CN113663514A - 一种侧进式多仓scr反应器烟气均流装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置，包括：若干并排布置的SCR反应器本体，与各SCR反应器本体进气口连通的入口烟道，以及与各SCR反应器本体出气口连通的出口烟道；所述入口烟道包括依次连通的进烟管道、弯头、入口水平管道和入口锥段管道，以及第一导流件，所述弯头与所述入口水平管道的一端连通，所述入口水平管道位于并排布置的SCR反应器本体正上方，且所述入口水平管道底部通过多个所述入口锥段管道与各SCR反应器本体一一对应连通，所述第一导流件设置在所述入口水平管道内，用于改变烟气方向并使烟气进入入口锥段管道。本发明可使烟气能垂直且均匀的进入SCR反应器本体中。

Description

一种侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置

技术领域

本发明涉及烟气脱硝技术领域，特别涉及一种侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置。

背景技术

氮氧化物(NO_X)是环境中主要的污染物之一，会导致化学烟雾和酸雨等危害，对生态环境和人体健康产生巨大破坏作用。由于我国工业炉窑多以煤炭或天然气等作为燃料，使得其成为氮氧化物排放大户，目前国内工业领域的环保指标要求越来越高。为了实现NO_X低排放，现有烟气脱硝方法有空气分级燃烧、低氮燃烧、选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原技术(SNCR)、SNCR/SCR组合技术等，其中SCR脱硝以脱硝效率高，选择性好、技术成熟、运行稳定、运行温度低等优点成为应用最为广泛的烟气脱硝技术。

为了保证系统良好的脱硝性能，往往要设置专门的SCR脱硝反应器。有些工程布置脱硝装置的空间有限，现有技术中一般设置单仓反应器较多，这样虽然工程实施较为简单，但系统的可调整性和灵活性不高，一旦进行检修就要停机。为了实现不停机检修以及提高灵活度，就要对SCR反应器进行分仓设计，这样当有仓室需要检修，可不用对整套系统进行停机，场地配置也更灵活，但这也会大大增加对SCR反应器内流场均匀分布的设计难度。国标规定在反应器第一层催化剂的上面要求速度的最大偏差系数不超过±15％，若流场不均匀，就有可能导致反应器内温度分布不均匀，物质运输不畅，不仅会造成催化剂磨损加剧、反应效率降低，还有可能导致氨逃逸严重和后续设备堵塞等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置，以解决现有的侧进式多仓SCR反应器内烟气不均匀，从而导致反应器内温度分布不均匀，物质运输不畅，造成催化剂磨损加剧、反应效率降低，以及氨逃逸严重和后续设备堵塞的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置，包括：若干并排布置的SCR反应器本体，与各SCR反应器本体进气口连通的入口烟道，以及与各SCR反应器本体出气口连通的出口烟道；所述入口烟道包括依次连通的进烟管道、弯头、入口水平管道和入口锥段管道，以及第一导流件，所述进烟管道与所述入口水平管道的一端连通，所述入口水平管道位于并排布置的所述SCR反应器本体正上方，且所述入口水平管道底部通过多个所述入口锥段管道与各所述SCR反应器本体一一对应连通，所述第一导流件设置在所述入口水平管道内，用于改变烟气方向并使烟气进入入口锥段管道。

可选的，所述第一导流件的数量为多个，且多个所述第一导流件分为多组，除在所述入口水平管道的管壁上与所述弯头连接处设置有一组所述第一导流件外，剩余的多组所述第一导流件分别设置在除距离所述进烟管道最远的所述入口锥段管道入口以外的各所述入口锥段管道入口正上方的所述入口水平管道的管壁上，所述第一导流件呈平板状，所述第一导流件与水平方向具有一小于90°的夹角，且所述第一导流件的上端较所述第一导流件的下端靠近所述进烟管道设置。

