CN113877412A - 一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统，涉及脱硝技术领域，该烟气脱硝净化系统，包括脱硝塔与压缩空气组件，脱硝塔具有进口部、反应部以及出口部，出口部连接在反应部底端，进口部连接在反应部顶端，进口部内设置有内部中空且上下两端开口的出风罩，出风罩外壁与进口部内壁合围形成底部封闭顶部开口的收纳槽，出风罩顶端转动连接有离心组件，压缩空气组件将压缩空气输送至进口部内驱动离心组件转动，转动的离心组件带动经过其的烟气旋转，将烟气中的粘性物质甩向收纳槽内；通过在进口部内设置离心组件，持续旋转的离心组件将吸附在离心组件表面的粘性物质甩向收纳槽内；避免粘性物质大量吸附在催化剂上。

Description

一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统

技术领域

本发明涉及烟气脱硝技术领域，尤其涉及一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统。

背景技术

造纸行业是国民生活中不可或缺的一部分，碱回收工艺是造纸行业制浆生产过程中的核心环节之一，通过碱回收锅炉对制浆过程中的废液(俗称黑液)进行燃烧，回收黑液中的Na、K等盐类物质，同时大大的降低生产过程中的有机及无机物的污染排放负荷，燃烧产生的热量还可回用到黑液蒸发浓缩等环节，避免了资源的极大浪费。

相关研究表明，碱回收锅炉燃烧黑液正常排放的烟气中主要污染物为颗粒物及NOx，其中颗粒物的排放会造成灰霾等恶劣天气的产生，NOx的排放会造成大气臭氧层的破坏，甚至直接毒害人体及动植物，同时NOx也是形成酸雨、酸雾的主要原因之一，因此造纸行业碱回收锅炉烟气的除尘脱硝净化环节是必不可少的；造纸行业一般采用电除尘器的上游连接碱回收锅炉烟道，如图1所示，烟气进入电除尘器内，电除尘器将烟气中大部分颗粒物去除，电除尘器主要利用高压静电场实现含尘气体的电分离，具有较高的除尘效率。

在脱硝净化工艺上，SCR脱硝技术是迄今为止脱除烟气中NOx最有效的方法之一，利用喷氨设备向除尘后的烟气中喷入氨水或其它合适的还原剂、再经由脱硝塔内催化剂的催化作用，烟气中的NOx会被还原成无害的氮气和水，从而达到烟气脱硝的目的。

如图1所示，为现有的造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统，经过电除尘器除尘后的烟气进入脱硝塔内，烟气在进入脱硝塔内过程中，通过喷氨设备向除尘后的烟气中喷入氨水，喷入氨水后的烟气进入脱硝塔1内，脱硝塔内装载有催化剂2，将烟气中的NOx还原成无害的氮气和水；其中喷氨过程中，烟气与氨分子接触后，会产生一定量的硫酸氢氨等粘性物质，粘性物质容易粘附在催化剂2表面，粘附在催化剂2表面的粘性物质不易清除和收集，影响催化剂使用寿命，也会阻碍烟气与催化剂的接触，从而影响烟气的脱硝效率。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统，包括脱硝塔与压缩空气组件，所述脱硝塔具有进口部、反应部以及出口部，所述出口部连接在反应部底端，所述进口部连接在反应部顶端，所述进口部内设置有内部中空且上下两端开口的进风罩，所述进风罩外壁与进口部内壁合围形成底部封闭顶部开口的收纳槽，所述进风罩顶端转动连接有离心组件，所述离心组件与进风罩之间通过连接件固定，所述压缩空气组件将压缩空气输送至进口部驱动离心组件转动，转动的离心组件带动经过其的烟气旋转，将烟气中的粘性物质甩向收纳槽内。

进一步的，所述进风罩形状为锥形体，所述进风罩顶端开口直径至进风罩底端开口直径逐渐增大。

进一步的，所述连接件包括设置在进风罩顶端开口内的第一固定块，所述第一固定块外侧固定有若干根第一连接杆，所述第一连接杆远离第一固定块一端与进风罩固定。

进一步的，所述离心组件包括转轴以及转动套设在转轴外侧的离心扇，所述转轴底端与第一连接杆固定。

进一步的，所述压缩空气组件包括压缩空气罐以及压缩空气管道，所述压缩空气罐将外部空气压缩储存在其内部，所述压缩空气罐输出端连接有压缩空气管道，所述压缩空气管道输出端贯穿进口部，并延伸至进口部内，所述压缩空气管道输出端指向离心组件。

