CN113975949A - 一种石化行业烟气脱硝装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烟气处理技术领域，尤其涉及一种石化行业烟气脱硝装置及其使用方法，烟气脱硝装置包括沿烟气走向依次连接的SNCR反应单元、余热锅炉、SCR反应单元、空预器、电除尘器、脱硫单元和烟囱；所述SNCR反应单元包括锅炉和设于所述锅炉上的喷枪，所述喷枪分别连通氨气源和空气源，所述SCR反应单元包括设于烟道水平段的混合装置和设于烟道竖直段的SCR反应器，所述SCR反应器中装填具有双活性中心的分子筛催化剂，所述混合装置分别连通氨气源和空气源，所述脱硫单元包括脱硫塔。本发明采用SNCR和SCR技术联合脱硝，使用具有双活性中心的催化剂进行催化，并采用高效率的混合装置进行补氨，脱硝效率高，脱硝运行成本低。

Description

一种石化行业烟气脱硝装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及烟气处理技术领域，尤其涉及一种石化行业烟气脱硝装置及其使用方法。

背景技术

氮氧化物作为主要的大气污染物之一，是继二氧化硫之后国家严格控制排放的对象。燃煤锅炉是石化行业最大的氮氧化物排放源，石化行业燃煤锅炉所排放的氮氧化物占我国氮氧化物排放总量的60-70%，因此燃煤锅炉烟气脱硝技术对解决氮氧化物污染、实现可持续发展的意义十分重大。

现在应用最广泛的烟气脱硝技术是SCR技术和SNCR技术。SNCR技术投资低，运行成本少，系统简单，适用范围广，但其脱硝效率低，仅有30％-50％，远不能达到排放的标准，SCR技术脱硝效率高，可达到95％以上，但是其脱硝效率受制于催化剂的活性，SCR设备单独使用时，催化剂使用寿命短，运行成本高。此外，在采用SCR技术时，烟气和作为还原剂的氨气的混合均匀程度，直接影响烟气中氮氧化物的还原程度，现阶段的其脱硝混合装置只是将烟气和氨气一起通入混合腔，简单混合后通入SCR反应器内进行脱硝，使得烟气和氨气的混合均匀程度低，影响脱硝效率。

发明内容

为解决上述技术问题至少之一，本发明提供一种石化行业烟气脱硝装置，包括沿烟气走向依次连接的SNCR反应单元、余热锅炉、SCR反应单元、空预器、电除尘器、脱硫单元和烟囱；所述SNCR反应单元包括锅炉和设于所述锅炉上的喷枪，所述喷枪分别连通氨气源和空气源，所述SCR反应单元包括设于烟道水平段的混合装置和设于烟道竖直段的SCR反应器，所述SCR反应器中装填具有双活性中心的分子筛催化剂，所述混合装置分别连通氨气源和空气源，所述脱硫单元包括脱硫塔。

优选的，所述分子筛催化剂包括第一活性金属和第二活性金属，所述第一活性金属原位掺杂在SAPO型的分子筛载体内，所述第二活性金属负载于所述分子筛载体的孔隙内；所述第一活性金属包括Cu，所述第二活性金属包括Mn、 Fe、Co、Ce或Ni元素中的至少一种。

优选的，所述余热锅炉的出口烟道上设有第一流量阀、第一烟气检测仪和第一氨气检测仪，所述混合装置的出口烟道上设有第二烟气检测仪和第二氨气检测仪，所述氨气源与所述混合装置连接处设有第二流量阀，所述空气源与所述混合装置连接处设有第三流量阀，所述SCR反应器的出口烟道上设有第三烟气检测仪和第三氨气检测仪，所述脱硫单元还包括分别连通所述脱硫塔入口烟道和出口烟道的换热器以及连通所述烟囱的排风装置，所述第一流量阀、所述第二流量阀、所述第三流量阀、所述第一烟气检测仪、所述第二烟气检测仪、所述第三烟气检测仪、所述第一氨气检测仪、所述第二氨气检测仪、所述第三氨气检测仪和所述排风装置均连接PLC控制器，所述PLC控制器连接HMI。

优选的，所述喷枪具有多组，围绕锅炉内部的折焰角分布排列，喷枪沿垂直于烟气流动的方向喷射氨气。多个所述喷枪分别形成第一喷枪组、第二喷枪组和第三喷枪组，所述第一喷枪组沿炉膛周向布置设于所述锅炉的折焰角下方，所述第二喷枪组设于折焰角区域的前墙上，所述第三喷枪组分别设于折焰角上方的两个侧墙上，所述第一喷枪组、第二喷枪组和第三喷枪组喷射形成的平面垂直于烟气流动方向。

