CN117065568B - 一种高温煤炉废气处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温煤炉废气处理装置，涉及废气技术领域，包括反应罐、脱硝机构和控制机构，所述反应罐的底部安装有多个支脚，所述反应罐的侧壁上安装有排烟管，所述反应罐的顶部连接有进烟管，所述进烟管上设置有氨气管，所述脱硝机构设置在反应罐内且用于煤炉废气的脱硝处理，所述控制机构设置在反应罐的底部且用于对脱硝机构中脱硝空间进行调节；本发明通过控制装置使转动罐内三个空间的顺位轮流变化，避免催化剂床层直接与高温烟气接触长期处于高温环境中，提升了装置的脱硝效率，增加了催化剂的使用寿命，减少了运行成本，同时使得整个转动罐内温度维持均衡且处在催化剂活性温度范围内，进一步提升脱硝效率。
Description
技术领域
本发明涉及废气技术领域，尤其涉及一种高温煤炉废气处理装置。
背景技术
煤燃烧的污染排放是我国主要大气污染源之一，其中氮氧化物时煤燃烧中主气体污染物之一，对环境和人体危害很大，目前对于煤燃烧的烟气大多采用脱硝处理工艺去除氮氧化物。
现有的脱硝主流工艺中SCR工艺，现有的SCR反应器多为塔式设计，烟气和氨气混合后从塔顶进入，经过催化剂床层最终从底部排烟管排出，然而这种塔式SCR反应器为了增加烟气停留反应时间，整体结构较高，维修更换较为麻烦，且烟气热量容易在塔顶位置堆积，导致塔顶温度较高，超出了催化剂活性温度窗口，一方面会造成脱硝效率下降，另一方面还会大大缩短催化剂的使用寿命，从而大幅增加运行成本。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种高温煤炉废气处理装置。
一种高温煤炉废气处理装置，包括反应罐、脱硝机构和控制机构，所述反应罐的底部安装有多个支脚，所述反应罐的侧壁上安装有排烟管，所述反应罐的顶部连接有进烟管，所述进烟管上设置有氨气管，所述脱硝机构设置在反应罐内且用于煤炉废气的脱硝处理，所述控制机构设置在反应罐的底部且用于对脱硝机构中脱硝空间进行调节。
在上述的一种高温煤炉废气处理装置中，所述脱硝机构包括转动罐和中心杆，所述转动罐与反应罐的内罐壁转动连接，所述中心杆与反应罐的底部罐壁贯穿转动连接，且中心杆与转动罐同轴设置，所述中心杆位于转动罐内部分连接有三块隔板将转动罐的内部分为三个相同体积形状的空间，所述隔板与转动罐的罐壁密封转动连接，每相邻两块隔板之间安装有多个催化剂床层，所述转动罐的侧壁上开设有排烟口与排烟管相对应，所述转动罐的顶部开设有三个连通口，所述反应罐内的顶部位置连接有固定板，所述固定板与转动罐密封转动连接，所述固定板上开设有进烟口。
在上述的一种高温煤炉废气处理装置中，每块所述隔板的顶部与底部均开设有流通口，每块所述隔板内开设有两个滑槽分别与两个流通口连通，所述滑槽内滑动连接有挡板，每个所述滑槽内设置有电动推杆与挡板相连接，每块所述隔板的顶部嵌设有两个分离的接电块，两个所述接电块分别与两个滑槽内的电动推杆控制电路电连接，所述转动罐的顶部内壁上设置有两个触点。
在上述的一种高温煤炉废气处理装置中，所述控制机构包括电机和滑动框，所述电机安装在反应罐的底部，所述电机的输出轴同轴连接有第一小齿轮，所述中心杆位于反应罐外一端同轴连接有第一大齿轮，所述第一小齿轮与第一大齿轮相互啮合，所述转动罐的底部同轴连接有齿圈，所述反应罐的底部内壁上转动连接有转轴，所述转轴上同轴连接有第二大齿轮，且第二大齿轮与齿圈相啮合，所述电机的输出轴延伸至反应罐内且同轴连接有缺齿轮，所述滑动框与反应罐的底部内壁滑动连接，所述滑动框的内框壁上连接有两根连接齿条，所述缺齿轮位于滑动框内且与两根连接齿条有啮合关系，所述滑动框的外框连接有直齿条，所述转轴的下端同轴连接有第二小齿轮，所述第二小齿轮与直齿条相啮合。
在上述的一种高温煤炉废气处理装置中，所述第一小齿轮与第一大齿轮的齿数比为1:3，所述第二大齿轮与齿圈的齿数比为1:3。
在上述的一种高温煤炉废气处理装置中，所述中心杆的底部开设有排水槽，所述中心杆上开设有三个排水口与排水槽连通，且三个排水口分别与转动罐的三个空间相对应。
在上述的一种高温煤炉废气处理装置中，所述转动罐上的排烟口与排烟管的管口尺寸形状相同，所述转动罐上连通口的尺寸形状与固定板上的进烟口相同。