进一步的，所述压缩空气组件还包括连接在出口部的出气端的烟气换热器，所述烟气换热器进气口与压缩空气罐输出端连接，烟气换热器出气口与压缩空气管道输入端连接。

进一步的，所述离心扇顶部设置有上下两端开口的引风组件，所述引风组件顶端开口尺寸至其底端开口尺寸逐渐增大。

进一步的，所述引风组件包括第二连接罩与中部具有贯通腔的连接环，所述第二连接罩底端与贯通腔顶沿固定，所述贯通腔内设有第二固定块，所述第二固定块外侧固定有若干根第二连接杆，所述第二连接杆远离第二固定块一端与贯通腔内壁固定，所述转轴顶端与第二固定块固定。

进一步的，所述进口部表面固定穿设有清理管，所述清理管进口端延伸至收纳槽内，所述清理管出口端位于进口部外部，其出口端密封连接有密封盖，所述密封盖通过螺栓与清理管可拆卸式固定。

进一步的，所述烟气换热器内部流通压缩空气，利用烟气余热将冷态压缩空气加热，出口端还连接有耙式吹灰器，所述耙式吹灰器出气端延伸至反应部，其出气端位于催化剂上方20-30公分处。

本发明的有益效果：

(1)通过在进口部内设置离心组件，离心组件驱动烟气旋转产生离心力，由于烟气中的粘性物质密度较大，粘性物质在离心力的作用下，被甩向进口部内的内壁，粘性物质在其重力及烟气冲击作用下下沉至收纳槽内，方便对粘性物质的收集；在脱硝塔1进口部11内除去烟气中的粘性物质，避免大量粘性物质进入反应部12内，防止粘性物质对反应部12内的催化剂通道和微孔造成堵塞；

其次，持续旋转的离心组件与烟气中的部分粘性物质不断撞击，粘性物质吸附在离心组件表面，再由持续旋转的离心组件将吸附在离心组件表面的粘性物质甩向收纳槽内，提升烟气中粘性物质的去除效果，方便对烟气的粘性物质进行收纳，避免粘性物质大量吸附在催化剂上。

(2)离心组件还能够实现烟气与氨气的进一步混合均化，进入烟气中的氨气分子会在离心组件的旋转带动下与烟气充分混合接触，从而再一次提升氨水与烟气中NOx的混合，提高脱硝效率。

(3)通过压缩空气组件驱动离心组件转动，同时还向脱硝塔输入氧气，经压缩的空气通过压缩空气管道急速喷向离心组件，急速喷射的气流驱动离心组件转动，同时喷射气流携带氧气进入脱硝塔内。相关研究表明，适量氧气的增加能够促进脱硝反应的进行，从而提高了NOx的整体脱除率，离心组件驱动烟气旋转的同时也可增加进入进口部内的氧气与烟气的混合效果，进一步促进烟气脱硝。

附图说明

图1为现有的碱回收锅炉烟气脱硝净化系统示意图；

图2为本发明的碱回收锅炉烟气脱硝净化系统示意图；

图3为图2中的a处放大结构示意图；

图4为本发明的离心组件结构示意图；

图5为本发明的进风罩连接结构示意图；

图6为含氧量对NOx脱除影响折线图。

图中：1、脱硝塔；11、进口部；12、反应部；13、出口部；2、催化剂；21、过滤层；3、进风罩，4、耙式吹灰器；41、电磁阀；5、压缩空气组件；51、压缩空气罐；52、烟气换热器；54、压缩空气管道；6、离心组件；61、离心扇；62、转轴；7、连接件；72、第一连接杆；73、第一固定块；8、引风组件；81、连接环；82、第二连接杆；83、第二固定块；84、第二连接罩；9、清理管；91、密封盖；10、收纳槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

实施例

请参阅图2，本实施例所述一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统，包括脱硝塔1与压缩空气组件5，脱硝塔1具有进口部11、反应部12以及出口部13，进口部11、反应部12以及出口部13均为两端开口且内部中空的柱状体，出口部13连接在反应部12底端，所述进口部11连接在反应部12顶端。

进口部11内设置有内部中空且上下两端均开口的锥形体进风罩3，烟气可经过进风罩3进入反应部12内，进风罩3外壁与进口部11内壁合围形成底部封闭顶部开口的收纳槽10，进风罩3顶端转动连接有离心组件6，离心组件6底端通过连接件7与进风罩3固定，压缩空气组件5将外部空气输送至进口部11内，并吹向离心组件6，驱动离心组件6转动。

转动的离心组件6带动经过其的烟气旋转，将烟气中的粘性物质甩向收纳槽10，由收纳槽10对分离出的粘性物质承接，在脱硝塔1进口部11内除去烟气中的粘性物质，避免大量粘性物质进入反应部12内，防止反应部12内催化剂2通道和微孔的堵塞。

