CN113019121A - 一种生活垃圾焚烧厂低温scr烟气脱硝装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置，属于烟气污染防治技术领域。该一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置包括：主烟道；氨气混合器，连接有压缩空气供应器和氨气发生器；蒸汽发生器，连通有第一螺旋换热管，蒸汽发生器连通有蒸汽管；反应器，与主烟道、氨气混合器和蒸汽管均连通；出口段烟道，一端与反应器连通，第一螺旋换热管缠绕在出口段烟道外壁，第一螺旋换热管用于对出口段烟道进行冷却，收集器，与出口段烟道连通，用于收集出口段烟道内氮氧化物蒸汽经冷却凝结形成的液体。本发明的一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置能够对脱硝反应后的烟气进行吸附处理，从而进一步降低经脱硝处理后的烟气中的NO和NO2的含量。
Description
技术领域
本发明涉及烟气污染防治技术领域，具体涉及一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置。
背景技术
生活垃圾是造成环境污染的重要因素，因此，需要对生活垃圾进行无害化处理。垃圾焚烧不仅能够处理生活垃圾，还能利用生活垃圾焚烧所产生的热量进行发电。而垃圾焚烧会产生大量的烟气，这些烟气中含有大量的NO和NO2等污染物，而NO和NO2如果不加处理排放进大气中会造成大气污染，因此在将烟气进行排放时需要进行脱硝处理，消除烟气中的NO和NO2。
烟气进行脱硝反应后，由于反应不彻底，脱硝反应的尾气中可能会含有少量的未参与反应的NO和NO2，若不加处理直接排放至大气，会造成空气污染。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置。
本发明提供了一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置，包括：
主烟道，入口端与焚烧锅炉连通；
氨气混合器，连接有压缩空气供应器和氨气发生器；
蒸汽发生器，连通有第一螺旋换热管，第一螺旋换热管连接有供水装置，所述蒸汽发生器连通有蒸汽管；
反应器，与主烟道、氨气混合器和蒸汽管均连通，所述反应器包括壳体和多个催化剂格栅，多个催化剂格栅设于所述壳体之内；
出口段烟道，一端与反应器连通，所述第一螺旋换热管缠绕在出口段烟道外壁，第一螺旋换热管用于对出口段烟道进行冷却，出口段烟道另一端与大气连通，
收集器，与出口段烟道连通，用于收集出口段烟道内氮氧化物蒸汽经冷却凝结形成的液体。
较佳的，所述主烟道上还设有除尘器。
较佳的，所述反应器与氨气混合器之间还设有第二螺旋换热管，第二螺旋换热管一端与氨气混合器连通，所述第二螺旋换热管缠绕在所述主烟道的外壁，第二螺旋换热管另一端连通于所述反应器的入口端。
较佳的，所述蒸汽发生器包括第三螺旋换热管和水罐，所述第三螺旋换热管设于第二螺旋换热管与反应器之间，第三螺旋换热管一端与第二螺旋换热管连通，第三螺旋换热管另一端与反应器连通，第三螺旋换热管缠绕在所述水罐外，水罐与所述蒸汽管和供水装置均连通。
较佳的，所述第三螺旋换热管与反应器之间还设有加压泵，所述加压泵与所述控制器电连接。
较佳的，所述主烟道与反应器之间还设有加热器，所述加热器连接有控制器，所述控制器连接有电源装置。
较佳的，所述反应器还包括包括第一喷气管和第二喷气管，所述第一喷气管和第二喷气管设于所述壳体之内，第一喷气管和第二喷气管管壁均设有多个喷气口，第一喷气管靠近反应器入口端，第二喷气管靠近反应器出口端，所述催化剂格栅设于第一喷气管和第二喷气管之间，第一喷气管与第三螺旋换热管连通，第二喷气管与蒸汽管连通。
较佳的，所述反应器的出口端还连通有安全阀，所述第二螺旋换热管出气口与所述反应器之间还设有第一调速阀，所述蒸汽管与所述反应器之间还设有第二调速阀。