与现有的技术相比，本发明优点在于：
1、本发明将原有塔式结构的反应罐设置为三个空间且相互连通的罐体，在减少装置高度的同时，使烟气在转动罐内停留时间增加，从而提高烟气的氮氧化物的去除率，提升脱硝净化效果。
2、本发明通过控制机构使转动罐内三个空间的顺位轮流变化，避免催化剂床层直接与高温烟气接触长期处于高温环境中，提升了装置的脱硝效率，增加了催化剂的使用寿命，减少了运行成本，同时使得整个转动罐内温度维持均衡且处在催化剂活性温度范围内，进一步提升脱硝效率。
附图说明
图1为本发明中第一视角的结构示意图。
图2为本发明中第二视角的结构示意图。
图3为本发明中第二视角的结构剖视图。
图4为本发明中脱硝机构部分的结构示意图。
图5为本发明中隔板部分的结构剖视图。
图6为本发明中转动罐的顶部内壁结构示意图。
图7为本发明中固定板的结构示意图。
图8为本发明中转动罐的结构剖视图。
图9为本发明中反应罐底部的结构示意图。
图中：1反应罐、11支脚、12排烟管、13进烟管、14氨气管、2脱硝机构、21转动罐、22中心杆、23隔板、231流通口、232滑槽、233挡板、234电动推杆、235接电块、236触点、24催化剂床层、25排烟口、26连通口、27固定板、271进烟口、28排水槽、29排水口、3控制机构、31电机、32第一小齿轮、33第一大齿轮、34齿圈、35转轴、351第二大齿轮、352第二小齿轮、36滑动框、361连接齿条、37缺齿轮、38直齿条。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1-9所示，一种高温煤炉废气处理装置，包括反应罐1、脱硝机构2和控制机构3，所述反应罐1的底部安装有多个支脚11，所述反应罐1的侧壁上安装有排烟管12，所述反应罐1的顶部连接有进烟管13，所述进烟管13上设置有氨气管14，所述脱硝机构2设置在反应罐1内且用于煤炉废气的脱硝处理，所述控制机构3设置在反应罐1的底部且用于对脱硝机构2中脱硝空间进行调节。
本实施例中，所述脱硝机构2包括转动罐21和中心杆22，所述转动罐21与反应罐1的内罐壁转动连接，所述中心杆22与反应罐1的底部罐壁贯穿转动连接，且中心杆22与转动罐21同轴设置，所述中心杆22位于转动罐21内部分连接有三块隔板23将转动罐21的内部分为三个相同体积形状的空间，所述隔板23与转动罐21的罐壁密封转动连接，每相邻两块隔板23之间安装有多个催化剂床层24，所述转动罐21的侧壁上开设有排烟口25与排烟管12相对应，所述转动罐21的顶部开设有三个连通口26，所述反应罐1内的顶部位置连接有固定板27，所述固定板27与转动罐21密封转动连接，所述固定板27上开设有进烟口271，所述转动罐21上的排烟口25与排烟管12的管口尺寸形状相同，所述转动罐21上连通口26的尺寸形状与固定板27上的进烟口271相同。
本实施例中，每块所述隔板23的顶部与底部均开设有流通口231，每块所述隔板23内开设有两个滑槽232分别与两个流通口231连通，所述滑槽232内滑动连接有挡板233，每个所述滑槽232内设置有电动推杆234与挡板233相连接，每块所述隔板23的顶部嵌设有两个分离的接电块235，两个所述接电块235分别与两个滑槽232内的电动推杆234控制电路电连接，所述转动罐21的顶部内壁上设置有两个触点236，两个触点236为分开设计，且靠近排烟口25的一侧不设计触点236，两个触点236与两块隔板23上的接电块235接触时，一块隔板23上方流通口231开启，另一块隔板23下方流通口231开启。
本实施例中，所述控制机构3包括电机31和滑动框36，所述电机31安装在反应罐的底部，所述电机31的输出轴同轴连接有第一小齿轮32，所述中心杆22位于反应罐1外一端同轴连接有第一大齿轮33，所述第一小齿轮32与第一大齿轮33相互啮合，所述转动罐21的底部同轴连接有齿圈34，所述反应罐1的底部内壁上转动连接有转轴35，所述转轴35上同轴连接有第二大齿轮351，且第二大齿轮351与齿圈34相啮合，所述电机31的输出轴延伸至反应罐1内且同轴连接有缺齿轮37，所述滑动框36与反应罐1的底部内壁滑动连接，所述滑动框36的内框壁上连接有两根连接齿条361，所述缺齿轮37位于滑动框36内且与两根连接齿条361有啮合关系，所述滑动框36的外框连接有直齿条38，所述转轴35的下端同轴连接有第二小齿轮352，所述第二小齿轮352与直齿条38相啮合，所述第一小齿轮32与第一大齿轮33的齿数比为1:3，所述第二大齿轮351与齿圈34的齿数比为1:3，即第一小齿轮32转动一周，第一大齿轮33转动三分之一周，中心杆22和隔板23转动120°，对进烟口271下方的脱硝空间进行切换。
