CN115178086A - 一种高浓度脱硝装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高浓度脱硝装置，属于烟气脱硝技术领域。一种高浓度脱硝装置，包括脱硝设备本体，所述脱硝设备本体上端固定连接有导流罩，所述导流罩内部设置有导流烟管，所述导流罩上端固定连接有多级喷氨格栅，所述多级喷氨格栅输出端贯穿导流罩延伸至脱硝设备本体内部，所述脱硝设备本体底部固定连接有集流斗，所述集流斗内部设置有控制阀；所述脱硝设备本体下方固定连接有安装架，所述安装架固定连接在安装座一侧；所述脱硝设备本体外部固定连接有盘旋冷却管，所述安装座上方两侧分别设置有冷却室；本发明解决了现有技术中SCR脱硝设备对高浓度烟气脱硝时产生的过高温度进行控制从而导致催化剂在高温下烧结失活并影响脱硝效率的问题。

Description

一种高浓度脱硝装置
技术领域
本发明属于烟气脱硝技术领域，尤其涉及一种高浓度脱硝装置。
背景技术
化工厂内的烟气中有机气体浓度高，且排出的NOx是造成大气污染的主要原因，目前普遍采用SCR脱硝，即选择性催化还原脱硝技术，有时也被称为氨催化还原法脱硝，先向催化剂上游的烟气中喷入氨气或其它合适的还原剂，利用催化剂(铁、钒、铬、钴或钼等碱金属)在一定温度条件下将烟气中的NOx转化为氮气和水；在通常的设计中，使用液态纯氨或氨的水溶液作为SCR脱硝剂，无论以何种形式使用氨，都要首先使氨蒸发，然后氨和稀释空气或烟气混合，最后利用喷氨格栅将其喷入SCR反应器上游的烟气中。
但常规的SCR脱硝设备通常适用于普通浓度烟气的脱硝处理，而无法适应高浓度烟气的脱硝处理，高浓度烟气的脱硝过程产生的热量过多会造成设备内温度过高，进而使得催化剂烧结失活，而无法顺利完成脱硝；故本发明提供一种高浓度脱硝装置，通过控温腔配合螺旋烟管的设置，使脱硝设备本体内部有效进行热传递，并通过冷却液循环配合实现整体控温，从而避免设备本体内部温度过高而造成催化剂烧结失活的现象，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的如下问题：
(1)现有技术中SCR脱硝设备对高浓度烟气脱硝时产生的过高温度进行控制从而导致催化剂在高温下烧结失活并影响脱硝效率。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高浓度脱硝装置，包括脱硝设备本体，所述脱硝设备本体上端固定连接有导流罩，所述导流罩内部设置有导流烟管，所述导流罩上端固定连接有多级喷氨格栅，所述多级喷氨格栅输出端贯穿导流罩延伸至脱硝设备本体内部，所述脱硝设备本体底部固定连接有集流斗，所述集流斗内部设置有控制阀；所述脱硝设备本体下方固定连接有安装架，所述安装架固定连接在安装座一侧；所述脱硝设备本体外部固定连接有盘旋冷却管，所述盘旋冷却管上下两端内侧壁通过导液管与控温腔内部贯穿连通，所述安装座上方两侧分别设置有冷却室，所述冷却室下端通过固定板固定连接在安装座两侧上方；所述盘旋冷却管上下两端分别固定连接有上位连接管和下位连接管，所述上位连接管和下位连接管分别与两侧的冷却室连通；两组所述冷却室之间设置有S型导水箱，所述S型导水箱下侧固定连接在安装座上侧中央；所述S型导水箱两侧分别通过上位导管和下位导管与两侧冷却室侧壁连通，所述上位导管末端与S型导水箱上端侧壁固定连接，所述下位导管末端与S型导水箱下端侧壁固定连接。
优选的，所述脱硝设备本体内部固定连接有内置架，所述内置架内部设置有多个催化剂层，所述催化剂层固定连接在内置架内部。
优选的，所述脱硝设备本体壳体内部开设有控温腔，所述催化剂层表面埋设有水冷盘管；所述水冷盘管末端贯穿控温腔内壁延伸至控温腔内，所述水冷盘管和控温腔内均填充有制冷液。
优选的，所述控温腔内部设置有螺旋烟管，所述螺旋烟管内侧均匀固定连接有导气支管，所述螺旋烟管内部通过导气支管与控温腔内壁固定连接；所述导气支管末端贯穿控温腔内壁延伸至内置架内部，所述螺旋烟管内部设置有循环导气泵，所述螺旋烟管两端均密封贯穿控温腔内壁并延伸至内置架内部。