可选的，所述入口烟道还包括第二导流件，所述第二导流件固定设置在除距离所述进烟管道最近的所述入口锥段管道和距离所述进烟管道最远的入口锥段管道以外的各入口锥段管道上方的入口水平管道的管壁上，且自入口锥段管道与入口水平管道相连处向入口水平管道内竖直延伸，所述第二导流件呈板状。

可选的，所述入口烟道还包括第三导流件，所述第三导流件固定设置在所述入口锥段管道的管壁上。

可选的，所述第三导流件包括若干个纵横向交叉布置的正面导流板和侧面导流板，且正面导流板和侧面导流板均倾斜设置，所述正面导流板和所述侧面导流板将所述入口锥段管道划分为多个通道。

可选的，所述入口锥段管道包括第一矩形管段和第一扩口管段，所述第三导流件设置在入口锥段管道的第一矩形管段和第一扩口管段的连接处。

可选的，所述入口烟道还包括第四导流件，所述第四导流件用于将所述弯头分成多个通道。

可选的，所述弯头为截面呈扇形，所述第四导流件包括依次连接的弧形段和水平段，所述弧形段与所述弯头曲率较大的侧边的曲率和弧长相等，且所述第四导流件的圆心和所述弯头曲率较大的侧边的圆心位于同一直线上，所述水平段往所述入口水平管道的一侧延伸。

可选的，还包括多层多孔板，多层多孔板上的孔隙交错分布，多层多孔板依次设置在所述SCR反应器本体和所述入口锥段管道连接处。

可选的，所述出口烟道包括出口锥段管道和出口水平管道，所述出口水平管道顶部为水平布置，出口水平管道底部为向烟气出口方向逐渐向下倾斜的斜坡状，所述出口锥段管道包括用于与出口水平管道顶部连通的第二矩形管段，以及连接第二矩形管段和SCR反应器本体出口的第二扩口管段。

本发明提供的一种侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置，具有以下有益效果：

通过在入口水平管道上设置用于改变烟气方向并使烟气进入入口锥段管道第一导流件，使得从入口水平管道一端进入烟气能垂直且均匀的进入入口锥段管道中，从而降低对催化剂的磨损，减少氨逃逸率，可提高脱硝效率，保证SCR系统的稳定、高效运行，同时采用多个SCR反应器本体分仓的形式，可使脱硝系统适应工况变化情况，实现不停机检修，增加系统灵活性。

附图说明

图1是本发明实施例中侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置的剖视图；

图2是图1中SCR反应器本体和入口锥段管道沿A-A线的剖视图；

图3是本发明实施例中第三导流件的结构示意图；

图4是本发明实施例中第一孔板的结构示意图；

图5是本发明实施例中第二孔板的结构示意图。

附图标记说明：

100-SCR反应器本体；110-整流格栅；120-催化剂层；

210-进烟管道；220-弯头；230-入口水平管道；240-入口锥段管道；241-第一矩形管段；242-第一扩口管段；250-第一导流件；260-第二导流件；270-第三导流件；280-第四导流件；

300-出口烟道；310-出口锥段管道；311-第二矩形管段；312-第二扩口管段；320-出口水平管道；

400-多孔板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

参考图1和图2，图1是本发明实施例中侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置的剖视图，图2是图1中SCR反应器本体100和入口锥段管道240沿A-A线的剖视图，本实施例提供一种侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置，包括：若干并排布置的SCR反应器本体100，与各SCR反应器本体100进气口连通的入口烟道，以及与各SCR反应器本体100出气口连通的出口烟道300；所述入口烟道包括依次连通的进烟管道210、弯头220、入口水平管道230和入口锥段管道240，以及第一导流件250，所述进烟管道210与所述入口水平管道230的一端连通，所述入口水平管道230位于并排布置的SCR反应器本体100正上方，且入口水平管道230底部通过多个入口锥段管道240与各SCR反应器本体100一一对应连通，所述第一导流件250设置在所述入口水平管道230内，用于改变烟气方向并使烟气进入入口锥段管道240。