使用时，首先离心组件6的旋转会带动烟气产生离心力，由于烟气中的粘性物质密度较大，远大于烟气密度，因此烟气中的粘性物质会在离心力的作用下，被甩向进口部11内的内壁，粘性物质在其自身重力作用及烟气冲击作用下下沉至收纳槽10内；

其次，持续旋转的离心组件6与烟气中的部分粘性物质不断撞击，粘性物质吸附在离心组件6表面，再由持续旋转的离心组件6将吸附在离心组件6表面的粘性物质甩向收纳槽10内，提升烟气中粘性物质的去除效果，方便对烟气的粘性物质进行收纳，避免粘性物质大量吸附在催化剂2上。

经离心组件6的扰动，进入烟气中的氨气分子会在离心组件的旋转带动下与烟气充分混合接触，从而再一次提升氨气与烟气中NOx的混合，提高脱硝效率。

为方便对收纳槽10内粘性物质进行清除，进口部11表面固定穿设有清理管9，清理管9进口端延伸至收纳槽10内，清理管9出口端位于进口部11外部，其出口端密封连接有密封盖91，密封盖91通过螺栓与清理管9可拆卸式固定在一起。

请参阅图2所示，其中进风罩3顶端开口直径至进风罩3底端开口直径逐渐增大，采用此种设计，用于减缓经过进风罩3的烟气的速度，使得进入反应部12内的烟气速度减缓，增加烟气与设置在反应部12内催化剂2的接触时间，从而提升烟气中的NOx的脱除率。

其中压缩空气组件5包括压缩空气罐51以及压缩空气管道54，压缩空气罐51将外部空气压缩储存在其内部，压缩空气罐51输出端连接有压缩空气管道54，压缩空气管道54输出端贯穿进口部11，并延伸至进口部11内，压缩空气管道54输出端指向离心组件6。

外部空气携带有氧气，压缩空气组件5同时还向进口部11输入氧气，使用时，经压缩的空气通过压缩空气管道54急速喷向离心组件6，急速喷射的气流驱动离心组件6转动，同时喷射气流携带氧气进入进口部11内，适量氧气的增加能够促进脱硝反应的进行，离心组件驱动烟气旋转的同时也可增加进入进口部内的氧气与烟气的混合效果，进一步促进烟气脱硝，从而提高了烟气NOx的整体脱除率，

请参阅图6，烟气中正常含氧量在3％左右，其它条件不变情况下，在当氧气浓度从3％增至5％时，NOx脱除率从75％左右提高至85％左右，通过增加氧气浓度，可进一步促进烟气脱硝。

上文提及压缩空气驱动离心组件6，压缩空气采用厂区冗余的压缩空气，实现低碳节能。

请参阅图2所示，压缩空气组件5还包括连接在出口部13的出气端的烟气换热器52，烟气换热器52进气口与压缩空气罐51输出端连接，烟气换热器52出气口与压缩空气管道54输入端连接。

使用时，经催化剂2催化脱硝处理之后的烟气仍具有较高的温度，蕴含较丰富的余热资源，烟气换热器52将烟气中热量传导至经压缩空气管道54输送的高压气流中，高压气流携带的热量用于预热进口部11内的烟气，提升进入反应部12内的烟气温度，进入反应部12的烟气，将热量传导给催化剂2，使催化剂2升温，达到催化剂活性温度，提升催化效果，设置烟气换热器对出口烟气余热合理利用，实现节能与环保的有机融合。

请参阅图3与图4所示，连接件7包括设置在进风罩3顶端开口内的第一固定块73，第一固定块73外侧固定有若干根第一连接杆72，第一连接杆72远离第一固定块73一端与进风罩3固定。

其中离心组件6包括转轴62以及转动套设在转轴62外侧的离心扇61，转轴62底端与上文所述第一连接杆72固定；离心扇61采用螺旋扇或涡扇，使用时，离心扇61沿转轴62转动；离心扇61叶片采用不易与烟气粘性物质粘附的耐碱防腐材料制成，方便将离心扇61粘性物质甩出。

请参阅图2所示，离心扇61顶部设置有上下两端开口的引风组件8，引风组件8顶端开口尺寸至其底端开口尺寸逐渐增大，烟气通过其大口进入小口，流动速度加快，烟气进一步冲击离心扇61，加快离心扇61转动速度，提升烟气中粘性物质的去除效果。

其中，引风组件8包括第二连接罩84与中部具有贯通腔的连接环81，第二连接罩84底端与贯通腔顶沿固定，贯通腔内设有第二固定块83，第二固定块83外侧固定有若干根第二连接杆82，第二连接杆82远离第二固定块83一端与贯通腔内壁固定，转轴62顶端与第二固定块83固定，将转轴62两端固定在第二固定块83与第一固定块73之间，避免离心扇61在快速转动过程中出现晃动的情况，保障离心扇61转动稳定性。