优选的，所述混合装置包括依次连接的混合管段、细径管段和导流管段，烟气和稀释氨气在混合管段内混合后在细径管段匀化，随后经导流管段垂直导向后流出。所述混合管段和所述细径管段为水平管，所述混合管段水平设有烟气入口，竖直设有氨气入口和空气入口，所述混合管段尾部渐缩连通所述细径管段，所述导流管段为直角管，其水平端渐缩连通所述细径管段，竖直端为烟气出口，折角处倾斜设有导流板。

优选的，所述混合管段内轴向设有烟气通道和第二烟气混合腔，所述烟气通道包括沿烟气走向依次连接的圆形管段和锥形管段，氨气补入腔和第一烟气混合腔环绕所述烟气通道设置，所述混合管段内部各腔室之间的壁材均采用导热金属材质。所述混合管段包括尾部渐缩的混合段管体，所述混合段管体上游设有烟气入口，下游设有第二烟气混合腔，中心处水平设有烟气通道，所述烟气通道与所述混合段管体之间的环形空间内设有氨气补入腔和第一烟气混合腔，所述烟气通道和所述氨气补入腔分别连通所述第一烟气混合腔，所述第一烟气混合腔连通所述第二烟气混合腔，所述混合段管体的内壁设置隔热层，所述混合段管体内部各腔室的壁材均采用导热金属材质；

所述烟气通道包括沿烟气走向依次连接的圆形管段和锥形管段，所述圆形管段一端通过锥形挡板渐扩连接所述烟气入口，另一端等直径连接所述锥形管段的大径端，所述锥形管段上设有第一扩散孔；所述氨气补入腔设于所述圆形管段外周，所述第一烟气混合腔设于所述锥形管段外周，所述氨气补入腔和所述第一烟气混合腔通过径向侧壁轴向分隔。

优选的，所述氨气补入腔沿烟气走向依次设有空气进入腔、氨气稀释腔和匀化腔，所述氨气稀释腔内设有氨气流动腔、氨气混合腔和空气流动腔，氨气流动腔和空气流动腔通过孔径渐扩的流通孔连通氨气混合腔。第一环形隔板和第二环形隔板将所述氨气稀释腔径向依次分隔成氨气流动腔、氨气混合腔和空气流动腔，所述第一环形隔板上径向设有第一通孔，所述第二环形隔板上径向设有第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔均包括依次连接的圆形孔和锥形孔，所述圆形孔与所述锥形孔的小径端连接，所述锥形孔的大径端面向所述氨气混合腔，所述空气进入腔分别连通所述空气入口和所述空气流动腔，所述氨气混合腔连通所述匀化腔。

优选的，所述锥形管段的外锥壁上圆周等距设有多个中空的翼状凸起，盖板固定在锥形管段的小径端，并将所述翼状凸起围合在所述第一烟气混合腔内，所述翼状凸起分别连通所述匀化腔和所述第一烟气混合腔。所述翼状凸起沿所述锥形管段的长度方向延伸，并抵接所述匀化腔的径向侧壁，所述翼状凸起的内腔连通所述匀化腔，多个所述第一扩散孔设于相邻两个所述翼状凸起之间，并沿所述锥形管段的长度方向等距排列，所述翼状凸起的两侧分别设有多个第二扩散孔，多个所述第二扩散孔沿所述锥形管段的长度方向等距排列；

所述盖板沿烟气走向的反向渐扩延伸至所述混合段管体内壁，所述翼状凸起抵接所述盖板，所述盖板上设有多个第三扩散孔，多个所述第三扩散孔设于相邻两个所述翼状凸起之间，并沿所述盖板的长度方向等距排列；所述盖板、所述锥形管段、所述径向侧壁、所述混合段管体共同围合成所述第一烟气混合腔，所述盖板与所述混合段管体的渐缩段共同形成所述第二烟气混合腔。

优选的，所述翼状凸起上设有插接件，所述插接件将所述翼状凸起固定于所述匀化腔的径向侧壁上，并将所述匀化腔内的稀释氨气倾斜导流至所述翼状凸起的内腔中。所述翼状凸起与所述径向侧壁相抵接的一端设有插接件，所述插接件可密封插入所述径向侧壁的第三通孔中，所述插接件包括与所述第三通孔尺寸一致的本体，所述本体的上下两端为锁紧部，所述锁紧部上设有半球形凸起，两个所述锁紧部之间设有流通腔，所述锁紧部与所述流通腔之间开设V型槽，当所述锁紧部受压时，所述V型槽槽口减小；所述流通腔包括孔径依次减小的集气孔、整流孔和导流孔，所述集气孔截面为锥形，其小径端连接截面为矩形的整流孔，所述整流孔远离所述集气孔的一端连接倾斜设置的导流孔，所述导流孔的倾斜角度与所述锥形管段的倾斜角度一致。