本实施例中，烟气进入进烟管道210后，之后进入弯头220，然后从入口水平管道230的一端进入入口水平管道230，之后从入口水平管道230进入入口锥段管道240，再从入口锥段管道240流入各SCR反应器本体100后从出口烟道300流出。通过在入口水平管道230上设置用于改变烟气方向并使烟气进入入口锥段管道240第一导流件250，使得从入口水平管道230一端进入烟气能垂直且均匀的进入入口锥段管道240中，从而降低对催化剂的磨损，减少氨逃逸率，可提高脱硝效率，保证SCR系统的稳定、高效运行，同时采用多个SCR反应器本体100分仓的形式，可使脱硝系统适应工况变化情况，实现不停机检修，增加系统灵活性。

具体的，所述第一导流件250的数量为多个，且多个第一导流件250分为多组，除在入口水平管道230的管壁上与弯头220连接处设置有一组第一导流件250外，剩余的多组第一导流件250分别设置在除距离进烟管道210最远的入口锥段管道240入口以外的各入口锥段管道240入口正上方的入口水平管道230的管壁上，所述第一导流件250呈平板状，所述第一导流件250与水平方向具有一小于90°的夹角，且所述第一导流件250的上端较所述第一导流件250的下端靠近所述进烟管道210设置，每组第一导流件250将一段入口水平管道230划分为多个通道，在第一导流件250的作用下使得入口水平管道230内的烟气垂直均匀的进入到入口锥段管道240内。

靠近所述进烟管道210的所述第一导流件250与水平方向的夹角优选为30°，远离所述进烟管道210的所述第一导流件250与水平方向的夹角优选为45°。

本实施例中，参考图1，所述SCR反应器本体100的数量为六个，从左至右分别为Ⅰ仓、Ⅱ仓、Ⅲ仓、Ⅳ仓、Ⅴ仓、Ⅵ仓，进烟管道210处于Ⅵ仓的正右方。其中，Ⅱ仓上方设置2块第一导流件250，且Ⅱ仓上方的第一导流件250与水平方向的夹角为45°，所述2块第一导流件250为一组；Ⅲ仓上方设置2块第一导流件250，且Ⅲ仓上方的第一导流件250与水平方向的夹角为45°，所述2块第一导流件250为一组；Ⅳ仓上方设置2块第一导流件250，且Ⅳ仓上方的第一导流件250与水平方向的夹角为45°，所述2块第一导流件250为一组；Ⅴ仓上方设置3块第一导流件250，且Ⅴ仓上方靠左的两块第一导流件250与水平方向的夹角为30°，在Ⅴ仓上方靠右的一块第一导流件250与水平方向的夹角为45°，所述3块第一导流件250为一组；Ⅵ仓上方设置4块第一导流件250，且Ⅴ仓上方靠左的两块第一导流件250与水平方向的夹角为30°，在Ⅴ仓上方居中靠上的一块第一导流件250与水平方向的夹角为45°，在Ⅴ仓上方靠右的一块第一导流件250与水平方向的夹角为45°，所述4块第一导流件250为一组；在入口水平管道230的管壁上与弯头220连接处设置的一组第一导流件250包括两块第一导流件250，且两块第一导流件250与水平方向的夹角为45°，所述2块第一导流件250为一组。

所述入口烟道还包括第二导流件260，所述第二导流件260固定设置在除距离进烟管道210最近的入口锥段管道240和距离进烟管道210最远的入口锥段管道240以外的各入口锥段管道240上方的入口水平管道230的管壁上(也就算是说，仅部分的入口锥段管道240上方的入口水平管道230的管壁上设置有第二导流件260，距离进烟管道210最近的入口锥段管道240和距离进烟管道210最远的入口锥段管道240上方的入口水平管道230的管壁上未设置第二导流件260，其它的入口锥段管道240上方的入口水平管道230的管壁上设置有第二导流件260)，且自入口锥段管道240与入口水平管道230相连处向入口水平管道230内竖直延伸，所述第二导流件260呈板状。通过第二导流件260与第一导流件250的共同作用，可使烟气均为均匀且垂直的进入入口锥段管道240内。