优选的，所述冷却室内部活动连接有活塞板，所述活塞板下端固定连接有活塞杆，所述活塞杆下端固定连接有联动板；所述联动板下端滑动贯穿安装座上侧，所述安装座内部设置有两组冷却组件，两组所述冷却组件分别与两组联动板下端连接。
优选的，所述冷却组件包括驱动轮，所述驱动轮后侧通过齿轮轴偏心连接在驱动电机的输出轴末端；所述驱动电机后侧通过安装板与安装座中央下端固定连接，所述驱动电机的输出轴贯穿连接在连接架一端。
优选的，所述驱动轮一侧啮合连接有传动轮，所述传动轮轴心后端活动连接有连接滑块；所述连接架中央开设有连接槽，所述连接滑块滑动连接在连接槽内；所述驱动轮后侧固定设置有内置环，所述内置环外部活动套接有传动板，所述传动板另一端活动套接在传动轮轴心后端。
优选的，所述传动轮前侧转动连接有驱动滑块，所述驱动滑块滑动连接在驱动轨内侧，所述驱动轨一端固定连接在联动板一侧；所述联动板一侧开设有侧滑槽，所述联动板下端滑动连接在连接架一端，所述连接架内侧通过内凹块与侧滑槽滑动连接。
优选的，所述S型导水箱内设置有S型导水腔，所述S型导水腔的每层折叠凹槽处均设置有分级散热片，每层所述分级散热片均通过传动轴固定连接，所述传动轴纵向贯穿S型导水箱并与箱壁密封连接。
与现有技术相比，本发明提供了一种高浓度脱硝装置，具备以下有益效果：
(1)本发明通过设置控温腔，并将螺旋烟管环绕设置在控温腔内部，将经过多层催化剂层处理后的烟气再次导入到起始端的催化剂层，循环处理的同时既可以提高脱硝效率，又能够在沿着螺旋烟管传输时与控温腔内的制冷液进行热交换，并且由于催化剂层中也设置有水冷盘管，水冷盘管与控温腔之间均流通有制冷液，随着烟气反复经过催化剂层，每层的水冷盘管也能够起到较好的控温效果；脱硝设备本体内配合气压传感器和温度传感器进行调控，从而使最终从脱硝设备本体中排出的烟气污染物含量与排放温度达标，上述过程避免了高浓度烟气脱硝处理产热过多而造成催化剂烧结失活的问题。
(2)本发明通过设置冷却组件，当脱硝设备本体在进行脱硝处理时，需要通过启动冷却组件带动制冷液在控温腔和水冷盘管之间进行循环流通，并通过S型导水箱进行换热，使得冷却液能够在驱动作用下单向循环，并顺利经过S型导水箱进行热交换。
(3)本发明通过设置S型导水箱，使得制冷液换热路径延长，并且能使制冷液始终处于单向流通的状态，配合折叠处设置的分级散热片能够实现较好的换热效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种高浓度脱硝装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种高浓度脱硝装置中图1转向一百八十度的结构示意图；
图3为本发明提出的一种高浓度脱硝装置的部分结构示意图一；
图4为本发明提出的一种高浓度脱硝装置的部分结构示意图二；
图5为本发明提出的一种高浓度脱硝装置中脱硝设备本体的部分结构示意图一；
图6为本发明提出的一种高浓度脱硝装置中脱硝设备本体的部分结构示意图二；
图7为本发明提出的一种高浓度脱硝装置中脱硝设备本体的部分结构示意图三；
图8为本发明提出的一种高浓度脱硝装置中脱硝设备本体的部分结构示意图四；
图9为本发明提出的一种高浓度脱硝装置的部分结构示意图三；
图10为本发明提出的一种高浓度脱硝装置的部分结构示意图四；
图11为本发明提出的一种高浓度脱硝装置中冷却组件、冷却室与S型导水箱的结构示意图一；
图12为本发明提出的一种高浓度脱硝装置中冷却组件、冷却室与S型导水箱的结构示意图二；
图13为本发明提出的一种高浓度脱硝装置中冷却组件、冷却室与S型导水箱的结构示意图三；
图14为本发明提出的一种高浓度脱硝装置中冷却组件、冷却室与S型导水箱的结构示意图四；
图15为本发明提出的一种高浓度脱硝装置中S型导水箱和冷却室的结构示意图；
图16为本发明提出的一种高浓度脱硝装置中多级喷氨格栅多点喷氨的结构示意图。
图中标号说明：
