储筒3固定于反应器壳体1内且位于喷氨格栅2的下方，催化剂储筒3的顶部固定安装挡板9，挡板9阻挡烟气由催化剂储筒3的顶部直接进入催化剂储筒3内，挡板9焊接或者螺接于反应器壳体1的内壁上。催化剂储筒3与反应器壳体1的内侧壁之间留有烟气溢出通道10，烟气溢出通道10连通烟气出口7。催化剂储筒3包括催化剂外筒11和位于催化剂外筒11中的催化剂内筒12，催化剂内筒12内松散地填充催化剂颗粒，催化剂外筒11内紧密地填充催化剂颗粒，烟气先与催化剂内筒12中的催化剂接触进行SCR反应，实现了对烟气中的污染物预脱盐，然后较洁净的烟气再进入催化剂外筒11中继续进行吸附除污。催化剂外筒11与催化剂内筒12的筒侧壁均设有镂空网状结构，且镂空网状结构的网孔小于催化剂颗粒的粒径，烟气可由网孔进入催化剂储筒内。
催化剂内筒12的顶部和底部分别安装剂料进管13和剂料排出管14，剂料进管13与剂料排出管14的另一端分别沿纵向贯穿反应器壳体1的顶部和底部，催化剂内筒12中的催化剂颗粒需要更加频繁地更换或者再生，更换催化剂时，打开剂料排出管14的阀门，将催化剂颗粒排出反应器壳体1外，然后将新鲜的催化剂颗粒由剂料进管13送入催化剂内筒12中。同理，催化剂外筒11也连通相应的管道以对催化剂颗粒送料和排料。
反应器内管5位于催化剂外筒11的中部且沿其纵向延伸，反应器内管5、催化剂储筒3与反应器壳体1均同轴设置。催化剂内筒12紧靠反应器内管5，反应器内管5的顶部设有连通烟气进口6的进气口30，进气口30向上凸出于催化剂储筒3，且反应器内管5的侧壁上也具有镂空网状结构，烟气由进气口30进入反应器内管5中，再由该镂空网状结构进入催化剂内筒12。催化剂内筒12的底部为安装有排料管道的密封板，反应器内管5的底部也为密封结构，反应器内管5中的烟气沿径向经过催化剂内筒12和催化剂外筒11后进入烟气溢出通道10。
请重点参考图2至图4，催化剂内筒12中安装翻料件4，翻料件4具有可往复旋转的叉状片15，叉状片15由驱动装置驱动旋转时可拨动催化剂内筒12中松散的催化剂颗粒，防止其结块、失活，且增加烟气与催化剂的反应面积和反应时间。翻料件4还包括主导向筒16、副导向筒17、主动轴18、从动轴19和驱动装置，叉状片15包括交叉状固定连接的两根滑臂20和两根尾臂21，滑臂20的长度大于尾臂20的长度。两根滑臂20的夹角为90°，两根滑臂20分别滑动式地贯穿主导向筒16与副导向筒17，具体地，主导向筒16与副导向筒17均设有与滑臂20适配的导向孔22，滑臂20可沿导向孔22滑移。
主动轴18和从动轴19的一端分别焊接于主导向筒16和副导向筒17的外壁上、且垂直于滑臂20，主导向筒16的左右两侧的外壁上均焊接有主动轴，副导向筒17的左右两侧的外壁上均焊接有从动轴；主动轴18和从动轴19的另一端均安装于反应器壳体1内的轴承上，驱动装置驱动式连接主动轴18，驱动装置安装于反应器壳体1外。驱动装置包括电机23、主动轮24、从动轮25、传动轮26和皮带27，电机23安装于反应器壳体1上的电机支架上，电机23的输出轴驱动连接主动轮24，主动轮24啮合从动轮25，主动轮24的分度圆直径小于从动轮25的分度圆直径，因此可慢速驱动叉状片15旋转，从动轮25键连接一根主动轴18，传动轮26键连接其他主动轴，皮带27啮合式张紧于各个从动轮25与传动轮26上。
电机23为伺服电机，电机23通过主动轮24、从动轮25、皮带27和传动轮26驱动各个叉状片15同步翻料，提高了翻料效率。翻料时，主导向筒16受电机23驱动而带动叉状片15旋转，叉状片15的另一滑臂跟随主导向筒16内的滑臂一起旋转，其旋转必然使副导向筒17转动，且其自身沿着副导向筒17的导向孔向内缩而滑移，从而使第一根滑臂沿着主导向筒16的导向孔向外伸出式地滑移，因此相较于普通的旋转叶片而言，本装置通过两根滑臂20内缩、外伸协同动作，扩大了叉状片15的翻料范围，且内缩的滑臂减小了催化剂被翻动时对该滑臂20施加的阻力，保证了作业稳定性和灵活性。叉状片的尾臂21进一步增加了叉状片15的翻料空间，优选在其尾臂21上设置若干个泄压孔31，进一步减小催化剂对尾臂21施加的阻力。
电机23通过交替地正反转而驱动叉状片15往复翻转，即：当叉状片的交叉处即将接触到主导向筒16或者副导向筒17时，电机23的输出换向，实现滑臂20的往复翻转，且避免了叉状片的交叉处干涉滑臂20移动。
本装置的翻料件4设置主导向筒16与副导向筒17，两根滑臂20可沿着相应的导向筒滑移，且仅主导向筒16连接到驱动装置即可带动副导向筒17进行随动式的转动，减少了驱动件的数量，简化了装置结构，降低了设备成本。
催化剂储筒3的底部由底座支撑于反应器壳体内，底座包括至少两块间隔设置的支撑板28，支撑板28上设有若干个通气孔29，脱硝后的烟气由支撑板28之间的间隙以及支撑板28上的通气孔29进入烟气出口7中，从而排出反应器壳体1外。
本装置的工作原理为：