具体的，参考图1，所述Ⅱ仓的左侧边缘设置的1块第二导流件260高600mm。所述Ⅲ仓左侧边缘设置的1块第二导流件260高600mm。所述Ⅳ仓左侧边缘设置的1块第二导流件260高800mm。所述Ⅴ仓左侧边缘设置的1块第二导流件260高600mm。

参考图3，图3是本发明实施例中第三导流件270的结构示意图，所述入口烟道还包括第三导流件270，所述第三导流件270固定设置在所述入口锥段管道240的管壁上。所述第三导流件270包括若干个纵横向交叉布置的正面导流板和侧面导流板，且正面导流板和侧面导流板均倾斜设置，所述正面导流板和所述侧面导流板将所述入口锥段管道240划分为多个通道。

具体的，所述入口锥段管道240包括第一矩形管段241和第一扩口管段242，所述第三导流件270设置在入口锥段管道240的第一矩形管段241和第一扩口管段242的连接处。

所述入口烟道还包括第四导流件280，所述第四导流件280用于将所述弯头220分成多个通道。

具体的，参考图1，所述弯头为截面呈扇形，所述第四导流件280包括依次连接的弧形段和水平段，所述弧形段与所述弯头曲率较大的侧边的曲率和弧长相等，且所述第四导流件280的圆心和所述弯头曲率较大的侧边的圆心位于同一直线上，所述水平段往所述入口水平管道230的一侧延伸，如此可使流过弯头的气流均匀的流入入口水平管道230内。

如图1所示，所述第四导流件280的数量为三块，且弧度为90°，三块所述第四导流件280和所述弯头曲率较大的侧边之间呈等间距分布，通过设置第四导流件280，使得烟气在转弯进入到入口水平管道230过程中，烟气量在截面上能够均匀分布。

所述入口水平管道230的顶部为由弯头220连接处向一端逐渐向下倾斜的斜坡状，入口水平管道230的底部为水平布置，通过将入口水平管道230顶部倾斜设计，有利于入口水平管道230中烟气从一端向另一端传输，从而保证烟气能顺利进入到入口水平管道230下方的SCR反应器本体100内。

所述侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置还包括多层多孔板400，多层多孔板400上的孔隙交错分布，多层多孔板400依次设置在所述SCR反应器本体100和所述入口锥段管道240连接处，可进一步均匀进入SCR反应器本体100内的烟气。

具体的，所述多孔板400有三层，分别为两个第一孔板和第一个第二孔板，所述第二孔板设置在两个所述第一孔板的中间，第一孔板和第二孔板均开设有多个孔径为50～200mm的孔隙，且相邻两层孔板的孔隙交错布置。如图4所示，图4是本发明实施例中第一孔板的结构示意图，所述第一孔板上的孔隙呈纵横交错分布，如图5所示，图5是本发明实施例中第二孔板的结构示意图，所述第二孔板上的孔隙呈矩形阵列分布。通过对多孔板400的这种结构设计，增强对烟气的扰流作用，从而进一步使烟气能够在整个SCR反应器本体100截面上均匀分布。

所述SCR反应器本体100包括整流格栅110和催化剂层120，所述整流格栅110设置在所述催化剂层120的上方，且位于所述多孔板400的下方。

参考图1，所述出口烟道300包括出口锥段管道310和出口水平管道340，所述出口水平管道340顶部为水平布置，出口水平管道340底部为向烟气出口方向逐渐向下倾斜的斜坡状，所述出口锥段管道310包括用于与出口水平管道340顶部连通的第二矩形管段320，以及连接第二矩形管段320和SCR反应器本体100出口的第二扩口管段330；通过第二扩口管段330和第二矩形管段320衔接SCR反应器本体100和出口水平管道340，使得经过SCR反应器本体100内的催化脱硝反应后的烟气转弯进入出口水平管道340，进而由烟气出口排出，而通过将出口水平管道340底部倾斜的设计，更利于出口水平管道340中烟气向烟气出口流动排出。