1、安装座；2、脱硝设备本体；201、集流斗；202、控温腔；203、内置架；204、螺旋烟管；205、催化剂层；206、水冷盘管；207、导气支管；3、安装架；4、冷却室；401、活塞板；402、活塞杆；403、联动板；4031、侧滑槽；5、S型导水箱；501、导水腔；502、传动轴；503、分级散热片；6、导流罩；7、多级喷氨格栅；8、盘旋冷却管；801、上位连接管；802、下位连接管；9、固定板；10、冷却组件；1001、传动轮；1002、驱动轮；1003、驱动轨；1004、连接架；1005、连接槽；1006、连接滑块；1007、传动板；1008、内置环；1009、驱动电机；1010、安装板；1011、驱动滑块；11、上位导管；12、下位导管。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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。
实施例1：
请参阅图1-9，一种高浓度脱硝装置，包括脱硝设备本体2，脱硝设备本体2上端固定连接有导流罩6，导流罩6内部设置有导流烟管，导流罩6上端固定连接有多级喷氨格栅7，多级喷氨格栅7输出端贯穿导流罩6延伸至脱硝设备本体2内部，脱硝设备本体2底部固定连接有集流斗201，集流斗201内部设置有控制阀；脱硝设备本体2下方固定连接有安装架3，安装架3固定连接在安装座1一侧；脱硝设备本体2外部固定连接有盘旋冷却管8，安装座1上方两侧分别设置有冷却室4，冷却室4下端通过固定板9固定连接在安装座1两侧上方；盘旋冷却管8上下两端分别固定连接有上位连接管801和下位连接管802，上位连接管801和下位连接管802分别与两侧的冷却室4连通；两组冷却室4之间设置有S型导水箱5，S型导水箱5下侧固定连接在安装座1上侧中央；S型导水箱5两侧分别通过上位导管11和下位导管12与两侧冷却室4侧壁连通，上位导管11末端与S型导水箱5上端侧壁固定连接，下位导管12末端与S型导水箱5下端侧壁固定连接；
脱硝设备本体2内部固定连接有内置架203，内置架203内部设置有多个催化剂层205，催化剂层205固定连接在内置架203内部；
脱硝设备本体2壳体内部开设有控温腔202，催化剂层205表面埋设有水冷盘管206，盘旋冷却管8上下两端内侧壁通过导液管与控温腔202内部贯穿连通；水冷盘管206末端贯穿控温腔202内壁延伸至控温腔202内，水冷盘管206和控温腔202内均填充有制冷液；
控温腔202内部设置有螺旋烟管204，螺旋烟管204内侧均匀固定连接有导气支管207，螺旋烟管204内部通过导气支管207与控温腔202内壁固定连接；导气支管207末端贯穿控温腔202内壁延伸至内置架203内部，螺旋烟管204内部设置有循环导气泵，螺旋烟管204两端均密封贯穿控温腔202内壁并延伸至内置架203内部；
本发明通过设置控温腔202，并将螺旋烟管204环绕设置在控温腔202内部，当本装置对烟气进行脱硝处理时，先通过导流罩6内的导流烟管向脱硝设备本体2中导入烟气，同时通过多级喷氨格栅7向脱硝设备本体2内进行喷氨；多级喷氨格栅7延伸至脱硝设备本体2内部的结构图如图16所示，能够实现多点喷氨，以便与进入脱硝设备本体2内的烟气混合均匀，在反应器内，烟气与多级喷氨格栅7输送的氨气充分混合均匀后依次经过多组催化剂层205，在催化剂的作用下发生氧化还原反应生成氮气和气态水；
在上述脱硝过程中，应关闭集流斗201内的控制阀，避免温度过高的烟气经过处理直接排出，并配合打开螺旋烟管204内的循环导气泵，循环导气泵将脱硝设备本体2内部的气体从螺旋烟管204下端导入，并向上导通沿着在控温腔202内均匀排布的导气支管207排出，从而将经过多层催化剂层205处理后的烟气再次导入到起始端的催化剂层205，循环处理的同时既可以提高脱硝效率，又能够在沿着螺旋烟管204传输时与控温腔202内的制冷液进行热交换，并且由于催化剂层205中也设置有水冷盘管206，水冷盘管206与控温腔202之间均流通有制冷液，随着烟气反复经过催化剂层205，每层的水冷盘管206也能够起到较好的控温效果；脱硝设备本体2内配合气压传感器和温度传感器进行调控，从而使最终从脱硝设备本体2中排出的烟气污染物含量与排放温度达标，上述过程避免了高浓度烟气脱硝处理产热过多而造成催化剂烧结失活的问题。