上述石化行业烟气脱硝装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤S100、通过HMI设定工艺参数，PLC控制器接收第一烟气检测仪、第二烟气检测仪、第三烟气检测仪、第一氨气检测仪、第二氨气检测仪和第三氨气检测仪的检测数据，并根据工艺参数调整第一流量阀、第二流量阀、第三流量阀的流量；

步骤S200、通过第一喷枪组、第二喷枪组和第三喷枪组向锅炉内喷入氨气，进行一次脱硝即SNCR脱硝；

步骤S300、一次脱硝后的烟气通过余热锅炉进行余热回收利用，第一烟气检测仪和第一氨气检测仪检测余热锅炉出口烟道上的烟气和逃逸的氨气数据；

步骤S400、PLC控制器控制第一流量阀、第二流量阀和第三流量阀的流量，使烟气、空气和氨气按照预设的工艺参数进入混合装置，在混合装置的混合管段内均匀混合完成补氨，经过补氨后的混合烟气经细径管段流入导流管段，导流管段内的导流板将混合烟气由水平走向引导为竖直向下的走向，第二烟气检测仪和第二氨气检测仪检测混合装置出口烟道上的烟气和氨气数据；

步骤S500、补氨后的混合烟气进入SCR反应器，在具有双活性中心的分子筛催化剂的催化下进行二次脱硝即SCR脱硝，第三烟气检测仪和第三氨气检测仪检测SCR反应器出口烟道上的烟气和氨气数据；

步骤S600、二次脱硝后的烟气进入空预器进行热交换后流出至电除尘器内，除尘后经换热器进入脱硫塔，脱硫后的烟气经换热器流出至烟囱，PLC控制器通过排风装置控制烟气的排放量。

与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：

1、采用SNCR脱硝技术和SCR脱硝技术进行联合脱硝，极大的提高了脱硝效率，同时降低了脱硝成本；

2、围绕锅炉的折焰角排布多组喷枪，可以充分提高锅炉内一次脱硝的脱硝效率；

3、补氨时采用的混合装置增设了细径管段和导流管段，可以提高烟气和氨气混合均匀程度，并将水平流向的烟气导向为竖直流向；

4、氨气和烟气在混合装置内进行二级扩散混合，大幅度提高了烟气和氨气的混合均匀程度；

5、混合装置的混合管段内部各腔室的壁材采用导热金属材质，有利于混合管段内的烟气、氨气和空气之间进行热交换，提高混合时的温度均衡程度；

6、混合装置的混合管段中氨气补入腔中采用孔径渐扩的流通孔可以促进空气和氨气的混合，混合后的稀释氨气在匀化腔内匀化，可以进一步提高混合效果；

7、混合装置的第一烟气混合腔具有多个分散混合区间，烟气和稀释氨气分别在多个分散混合区间内相互接触进行一级扩散混合，经过一级扩散混合后的烟气和稀释氨气扩散至第二烟气混合腔进行二级扩散混合，大幅度提高了烟气和稀释氨气之间的混合效果；

8、混合装置的插接件使翼状凸起和匀化腔之间的相对位置更加稳定，同时可以将稀释氨气从水平流向导向为与锥形管段倾斜角度一致的倾斜流向，使稀释氨气能够更加快速的与烟气接触混合，提高混合效率；

综上所述，本发明提供的烟气脱硝装置，采用SNCR和SCR技术联合脱硝，使用具有双活性中心的催化剂进行催化，并采用高效率的混合装置进行补氨，脱硝效率高，脱硝运行成本低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中混合装置的外部结构示意图；