综上所述，本发明提供的这种侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置在烟气进入多仓SCR反应器之前，通过在入口烟道中设置第一导流件250、第二导流件260、第三导流件270、第四导流件280和多孔板400实现烟气在多仓SCR反应器中流场均匀分布，从而使得脱硝系统能适应工况变化情况，实现不停机检修，增加系统灵活性，提高脱硝效率、减缓催化剂磨损和氨逃逸等结果。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置，其特征在于，包括：若干并排布置的SCR反应器本体，与各SCR反应器本体进气口连通的入口烟道，以及与各SCR反应器本体出气口连通的出口烟道；所述入口烟道包括依次连通的进烟管道、弯头、入口水平管道和入口锥段管道，以及第一导流件，所述弯头与所述入口水平管道的一端连通，所述入口水平管道位于并排布置的所述SCR反应器本体正上方，且所述入口水平管道底部通过多个所述入口锥段管道与各所述SCR反应器本体一一对应连通，所述第一导流件设置在所述入口水平管道内，用于改变烟气方向并使烟气进入入口锥段管道。

2.如权利要求1所述的侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置，其特征在于，所述第一导流件的数量为多个，且多个所述第一导流件分为多组，除在所述入口水平管道的管壁上与所述弯头连接处设置有一组所述第一导流件外，剩余的多组所述第一导流件分别设置在除距离所述进烟管道最远的所述入口锥段管道入口以外的各所述入口锥段管道入口正上方的所述入口水平管道的管壁上，所述第一导流件呈平板状，所述第一导流件与水平方向具有一小于90°的夹角，且所述第一导流件的上端较所述第一导流件的下端靠近所述进烟管道设置。

3.如权利要求1所述的侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置，其特征在于，所述入口烟道还包括第二导流件，所述第二导流件固定设置在除距离所述进烟管道最近的所述入口锥段管道和距离所述进烟管道最远的入口锥段管道以外的各入口锥段管道上方的入口水平管道的管壁上，且自入口锥段管道与入口水平管道相连处向入口水平管道内竖直延伸，所述第二导流件呈板状。

4.如权利要求1所述的侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置，其特征在于，所述入口烟道还包括第三导流件，所述第三导流件固定设置在所述入口锥段管道的管壁上。

5.如权利要求4所述的侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置，其特征在于，所述第三导流件包括若干个纵横向交叉布置的正面导流板和侧面导流板，且正面导流板和侧面导流板均倾斜设置，所述正面导流板和所述侧面导流板将所述入口锥段管道划分为多个通道。

6.如权利要求5所述的侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置，其特征在于，所述入口锥段管道包括第一矩形管段和第一扩口管段，所述第三导流件设置在入口锥段管道的第一矩形管段和第一扩口管段的连接处。

7.如权利要求1所述的侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置，其特征在于，所述入口烟道还包括第四导流件，所述第四导流件用于将所述弯头分成多个通道。

8.如权利要求7所述的侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置，其特征在于，所述弯头为截面呈扇形，所述第四导流件包括依次连接的弧形段和水平段，所述弧形段与所述弯头曲率较大的侧边的曲率和弧长相等，且所述第四导流件的圆心和所述弯头曲率较大的侧边的圆心位于同一直线上，所述水平段往所述入口水平管道的一侧延伸。

9.如权利要求8所述的侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置，其特征在于，还包括多层多孔板，多层多孔板上的孔隙交错分布，多层多孔板依次设置在所述SCR反应器本体和所述入口锥段管道连接处。

10.如权利要求1所述的侧进式多仓SCR反应器烟气均流装置，其特征在于，所述出口烟道包括出口锥段管道和出口水平管道，所述出口水平管道顶部为水平布置，出口水平管道底部为向烟气出口方向逐渐向下倾斜的斜坡状，所述出口锥段管道包括用于与出口水平管道顶部连通的第二矩形管段，以及连接第二矩形管段和SCR反应器本体出口的第二扩口管段。

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