较佳的，所述除尘器内还设有活性炭吸附格栅。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置能够对脱硝反应后的烟气进行吸附处理，从而进一步降低经脱硝处理后的烟气中的NO和NO2的含量。更进一步，通过设置收集器，能够收集吸附了NO和NO2的蒸汽冷却凝结所形成的液体，将NO和NO2溶液进行回收利用，从而有利于节能环保。本装置能有效祛除烟气中的固体颗粒物，防止烟气中的固体颗粒物对催化剂造成损害，本装置能在进行烟气除尘前通过降低烟气温度，降低烟气除尘的成本，减缓高温对除尘器造成的损害。本装置利用第二螺旋换热管对除尘前的烟气进行降温，不仅可以起到降低烟气温度，还能对反应前的氨气和压缩空气进行加热，从而提升反应器的反应温度，提升化学反应程度，从而尽可能消除烟气中的氮氧化物，有效祛除烟气中的二噁英。通过设置第三螺旋换热管能够有效利用焚烧锅炉排放的烟气的热量来为蒸汽发生器加热，从而降低本装置的使用能耗。通过设置加压泵，能够提升通入反应器内的氨气和空气的压力，保证反应器内的化学反应正常进行。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的反应器的结构示意图。
附图标记说明：
101.主烟道，102.除尘器，103.第二螺旋换热管，104.加热器，105.氨气混合器，201.壳体，202.催化剂格栅，301.蒸汽发生器，302.蒸汽管，401.第三螺旋换热管，501.加压泵，601.出口段烟道，602.收集器，603.第一螺旋换热管，701.第一喷气管，702.第二喷气管，801.安全阀，802.第一调速阀，803.第二调速阀。
具体实施方式
下面结合附图1和2，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
实施例1：
如图1和2所示，本发明提供的一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置，包括：主烟道101、蒸汽发生器、反应器、出口段烟道601和收集器602，主烟道101入口端与焚烧锅炉连通；氨气混合器105连接有压缩空气供应器和氨气发生器；蒸汽发生器连通有第一螺旋换热管603，第一螺旋换热管603连接有供水装置，所述蒸汽发生器连通有蒸汽管302；反应器与主烟道101、氨气混合器105和蒸汽管302均连通，所述反应器包括壳体201和多个催化剂格栅202，多个催化剂格栅202设于所述壳体201之内；出口段烟道601一端与反应器连通，所述第一螺旋换热管603缠绕在出口段烟道601外壁，第一螺旋换热管603用于对出口段烟道601进行冷却，出口段烟道601另一端与大气连通，收集器602，与出口段烟道601连通，用于收集出口段烟道601内氮氧化物蒸汽经冷却凝结形成的液体。
现简述实施例1的工作原理：
焚烧锅炉产生包含NO和NO2等物质的烟气，烟气通过主烟道101进入反应器，氨气混合器105将氨气和压缩空气进行混合后通入反应器，烟气中的绝大部分NO和NO2在反应器中的催化剂格栅202中的催化剂的作用下和氨气发生反应生成氮气和水。反应器中一部分NO被空气中O2氧化成为NO2，这些新生成的NO2和烟气中原来含有的一部分NO2未被氨气还原，如果直接将这些未被还原的NO2排放至空气会造成空气污染，蒸汽发生器产生的蒸汽对烟气中未参加脱硝反应的NO和NO2进行吸附，吸附了NO和NO2的蒸汽流向出口段烟道601，经由第一螺旋换热管603内的冷水冷却，吸附了NO和NO2的蒸汽冷却凝结形成的液体，液体被收集器602收集，经吸附处理的烟气尾气通过出口段烟道601排放至大气。更进一步，供水装置将水通入第一螺旋换热管603，冷水对出口段烟道601进行降温，从而使出口段烟道601内的吸附了NO和NO2的蒸汽降温形成液体。出口段烟道601内的尾气带有的余温会对第一螺旋换热管603内的冷水进行加温，经加温后的热水通入蒸汽发生器。通过设置第一螺旋换热管603，不仅能够有效利用尾气中的余温，达到节能的目的。还能有效防止尾气中的吸附了NO和NO2的蒸汽排放至空气中造成空气污染。
本发明的一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置能够对脱硝反应后的烟气进行吸附处理，从而进一步降低经脱硝处理后的烟气中的NO和NO2的含量。更进一步，通过设置收集器602，能够收集吸附了NO和NO2的蒸汽冷却凝结所形成的液体，将NO和NO2溶液进行回收利用，从而有利于节能环保。
实施例2：
在实施例1的基础上，为了防止烟气中的固体颗粒物对反应器内催化剂格栅202的催化剂造成损害，缩短催化剂的使用寿命。
如图1所示，其中，所述主烟道101上还设有除尘器102。