图3为图2中混合管段的结构示意图；

图4为图3的爆炸视图；

图5为图4中插接件的结构示意图；

图6为图5的A-A剖面图。

附图标记说明：

1、SNCR反应单元，2、余热锅炉，3、SCR反应单元，4、空预器，5、电除尘器，6、脱硫单元，7、烟囱，8、氨气源，9、空气源，

11、锅炉，12、炉膛，13、前墙，14、折焰角，15、第一喷枪组，16、第二喷枪组，17、第三喷枪组，

21、第一流量阀，22、第一烟气检测仪，23、第一氨气检测仪，

31、混合装置，32、第二烟气检测仪，33、第二氨气检测仪，34、SCR反应器，35、第三烟气检测仪，36、第三氨气检测仪，

61、换热器，62、脱硫塔，63、排风装置，

81、第二流量阀，

91、第三流量阀，

100、混合管段，101、烟气入口，102、氨气入口，103、空气入口，104、混合段管体，105、烟气通道，106、氨气补入腔，107、第一烟气混合腔，108、第二烟气混合腔，109、圆形管段，110、锥形管段，111、第一扩散孔，112、锥形挡板，113、径向侧壁，114、翼状凸起，115、第二扩散孔，116、盖板，117、第三扩散孔，118、第一环形隔板，119、第二环形隔板，120、第一通孔，121、第二通孔，122、氨气流动腔，123、氨气混合腔，124、空气流动腔，125、空气进入腔，126、匀化腔，127、第三通孔， 128、插接件，129、本体，130、锁紧部，131、半球形凸起，132、流通腔，133、V型槽，134、集气孔，135、整流孔，136、导流孔，

200、细径管段，

300、导流管段，301、烟气出口。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

结合附图1，本实施例中提供了一种石化行业烟气脱硝装置，包括沿烟气走向依次连接的SNCR反应单元1、余热锅炉2、SCR反应单元3、空预器4、电除尘器5、脱硫单元6和烟囱7；所述SNCR反应单元1包括锅炉11和设于所述锅炉11上的喷枪，所述喷枪分别连通氨气源8和空气源9，所述SCR反应单元3包括设于烟道水平段的混合装置31和设于烟道竖直段的SCR反应器34，所述SCR反应器34中装填具有双活性中心的分子筛催化剂，所述混合装置31分别连通氨气源8和空气源9，所述脱硫单元6包括脱硫塔62。

上述技术方案中，采用SNCR脱硝技术和SCR脱硝技术进行联合脱硝，极大的提高了脱硝效率，同时降低了脱硝成本。先在SCR反应器34上游的锅炉11内进行一次脱硝，经过一次脱硝后的烟气中含有逃逸氨气，含有逃逸氨气的烟气进入混合装置31中，在混合装置31内补入经过空气稀释的氨气后进入SCR反应器进行二次脱硝。一次脱硝可以初步降低烟气中氮氧化物含量，从而降低后续二次脱硝时SCR反应器34的脱硝压力，延长催化剂的使用寿命，降低脱硝运行成本。SCR反应器34中装载具有双活性中心的分子筛催化剂，有利于提高脱硝效率。经过二次脱硝的烟气除尘后在脱硫塔62内脱硫，最后从烟囱7排出。

在一个具体的实施方式中，所述分子筛催化剂包括第一活性金属和第二活性金属，所述第一活性金属原位掺杂在SAPO型的分子筛载体内，所述第二活性金属负载于所述分子筛载体的孔隙内；所述第一活性金属包括Cu，所述第二活性金属包括Mn、 Fe、Co、Ce或Ni元素中的至少一种。上述技术方案中的分子筛催化剂，即可以高效脱除烟气中的氮氧化物，又能脱除烟气中不易去除的汞。

在一个具体的实施方式中，所述余热锅炉2的出口烟道上设有第一流量阀21、第一烟气检测仪22和第一氨气检测仪23，所述混合装置31的出口烟道上设有第二烟气检测仪32和第二氨气检测仪33，所述氨气源8与所述混合装置31连接处设有第二流量阀81，所述空气源9与所述混合装置31连接处设有第三流量阀91，所述SCR反应器34的出口烟道上设有第三烟气检测仪35和第三氨气检测仪36，所述脱硫单元6还包括分别连通所述脱硫塔62入口烟道和出口烟道的换热器61以及连通所述烟囱7的排风装置63，所述第一流量阀21、所述第二流量阀81、所述第三流量阀91、所述第一烟气检测仪22、所述第二烟气检测仪32、所述第三烟气检测仪35、所述第一氨气检测仪23、所述第二氨气检测仪33、所述第三氨气检测仪36和所述排风装置63均连接PLC控制器，所述PLC控制器连接HMI。上述技术方案中，通过HMI和PLC控制器等形成了一套自动化检测和控制系统，可以提高脱硝效率。