开启喷淋格栅的喷淋头8，对反应器壳体1内喷洒气化后的氨，脱硫后的含NOX和粉尘的烟气进入反应器壳体1内，与氨气反应而脱硝，烟气中残留的SOX与氨气反应生成少量铵盐；
启动电机23，驱动翻料件4往复翻转；
烟气进入反应器内管5中，先与催化剂内筒12中的催化剂颗粒进行SCR反应，预脱除部分铵盐和吸附粉尘；叉状片15的滑臂20往复地翻拨催化剂颗粒，防止催化剂结块和失活，且增加了催化剂颗粒与烟气的接触面积，扰乱了烟气的流向，进一步增加了烟气与催化剂颗粒的接触时间，且有助于对烟气降温；
烟气沿径向流动，由催化剂内筒12进入催化剂外筒11中，继续由催化剂颗粒吸附脱铵盐，获得较洁净的气流；
气流由催化剂外筒11进入烟气溢出通道10，在外部引风机的作用下向下流动，经过支撑板28之间的间隙以及支撑板上的通气孔29进入烟气出口7中，从而排出反应器壳体1外。脱硝后的烟气温度均值为155-170℃。
实施例2
如图5所示，本实施例与实施例1的区别在于底座结构不同，本实施例的底座包括多个弧形的导流板32，导流板32沿螺旋形轨迹排列，且该螺旋形轨迹上相邻的导流板32之间留有进风间隙33，由烟气溢出通道10流出的气流经过进风间隙33后沿螺旋形轨迹快速流入烟气出口7中，然后由引风机抽入烟囱。其中，最外侧的一圈导流板上也设有若干个通气孔29，便于烟气溢出通道中10的气流快速由通气孔29进入内圈的螺旋形轨迹中。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种SCR低温脱硝装置，其特征在于，包括：
反应器壳体，所述反应器壳体具有烟气进口和烟气出口；
喷氨格栅，所述喷氨格栅上安装连通喷氨管路的喷淋头；
催化剂储筒，该催化剂储筒固定于所述反应器壳体内且位于所述喷氨格栅的下方，所述催化剂储筒与所述反应器壳体的内侧壁之间留有烟气溢出通道，所述烟气溢出通道连通所述烟气出口；所述催化剂储筒包括催化剂外筒和位于催化剂外筒中的催化剂内筒，所述催化剂内筒中安装翻料件，所述翻料件具有可往复旋转的叉状片，所述叉状片旋转时拨动催化剂内筒中的催化剂颗粒；
反应器内管，该反应器内管位于所述催化剂外筒的中部且沿纵向延伸，所述催化剂内筒紧靠所述反应器内管，所述反应器内管的顶部设有连通所述烟气进口的进气口，反应器内管的底部为密封结构，由进气口进入所述反应器内管的烟气沿径向经过所述催化剂内筒和所述催化剂外筒后进入所述烟气溢出通道；
所述翻料件还包括主导向筒、副导向筒、主动轴、从动轴和驱动装置，所述叉状片的两根滑臂分别滑动式地贯穿所述主导向筒与所述副导向筒，所述主动轴和所述从动轴分别固接所述主导向筒和所述副导向筒，所述主动轴和所述从动轴均安装于所述反应器壳体上，所述驱动装置驱动式连接所述主动轴，所述驱动装置安装于所述反应器壳体外；
所述叉状片还包括两根尾臂，两根所述尾臂与两根所述滑臂互相连接成交叉状结构体；所述主导向筒与所述副导向筒均设有与所述滑臂适配的导向孔，所述滑臂可沿所述导向孔滑移。
2.根据权利要求1所述的SCR低温脱硝装置，其特征在于，两根所述滑臂的夹角为90°。
3.根据权利要求1所述的SCR低温脱硝装置，其特征在于，所述滑臂的长度大于所述尾臂的长度。
4.根据权利要求1所述的SCR低温脱硝装置，其特征在于，所述驱动装置包括电机、主动轮、从动轮、传动轮和皮带，所述电机驱动连接所述主动轮，所述主动轮啮合所述从动轮，所述主动轮的分度圆直径小于所述从动轮的分度圆直径，所述从动轮键连接一根主动轴，所述传动轮键连接其他主动轴，所述皮带啮合式张紧于所述从动轮与所述传动轮上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的SCR低温脱硝装置，其特征在于，所述催化剂储筒的顶部固定安装挡板，所述挡板阻挡烟气由催化剂储筒的顶部进入催化剂储筒内，所述挡板固定于所述反应器壳体的内壁上。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的SCR低温脱硝装置，其特征在于，所述催化剂外筒与所述催化剂内筒的筒侧壁均设有镂空网状结构，且所述镂空网状结构的网孔小于催化剂颗粒的粒径；所述催化剂外筒内紧密地填充催化剂颗粒，所述催化剂内筒内松散地填充催化剂颗粒。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的SCR低温脱硝装置，其特征在于，所述催化剂储筒的顶部和底部分别安装剂料进管和剂料排出管，所述剂料进管与所述剂料排出管的另一端分别贯穿反应器壳体的顶部和底部。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的SCR低温脱硝装置，其特征在于，所述催化剂储筒的底部由底座支撑于所述反应器壳体上，所述底座包括至少两块间隔设置的支撑板，所述支撑板上设有复数个通气孔。
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