烟气中的固体颗粒物会造成催化剂中毒，影响脱硝反应的效率。通过设置除尘器102能有效祛除烟气中的固体颗粒物，从而能够有效防止烟气中的固体颗粒物对反应器内催化剂格栅202的催化剂造成损害，进而延长催化剂的使用寿命。
实施例3：
在实施例2的基础上，为了降低除尘器102的除尘成本。
如图1所示，其中，所述反应器与氨气混合器105之间还设有第二螺旋换热管103，第二螺旋换热管103一端与氨气混合器105连通，所述第二螺旋换热管103缠绕在所述主烟道101的外壁，第二螺旋换热管103另一端连通于所述反应器的入口端。
烟气从焚烧锅炉出来时具有很高的温度，而高温烟气除尘的成本大大超过低温烟气除尘，因此为节约成本延长除尘器的使用成本需要对烟气进行降温。而在烟气脱硝反应时，反应温度必须足够高，才能使烟气中的氮氧化物充分与氨气和空气进行反应。氨气混合器105将氨气和压缩空气进行混合后排进第二螺旋换热管103，氨气压缩空气进入第二螺旋换热管103后通过第二螺旋换热管103对主烟道101内的烟气进行降温。主烟道101内经过降温的烟气由除尘器102进行除尘后进入反应器，通过设置除尘器102，能够祛除烟气中的固体颗粒物。由于经降温后的烟气温度较低，在这种温度较低的情况下焚烧炉内生成的二噁英主要以固态形式存在，利用除尘器102可以除去大部分的二噁英。经主烟道101内的烟气进行加温的氨气和压缩空气的混合气体排进反应器参加反应，从而不会造成热量流失。
通过设置第二螺旋换热管103，不仅能够降低烟气除尘的成本，还能祛除烟气中的二噁英，而且还不会造成整个装置的热量流失，节能环保。
实施例4：
在实施例3的基础上，为了能够有效利用刚从焚烧锅炉排放的烟气的热量来为蒸汽发生器加热，降低本装置的使用能耗。
如图1所示，其中，所述蒸汽发生器包括第三螺旋换热管401和水罐301，所述第三螺旋换热管401设于第二螺旋换热管103与反应器之间，第三螺旋换热管401一端与第二螺旋换热管103连通，第三螺旋换热管401另一端与反应器连通，第三螺旋换热管401缠绕在所述水罐301外，水罐301与所述蒸汽管302和供水装置均连通。
在第二螺旋换热管103内被加热的氨气和空气进入到第三螺旋换热管401内，从而对蒸汽发生器的水罐301内的水进行加热，水罐301内的水蒸发形成水蒸气，水蒸气通过蒸汽管302进入反应器。通过设置第三螺旋换热管401能够有效利用焚烧锅炉排放的烟气的热量来为蒸汽发生器加热，从而降低本装置的使用能耗。
实施例5：
在实施例4的基础上，为了使第三螺旋换热管401内的氨气和空气有足够的压力，保证反应器内的化学反应正常进行。
如图1所示，其中，所述第三螺旋换热管401与反应器之间还设有加压泵501，所述加压泵501与所述控制器电连接。
通过设置加压泵501，能够提升通入反应器内的氨气和空气的压力，保证反应器内的化学反应正常进行。
实施例6：
在实施例3的基础上，为了有效利用反应器排放的尾气的余温来为通入蒸汽发生器内的水进行加热。
如图1所示，其中，所述主烟道101与反应器之间还设有加热器104，所述加热器104连接有控制器，所述控制器连接有电源装置。
主烟道101外壁套接的加热器104对入口段烟道103内的烟气进行加热，加热后的烟气进入反应器，烟气中的NO和NO2在催化剂的作用下和氨气发生反应生成氮气和水从反应器的出口端排放至大气，从而提升反应温度进而提升反应程度。
作为一种优选方案，如图1和2所示，其中，所述反应器还包括包括第一喷气管701和第二喷气管702，所述第一喷气管701和第二喷气管702设于所述壳体201之内，第一喷气管701和第二喷气管702管壁均设有多个喷气口，第一喷气管701靠近反应器入口端，第二喷气管702靠近反应器出口端，所述催化剂格栅202设于第一喷气管701和第二喷气管702之间，第一喷气管701与第三螺旋换热管401连通，第二喷气管702与蒸汽管302连通。通过设置第一喷气管701，能够充分将氨气和空气混合进烟气中，从而使烟气中的NO和NO2充分和氨气和空气发生反应，而设置第二喷气管702能够有效将水蒸气和反应器的尾气相混合，从而有效吸收尾气中的NO和NO2。
作为一种优选方案，如图1所示，其中，所述反应器的出口端还连通有安全阀801，所述第二螺旋换热管103出气口与所述反应器之间还设有第一调速阀802，所述蒸汽管302与所述反应器之间还设有第二调速阀803。安全阀801能够有效防止蒸汽发生器内的气压过大，通过设置第一调速阀802和第二调速阀803能够有效调整通入反应器的氨气、空气和水蒸气的量，进而在NO和NO2尽可能的被完全吸收的前提下，减少氨气和水蒸气的消耗量。