在一个具体的实施方式中，所述喷枪具有多组，围绕锅炉11内部的折焰角14分布排列，喷枪沿垂直于烟气流动的方向喷射氨气。如图1所示，多个所述喷枪分别形成第一喷枪组15、第二喷枪组16和第三喷枪组17，所述第一喷枪组15沿炉膛12周向布置设于所述锅炉11的折焰角14下方，所述第二喷枪组16设于折焰角14区域的前墙13上，所述第三喷枪组17分别设于折焰角14上方的两个侧墙上，所述第一喷枪组15、第二喷枪组16和第三喷枪组17喷射形成的平面垂直于烟气流动方向。

上述技术方案中，围绕折焰角14排布了三组喷枪，可以充分提高锅炉11内一次脱硝的脱硝效率。

实施例2

结合附图2至6，本实施例提供了一种用于实施例1的混合装置31，所述混合装置31包括依次连接的混合管段100、细径管段200和导流管段300，烟气和稀释氨气在混合管段100内混合后在细径管段200匀化，随后经导流管段300垂直导向后流出。

具体结构如图2所示，所述混合管段100和所述细径管段200为水平管，所述混合管段100水平设有烟气入口101，竖直设有氨气入口102和空气入口103，所述混合管段100尾部渐缩连通所述细径管段200，所述导流管段300为直角管，其水平端渐缩连通所述细径管段200，竖直端为烟气出口301，折角处倾斜设有导流板（图中未示出）。

上述技术方案中，混合装置31相较现有技术中的混合器，增设了细径管段200和导流管段300，细径管段200可以减小烟气的过流面积，使烟气和氨气充分混合均匀，导流管段300通过导流板将水平流向的烟气导向为竖直流向。

在一个具体的实施方式中，所述混合管段100内轴向设有烟气通道105和第二烟气混合腔108，所述烟气通道105包括沿烟气走向依次连接的圆形管段109和锥形管段110，氨气补入腔106和第一烟气混合腔107环绕所述烟气通道105设置，所述混合管段100内部各腔室之间的壁材均采用导热金属材质。

具体结构如图3和图4所示，所述混合管段100包括尾部渐缩的混合段管体104，所述混合段管体104上游设有烟气入口101，下游设有第二烟气混合腔108，中心处水平设有烟气通道105，所述烟气通道105与所述混合段管体104之间的环形空间内设有氨气补入腔106和第一烟气混合腔107，所述烟气通道105和所述氨气补入腔106分别连通所述第一烟气混合腔107，所述第一烟气混合腔107连通所述第二烟气混合腔108，所述混合段管体104的内壁设置隔热层（图中未示出），所述混合段管体104内部各腔室的壁材均采用导热金属材质；

所述烟气通道105包括沿烟气走向依次连接的圆形管段109和锥形管段110，所述圆形管段109一端通过锥形挡板112渐扩连接所述烟气入口101，另一端等直径连接所述锥形管段110的大径端，所述锥形管段110上设有第一扩散孔111；所述氨气补入腔106设于所述圆形管段109外周，所述第一烟气混合腔107设于所述锥形管段110外周，所述氨气补入腔106和所述第一烟气混合腔107通过径向侧壁113分隔。

上述技术方案中，锥形挡板112、圆形管段109、径向侧壁113和混合段管体104共同围合成氨气补入腔106。烟气从烟气入口101流入烟气通道105内，从烟气通道105径向扩散至第一烟气混合腔107内，氨气和空气进入氨气补入腔106，氨气在氨气补入腔106经过空气混合稀释后进入第一烟气混合腔107内，烟气和稀释后的氨气在第一烟气混合腔107内进行一级扩散混合，经过一级扩散混合的烟气和氨气进入第二烟气混合腔108内，进行二级扩散混合。两次扩散混合使烟气和氨气的混合均匀程度大幅度提高。混合段管体104的内壁设置隔热层，可以防止热量向外界扩散，降低热能损失，混合段管体104内部各腔室的壁材采用导热金属材质，可以使混合段管体104内的烟气、氨气和空气在各自的腔室中流动时就开始进行热交换，提高混合时的温度均衡程度。

在一个具体的实施方式中，所述氨气补入腔106沿烟气走向依次设有空气进入腔125、氨气稀释腔和匀化腔126，所述氨气稀释腔内设有氨气流动腔122、氨气混合腔123和空气流动腔124，氨气流动腔122和空气流动腔124通过孔径渐扩的流通孔连通氨气混合腔123。