实施例2：
如图9-14所示，基于实施例1又有所不同之处在于：
冷却室4内部活动连接有活塞板401，活塞板401下端固定连接有活塞杆402，活塞杆402下端固定连接有联动板403；联动板403下端滑动贯穿安装座1上侧，安装座1内部设置有两组冷却组件10，两组冷却组件10分别与两组联动板403下端连接；
冷却组件10包括驱动轮1002，驱动轮1002后侧通过齿轮轴偏心连接在驱动电机1009的输出轴末端；驱动电机1009后侧通过安装板1010与安装座1中央下端固定连接，驱动电机1009的输出轴贯穿连接在连接架1004一端；
驱动轮1002一侧啮合连接有传动轮1001，传动轮1001轴心后端活动连接有连接滑块1006；连接架1004中央开设有连接槽1005，连接滑块1006滑动连接在连接槽1005内；驱动轮1002后侧固定设置有内置环1008，内置环1008外部活动套接有传动板1007，传动板1007另一端活动套接在传动轮1001轴心后端；
传动轮1001前侧转动连接有驱动滑块1011，驱动滑块1011滑动连接在驱动轨1003内侧，驱动轨1003一端固定连接在联动板403一侧；联动板403一侧开设有侧滑槽4031，联动板403下端滑动连接在连接架1004一端，连接架1004内侧通过内凹块与侧滑槽4031滑动连接；
本发明通过设置冷却组件10，当脱硝设备本体2在进行脱硝处理时，需要通过启动冷却组件10带动制冷液在控温腔202和水冷盘管206之间进行循环流通，并通过S型导水箱5进行换热，即启动冷却组件10中的驱动电机1009，通过驱动电机1009带动驱动轮1002进行旋转，驱动轮1002带动传动轮1001旋转，驱动滑块1011随着驱动轮1002的旋转而发生升降，进而通过驱动轨1003带动联动板403升降，联动板403通过活塞杆402带动活塞板401升降，从而在冷却室4内产生抽吸的作用，与此同时，由于驱动轮1002轴心后侧与驱动电机1009的输出轴末端偏心连接，因此当驱动轮1002旋转时会横向对传动轮1001产生推移，但在传动板1007的维系作用下传动轮1001轴心后端可通过连接滑块1006沿着连接槽1005滑动从而维持水平方向的稳定；需要说明的是两组冷却组件10带动两侧活塞板401在冷却室4内产生的抽吸过程始终相反，始终维持一组冷却室4进液、另一组冷却室4排液的状态，从而使得冷却液能够在驱动作用下单向循环，并顺利经过S型导水箱5进行热交换。
实施例3：
如图15，基于实施例1-2又有所不同的是：
S型导水箱5内设置有S型导水腔501，S型导水腔501的每层折叠凹槽处均设置有分级散热片503，每层分级散热片503均通过传动轴502固定连接，传动轴502纵向贯穿S型导水箱5并与箱壁密封连接；
本发明通过设置S型导水箱5，使得制冷液换热路径延长，并且能使制冷液始终处于单向流通的状态，配合折叠处设置的分级散热片503能够实现较好的换热效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高浓度脱硝装置，包括脱硝设备本体(2)，其特征在于：所述脱硝设备本体(2)上端固定连接有导流罩(6)，所述导流罩(6)内部设置有导流烟管，所述导流罩(6)上端固定连接有多级喷氨格栅(7)，所述多级喷氨格栅(7)输出端贯穿导流罩(6)延伸至脱硝设备本体(2)内部，所述脱硝设备本体(2)底部固定连接有集流斗(201)，所述集流斗(201)内部设置有控制阀；所述脱硝设备本体(2)下方固定连接有安装架(3)，所述安装架(3)固定连接在安装座(1)一侧；所述脱硝设备本体(2)外部固定连接有盘旋冷却管(8)，所述安装座(1)上方两侧分别设置有冷却室(4)，所述冷却室(4)下端通过固定板(9)固定连接在安装座(1)两侧上方；所述盘旋冷却管(8)上下两端分别固定连接有上位连接管(801)和下位连接管(802)，所述上位连接管(801)和下位连接管(802)分别与两侧的冷却室(4)连通；两组所述冷却室(4)