作为一种优选方案，如图1所示，其中，所述加热器内还设有活性炭吸附格栅。通过设置活性炭吸附格栅能有效祛除烟气中的二噁英类、SO2和重金属及其化合物。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置，其特征在于，包括：
主烟道(101)，入口端与焚烧锅炉连通；
氨气混合器(105)，连接有压缩空气供应器和氨气发生器；
蒸汽发生器，连通有第一螺旋换热管(603)，第一螺旋换热管(603)连接有供水装置，所述蒸汽发生器连通有蒸汽管(302)；
反应器，与主烟道(101)、氨气混合器(105)和蒸汽管(302)均连通，所述反应器包括壳体(201)和多个催化剂格栅(202)，多个催化剂格栅(202)设于所述壳体(201)之内；
出口段烟道(601)，一端与反应器连通，所述第一螺旋换热管(603)缠绕在出口段烟道(601)外壁，第一螺旋换热管(603)用于对出口段烟道(601)进行冷却，出口段烟道(601)另一端与大气连通，
收集器(602)，与出口段烟道(601)连通，用于收集出口段烟道(601)内氮氧化物蒸汽经冷却凝结形成的液体。
2.如权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述主烟道(101)上还设有除尘器(102)。
3.如权利要求2所述的一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述反应器与氨气混合器(105)之间还设有第二螺旋换热管(103)，第二螺旋换热管(103)一端与氨气混合器(105)连通，所述第二螺旋换热管(103)缠绕在所述主烟道(101)的外壁，第二螺旋换热管(103)另一端连通于所述反应器的入口端。
4.如权利要求3所述的一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述蒸汽发生器包括第三螺旋换热管(401)和水罐(301)，所述第三螺旋换热管(401)设于第二螺旋换热管(103)与反应器之间，第三螺旋换热管(401)一端与第二螺旋换热管(103)连通，第三螺旋换热管(401)另一端与反应器连通，第三螺旋换热管(401)缠绕在所述水罐(301)外，水罐(301)与所述蒸汽管(302)和供水装置均连通。
5.如权利要求4所述的一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述第三螺旋换热管(401)与反应器之间还设有加压泵(501)，所述加压泵(501)与所述控制器电连接。
6.如权利要求3所述的一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述主烟道(101)与反应器之间还设有加热器(104)，所述加热器(104)连接有控制器，所述控制器连接有电源装置。
7.如权利要求3所述的一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述反应器还包括包括第一喷气管(701)和第二喷气管(702)，所述第一喷气管(701)和第二喷气管(702)设于所述壳体(201)之内，第一喷气管(701)和第二喷气管(702)管壁均设有多个喷气口，第一喷气管(701)靠近反应器入口端，第二喷气管(702)靠近反应器出口端，所述催化剂格栅(202)设于第一喷气管(701)和第二喷气管(702)之间，第一喷气管(701)与第三螺旋换热管(401)连通，第二喷气管(702)与蒸汽管(302)连通。
8.如权利要求3所述的一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述反应器的出口端还连通有安全阀(801)，所述第二螺旋换热管(103)出气口与所述反应器之间还设有第一调速阀(802)，所述蒸汽管(302)与所述反应器之间还设有第二调速阀(803)。
9.如权利要求2所述的一种生活垃圾焚烧厂低温SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述除尘器(102)内还设有活性炭吸附格栅。
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