具体结构如图3和图4所示，第一环形隔板118和第二环形隔板119将所述氨气稀释腔径向依次分隔成氨气流动腔122、氨气混合腔123和空气流动腔124，所述第一环形隔板118上径向设有第一通孔120，所述第二环形隔板119上径向设有第二通孔121，所述第一通孔120和所述第二通孔121均包括依次连接的圆形孔和锥形孔，所述圆形孔与所述锥形孔的小径端连接，所述锥形孔的大径端面向所述氨气混合腔123，所述空气进入腔125分别连通所述空气入口103和所述空气流动腔124，所述氨气混合腔123连通所述匀化腔126。

上述技术方案中，空气进入腔125与烟气入口101相邻，空气流动腔124与烟气通道105相邻，可以通过高温烟气对常温下的空气快速加热，降低空气与氨气之间的温差。当氨气通过第一环形隔板118上的第一通孔120以及空气通过第二环形隔板119上的第二通孔121时，由于孔径的变化使氨气和空气在锥形孔的大径端产生旋流，提高空气和氨气在氨气混合腔123内的混合效果；在氨气混合腔123内混合的氨气和空气，在匀化腔126内匀化，进一步提高混合效果。

在一个具体的实施方式中，所述锥形管段110的外锥壁上圆周等距设有多个中空的翼状凸起114，盖板116固定在锥形管段110的小径端，并将所述翼状凸起114围合在所述第一烟气混合腔107内，所述翼状凸起114分别连通所述匀化腔126和所述第一烟气混合腔107。

具体结构如图3和图4所示，所述翼状凸起114沿所述锥形管段110的长度方向延伸，并抵接所述匀化腔126的径向侧壁113，所述翼状凸起114的内腔连通所述匀化腔126，多个所述第一扩散孔111设于相邻两个所述翼状凸起114之间，并沿所述锥形管段110的长度方向等距排列，所述翼状凸起114的两侧分别设有多个第二扩散孔115，多个所述第二扩散孔115沿所述锥形管段110的长度方向等距排列；

所述盖板116沿烟气走向的反向渐扩延伸至所述混合段管体104内壁，所述翼状凸起114抵接所述盖板116，所述盖板116上设有多个第三扩散孔117，多个所述第三扩散孔117设于相邻两个所述翼状凸起114之间，并沿所述盖板116的长度方向等距排列；所述盖板116、所述锥形管段110、所述径向侧壁113、所述混合段管体104共同围合成所述第一烟气混合腔107，所述盖板116与所述混合段管体104的渐缩段共同形成所述第二烟气混合腔108。

上述技术方案中，翼状凸起114为类似机翼的薄片形状，具有两个分别与锥形管段110和盖板116相应的细长倾斜斜面。匀化腔126内的稀释氨气通过多个翼状凸起114分流并扩散到第一烟气混合腔107内，锥形管段110内的烟气从相邻两个翼状凸起114之间的第一扩散孔111扩散到第一烟气混合腔107中，盖板116将第一烟气混合腔107盖合成一个具有多个分散混合区间的混合空间，烟气和稀释氨气分别在多个分散混合区间内进行一级扩散混合，混合更加均匀充分，经过一级扩散混合后的烟气和稀释氨气从盖板116的第三扩散孔117扩散至第二烟气混合腔108进行二级扩散混合，经过两次扩散混合，大幅度提高了烟气和稀释氨气之间的混合效果。

在一个具体的实施方式中，所述翼状凸起114上设有插接件128，所述插接件128将所述翼状凸起114固定于所述匀化腔126的径向侧壁113上，并将所述匀化腔126内的稀释氨气倾斜导流至所述翼状凸起114的内腔中。

具体结构如图5和图6所示，所述翼状凸起114与所述径向侧壁113相抵接的一端设有插接件128，所述插接件128可密封插入所述径向侧壁113的第三通孔127中，所述插接件128包括与所述第三通孔127尺寸一致的本体129，所述本体129的上下两端为锁紧部130，所述锁紧部130上设有半球形凸起131，两个所述锁紧部130之间设有流通腔132，所述锁紧部130与所述流通腔132之间开设V型槽133，当所述锁紧部130受压时，所述V型槽133槽口减小；所述流通腔132包括孔径依次减小的集气孔134、整流孔135和导流孔136，所述集气孔134截面为锥形，其小径端连接截面为矩形的整流孔135，所述整流孔135远离所述集气孔134的一端连接倾斜设置的导流孔136，所述导流孔136的倾斜角度与所述锥形管段110的倾斜角度一致。