请参阅图2所示，烟气换热器52出口端还连接有耙式吹灰器4，耙式吹灰器4出口端延伸至反应部12内，其出气端位于催化剂2上方20-30公分处，清除催化剂2表面的灰尘，其中耙式吹灰器4入口端连接有电磁阀41。

请参阅图2所示，在反应部12入口端内设置设过滤层21，过滤层21进一步滤除烟气中的粘性物质。

过滤层21采用经陶瓷浸渍过的泡沫镍材料制成，该材料具有较高的孔隙率及较好的抗腐蚀能力，烟气经过时具有粘性的物质会粘附在过滤材料上进而被去除，进一步减少催化剂堵塞的可能性。

其中过滤层21放置在抽屉式结构内，抽屉式结构包括外框和抽屉框(图中未示出)，外框主要为框梁结构，外框设置在催化剂2上方，并固定在反应部12内，外框上活动设置抽屉框，外框用于对抽屉框的支撑，过滤层21放置在抽屉框内，便于过滤层21定期清洗，提高过滤材料清洗效率及使用寿命。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统，包括脱硝塔(1)与压缩空气组件(5)，所述脱硝塔(1)具有进口部(11)、反应部(12)以及出口部(13)，所述出口部(13)连接在反应部(12)底端，所述进口部(11)连接在反应部(12)顶端，其特征在于：所述进口部(11)内设置有内部中空且上下两端开口的进风罩(3)，所述进风罩(3)外壁与进口部(11)内壁合围形成底部封闭顶部开口的收纳槽(10)，所述进风罩(3)顶端转动连接有离心组件(6)，所述离心组件(6)与进风罩(3)之间通过连接件(7)固定，所述压缩空气组件(5)将压缩空气输送至进口部(11)内驱动离心组件(6)转动，转动的离心组件(6)带动经过其的烟气旋转，将烟气中的粘性物质甩向收纳槽(10)内。

2.根据权利要求1所述的一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统，其特征在于：所述进风罩(3)形状为锥形体，所述进风罩(3)顶端开口直径至出风罩(3)底端开口直径逐渐增大。

3.根据权利要求1所述的一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统，其特征在于：所述连接件(7)包括设置在出风罩(3)顶端开口内的第一固定块(73)，所述第一固定块(73)外侧固定有若干根第一连接杆(72)，所述第一连接杆(72)远离第一固定块(73)一端与出风罩(3)固定。

4.根据权利要求2所述的一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统，其特征在于：所述离心组件(6)包括转轴(62)以及转动套设在转轴(62)外侧的离心扇(61)，所述转轴(62)底端与第一固定块(73)固定。

5.根据权利要求1所述的一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统，其特征在于：所述压缩空气组件(5)包括压缩空气罐(51)以及压缩空气管道(54)，所述压缩空气罐(51)将外部空气压缩储存在其内部，所述压缩空气罐(51)输出端连接有压缩空气管道(54)，所述压缩空气管道(54)输出端贯穿进口部(11)，并延伸至进口部(11)内，所述压缩空气管道(54)输出端指向离心组件(6)。

6.根据权利要求5所述的一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统，其特征在于：所述压缩空气组件(5)还包括连接在出口部(13)的出气端的烟气换热器(52)，所述烟气换热器(52)进气口与压缩空气罐(51)输出端连接，烟气换热器(52)出气口与压缩空气管道(54)输入端连接。

7.根据权利要求3-6任一项所述的一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统，其特征在于：所述离心扇(61)顶部设置有上下两端开口的引风组件(8)，所述引风组件(8)顶端开口尺寸至其底端开口尺寸逐渐增大。

8.根据权利要求7所述的一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统，其特征在于：所述引风组件(8)包括第二连接罩(84)与中部具有贯通腔的连接环(81)，所述第二连接罩(84)底端与贯通腔顶沿固定，所述贯通腔内设有第二固定块(83)，所述第二固定块(83)外侧固定有若干根第二连接杆(82)，所述第二连接杆(82)远离第二固定块(83)一端与贯通腔内壁固定，所述转轴(62)顶端与第二固定块(83)固定。

9.根据权利要求1所述的一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统，其特征在于：所述进口部(11)表面固定穿设有清理管(9)，所述清理管(9)进口端延伸至收纳槽(10)内，所述清理管(9)出口端位于进口部(11)外部，其出口端密封连接有密封盖(91)，所述密封盖(91)通过螺栓与清理管(9)可拆卸式固定。

10.根据权利要求5或6所述的一种造纸行业碱回收锅炉烟气脱硝净化系统，其特征在于：所述烟气换热器(52)出口端还连接有耙式吹灰器(4)，所述耙式吹灰器(4)出口端延伸至反应部(12)内，其出气端位于催化剂(2)上方20-30公分处。

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