之间设置有S型导水箱(5)，所述S型导水箱(5)下侧固定连接在安装座(1)上侧中央；所述S型导水箱(5)两侧分别通过上位导管(11)和下位导管(12)与两侧冷却室(4)侧壁连通，所述上位导管(11)末端与S型导水箱(5)上端侧壁固定连接，所述下位导管(12)末端与S型导水箱(5)下端侧壁固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度脱硝装置，其特征在于：所述脱硝设备本体(2)内部固定连接有内置架(203)，所述内置架(203)内部设置有多个催化剂层(205)，所述催化剂层(205)固定连接在内置架(203)内部。
3.根据权利要求2所述的一种高浓度脱硝装置，其特征在于：所述脱硝设备本体(2)壳体内部开设有控温腔(202)，所述催化剂层(205)表面埋设有水冷盘管(206)，所述盘旋冷却管(8)上下两端内侧壁通过导液管与控温腔(202)内部贯穿连通；所述水冷盘管(206)末端贯穿控温腔(202)内壁延伸至控温腔(202)内，所述水冷盘管(206)和控温腔(202)内均填充有制冷液。
4.根据权利要求3所述的一种高浓度脱硝装置，其特征在于：所述控温腔(202)内部设置有螺旋烟管(204)，所述螺旋烟管(204)内侧均匀固定连接有导气支管(207)，所述螺旋烟管(204)内部通过导气支管(207)与控温腔(202)内壁固定连接；所述导气支管(207)末端贯穿控温腔(202)内壁延伸至内置架(203)内部，所述螺旋烟管(204)内部设置有循环导气泵，所述螺旋烟管(204)两端均密封贯穿控温腔(202)内壁并延伸至内置架(203)内部。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种高浓度脱硝装置，其特征在于：所述冷却室(4)内部活动连接有活塞板(401)，所述活塞板(401)下端固定连接有活塞杆(402)，所述活塞杆(402)下端固定连接有联动板(403)；所述联动板(403)下端滑动贯穿安装座(1)上侧，所述安装座(1)内部设置有两组冷却组件(10)，两组所述冷却组件(10)分别与两组联动板(403)下端连接。
6.根据权利要求5所述的一种高浓度脱硝装置，其特征在于：所述冷却组件(10)包括驱动轮(1002)，所述驱动轮(1002)后侧通过齿轮轴偏心连接在驱动电机(1009)的输出轴末端；所述驱动电机(1009)后侧通过安装板(1010)与安装座(1)中央下端固定连接，所述驱动电机(1009)的输出轴贯穿连接在连接架(1004)一端。
7.根据权利要求6所述的一种高浓度脱硝装置，其特征在于：所述驱动轮(1002)一侧啮合连接有传动轮(1001)，所述传动轮(1001)轴心后端活动连接有连接滑块(1006)；所述连接架(1004)中央开设有连接槽(1005)，所述连接滑块(1006)滑动连接在连接槽(1005)内；所述驱动轮(1002)后侧固定设置有内置环(1008)，所述内置环(1008)外部活动套接有传动板(1007)，所述传动板(1007)另一端活动套接在传动轮(1001)轴心后端。
8.根据权利要求7所述的一种高浓度脱硝装置，其特征在于：所述传动轮(1001)前侧转动连接有驱动滑块(1011)，所述驱动滑块(1011)滑动连接在驱动轨(1003)内侧，所述驱动轨(1003)一端固定连接在联动板(403)一侧；所述联动板(403)一侧开设有侧滑槽(4031)，所述联动板(403)下端滑动连接在连接架(1004)一端，所述连接架(1004)内侧通过内凹块与侧滑槽(4031)滑动连接。
9.根据权利要求8所述的一种高浓度脱硝装置，其特征在于：所述S型导水箱(5)内设置有S型导水腔(501)，所述S型导水腔(501)的每层折叠凹槽处均设置有分级散热片(503)，每层所述分级散热片(503)均通过传动轴(502)固定连接，所述传动轴(502)纵向贯穿S型导水箱(5)并与箱壁密封连接。
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