上述技术方案中，插接件128可以使翼状凸起114和匀化腔126之间的相对位置更加稳定，避免翼状凸起114的周向晃动对匀化腔126内的稀释氨气向翼状凸起114内腔正常流通的影响，插接件128上的锁紧部130可以使插接件128的插接更加紧密稳固，流通腔132中的集气孔134和整流孔135形成一个喷嘴状结构，稀释氨气通过该喷嘴状结构进入导流孔136，倾斜设置的导流孔136将稀释氨气从水平流向导向为与锥形管段110倾斜角度一致的倾斜流向，从而使稀释氨气能够更加快速的与第一扩散孔111内扩散出的烟气接触混合，提高混合效率。

实施例3

本实施例提供了一种石化行业烟气脱硝装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤S100、通过HMI设定工艺参数，PLC控制器接收第一烟气检测仪22、第二烟气检测仪32、第三烟气检测仪35、第一氨气检测仪23、第二氨气检测仪33和第三氨气检测仪36的检测数据，并根据工艺参数调整第一流量阀21、第二流量阀81、第三流量阀91的流量；

步骤S200、通过第一喷枪组15、第二喷枪组16和第三喷枪组17向锅炉11内喷入氨气，进行一次脱硝即SNCR脱硝；

步骤S300、一次脱硝后的烟气通过余热锅炉2进行余热回收利用，第一烟气检测仪22和第一氨气检测仪23检测余热锅炉2出口烟道上的烟气和逃逸的氨气数据；

步骤S400、PLC控制器控制第一流量阀21、第二流量阀81和第三流量阀91的流量，使烟气、空气和氨气按照预设的工艺参数进入混合装置31，在混合装置31的混合管段100内均匀混合完成补氨，经过补氨后的混合烟气经细径管段200流入导流管段300，导流管段300内的导流板将混合烟气由水平走向引导为竖直向下的走向，第二烟气检测仪32和第二氨气检测仪33检测混合装置31出口烟道上的烟气和氨气数据；

步骤S500、补氨后的混合烟气进入SCR反应器34，在具有双活性中心的分子筛催化剂的催化下进行二次脱硝即SCR脱硝，第三烟气检测仪35和第三氨气检测仪36检测SCR反应器34出口烟道上的烟气和氨气数据；

步骤S600、二次脱硝后的烟气进入空预器4进行热交换后流出至电除尘器5内，除尘后经换热器61进入脱硫塔62，脱硫后的烟气经换热器61流出至烟囱7，PLC控制器通过排风装置63控制烟气的排放量。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种石化行业烟气脱硝装置，其特征在于，包括沿烟气走向依次连接的SNCR反应单元（1）、余热锅炉（2）、SCR反应单元（3）、空预器（4）、电除尘器（5）、脱硫单元（6）和烟囱（7）；所述SNCR反应单元（1）包括锅炉（11）和设于所述锅炉（11）上的喷枪，所述喷枪分别连通氨气源（8）和空气源（9），所述SCR反应单元（3）包括设于烟道水平段的混合装置（31）和设于烟道竖直段的SCR反应器（34），所述SCR反应器（34）中装填具有双活性中心的分子筛催化剂，所述混合装置（31）分别连通氨气源（8）和空气源（9），所述脱硫单元（6）包括脱硫塔（62）；所述混合装置（31）包括依次连接的混合管段（100）、细径管段（200）和导流管段（300），烟气和稀释氨气在混合管段（100）内混合后在细径管段（200）匀化，随后经导流管段（300）垂直导向后流出。

2.根据权利要求1所述的一种石化行业烟气脱硝装置，其特征在于，所述分子筛催化剂包括第一活性金属和第二活性金属，所述第一活性金属原位掺杂在SAPO型的分子筛载体内，所述第二活性金属负载于所述分子筛载体的孔隙内；所述第一活性金属包括Cu，所述第二活性金属包括Mn、 Fe、Co、Ce或Ni元素中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种石化行业烟气脱硝装置，其特征在于，所述余热锅炉（2）的出口烟道上设有第一流量阀（21）、第一烟气检测仪（22）和第一氨气检测仪（23），所述混合装置（31）的出口烟道上设有第二烟气检测仪（32）和第二氨气检测仪（33），所述氨气源（8）与所述混合装置（31）连接处设有第二流量阀（81），所述空气源（9）与所述混合装置（31）连接处设有第三流量阀（91），所述SCR反应器（34）的出口烟道上设有第三烟气检测仪（35）和第三氨气检测仪（36），所述脱硫单元（6）还包括分别连通所述脱硫塔（62）入口烟道和出口烟道的换热器（61）以及连通所述烟囱（7）的排风装置（63），所述第一流量阀（21）、所述第二流量阀（81）、所述第三流量阀（91）、所述第一烟气检测仪（22）、所述第二烟气检测仪（32）、所述第三烟气检测仪（35）、所述第一氨气检测仪（23）、所述第二氨气检测仪（33）、所述第三氨气检测仪（36）和所述排风装置（63）均连接PLC控制器，所述PLC控制器连接HMI。

4.根据权利要求3所述的一种石化行业烟气脱硝装置，其特征在于，所述喷枪具有多组，围绕锅炉（11）内部的折焰角（14）分布排列，喷枪沿垂直于烟气流动的方向喷射氨气。

5.根据权利要求4所述的一种石化行业烟气脱硝装置，其特征在于，所述混合管段（100）内轴向设有烟气通道（105）和第二烟气混合腔（108），所述烟气通道（105）包括沿烟气走向依次连接的圆形管段（109）和锥形管段（110），氨气补入腔（106）和第一烟气混合腔（107）环绕所述烟气通道（105）设置，所述混合管段（100）内部各腔室之间的壁材均采用导热金属材质。

6.根据权利要求5所述的一种石化行业烟气脱硝装置，其特征在于，所述氨气补入腔（106）设于所述圆形管段（109）处，沿烟气走向依次设有空气进入腔（125）、氨气稀释腔和匀化腔（126），所述氨气稀释腔内设有氨气流动腔（122）、氨气混合腔（123）和空气流动腔（124），氨气流动腔（122）和空气流动腔（124）通过孔径渐扩的流通孔连通氨气混合腔（123）。

7.根据权利要求6所述的一种石化行业烟气脱硝装置，其特征在于，所述第一烟气混合腔（107）设于所述锥形管段（110）处，所述锥形管段（110）的外锥壁上圆周等距设有多个中空的翼状凸起（114），盖板（116）固定在锥形管段（110）的小径端，并将所述翼状凸起（114）围合在所述第一烟气混合腔（107）内，所述翼状凸起（114）分别连通所述匀化腔（126）和所述第一烟气混合腔（107）。

8.根据权利要求7所述的一种石化行业烟气脱硝装置，其特征在于，所述翼状凸起（114）上设有插接件（128），所述插接件（128）将所述翼状凸起（114）固定于所述匀化腔（126）的径向侧壁（113）上，并将所述匀化腔（126）内的稀释氨气倾斜导流至所述翼状凸起（114）的内腔中。

9.根据权利要求8所述的一种石化行业烟气脱硝装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100、通过HMI设定工艺参数，PLC控制器接收第一烟气检测仪（22）、第二烟气检测仪（32）、第三烟气检测仪（35）、第一氨气检测仪（23）、第二氨气检测仪（33）和第三氨气检测仪（36）的检测数据，并根据工艺参数调整第一流量阀（21）、第二流量阀（81）、第三流量阀（91）的流量；

步骤S200、通过第一喷枪组（15）、第二喷枪组（16）和第三喷枪组（17）向锅炉（11）内喷入氨气，进行一次脱硝即SNCR脱硝；

步骤S300、一次脱硝后的烟气通过余热锅炉（2）进行余热回收利用，第一烟气检测仪（22）和第一氨气检测仪（23）检测余热锅炉（2）出口烟道上的烟气和逃逸的氨气数据；

步骤S400、PLC控制器控制第一流量阀（21）、第二流量阀（81）和第三流量阀（91）的流量，使烟气、空气和氨气按照预设的工艺参数进入混合装置（31），在混合装置（31）的混合管段（100）内均匀混合完成补氨，经过补氨后的混合烟气经细径管段（200）流入导流管段（300），导流管段（300）内的导流板将混合烟气由水平走向引导为竖直向下的走向，第二烟气检测仪（32）和第二氨气检测仪（33）检测混合装置（31）出口烟道上的烟气和氨气数据；

步骤S500、补氨后的混合烟气进入SCR反应器（34），在具有双活性中心的分子筛催化剂的催化下进行二次脱硝即SCR脱硝，第三烟气检测仪（35）和第三氨气检测仪（36）检测SCR反应器（34）出口烟道上的烟气和氨气数据；

步骤S600、二次脱硝后的烟气进入空预器（4）进行热交换后流出至电除尘器（5）内，除尘后经换热器（61）进入脱硫塔（62），脱硫后的烟气经换热器（61）流出至烟囱（7），PLC控制器通过排风装置（63）控制烟气的排放量。

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