本实施例中，所述中心杆22的底部开设有排水槽28，所述中心杆22上开设有三个排水口281与排水槽28连通，且三个排水口281分别与转动罐21的三个空间相对应，中心杆22的底端可连接S型弯的排水管道，防止烟气从排水口281和排水28泄露。
本发明的工作过程及原理如下：
煤炉燃烧产生的烟气通过管道与进烟管13连接，烟气与氨气管14充入的氨气混合后流向反应罐1中，在穿过进烟口271和与其对齐的连通口26后进入转动罐21内，带有温度的烟气在催化剂的作用下与氨气发生化学反应，变为氮气和水，起到净化效果，而烟气在转动罐21内先向下流动，经过隔板23下方打开的流通口231后上升，之后穿过另一块隔板23上方打开的流通口231后向下流动，最终通过排烟口25从排烟管12处排出，通过隔板23的设计使烟气在转动罐21内停留时间增加，从而提高烟气的氮氧化物的去除率，提升脱硝净化效果。
在装置脱硝过程中，通过设计程序周期性控制电机31转动，且每次转动一周（此处电机31可被替换为其他现有机械，只要实现周期性转动且带动第一小齿轮32和缺齿轮37转动一周即可），电机31带动第一小齿轮32和缺齿轮37转动一周，通过与第一大齿轮33的啮合传动，中心杆22、隔板23以及催化剂床层24将转动120°，同时缺齿轮37通过与两根连接齿条361的间隙性啮合带动滑动框36做一个来回滑动，再通过直齿条38、第二小齿轮352、第二大齿轮351和齿圈34之间的啮合传动，使得整个转动罐21先同隔板23同方向转动，之后转动罐21反方向转动回到原位，这样的好处在避免在转动过程中，因隔板23的位置变化导致一个脱硝空间同时与排烟口25与进烟口271连通，导致部分烟气经过催化剂床层24的数量减少，烟气中氮氧化物未反应完全，造成污染废气的排出，在隔板23转动120°后，由于三块隔板23位置的改变，而转动罐21位置未变即触点236未变，通过触点236与接电块235接触导电，三块隔板23将按照所处位置自行调节挡板233的闭合开启，使得三个脱硝空间恢复为单向连通状态，烟气将继续在转动罐21内依次经过三个脱硝空间后从排烟管12排出，而在隔板23移动后，原先处于第一顺位空间的催化剂床层24将处于第二顺位空间中，避免催化剂床层24直接与高温烟气接触长期处于高温环境中，提升了装置的脱硝效率，增加了催化剂的使用寿命，减少了运行成本，同时三个空间的顺位轮流变化，使得整个转动罐21内温度维持均衡且处在催化剂活性温度范围内，进一步提升脱硝效率。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (6)
1.一种高温煤炉废气处理装置，其特征在于：包括反应罐（1）、脱硝机构（2）和控制机构（3），所述反应罐（1）的底部安装有多个支脚（11），所述反应罐（1）的侧壁上安装有排烟管（12），所述反应罐（1）的顶部连接有进烟管（13），所述进烟管（13）上设置有氨气管（14），所述脱硝机构（2）设置在反应罐（1）内且用于煤炉废气的脱硝处理，所述控制机构（3）设置在反应罐（1）的底部且用于对脱硝机构（2）中脱硝空间进行调节；
所述脱硝机构（2）包括转动罐（21）和中心杆（22），所述转动罐（21）与反应罐（1）的内罐壁转动连接，所述中心杆（22）与反应罐（1）的底部罐壁贯穿转动连接，且中心杆（22）与转动罐（21）同轴设置，所述中心杆（22）位于转动罐（21）内部分连接有三块隔板（23）将转动罐（21）的内部分为三个相同体积形状的空间，所述隔板（23）与转动罐（21）的罐壁密封转动连接，每相邻两块隔板（23）之间安装有多个催化剂床层（24），所述转动罐（21）的侧壁上开设有排烟口（25）与排烟管（12）相对应，所述转动罐（21）的顶部开设有三个连通口（26），所述反应罐（1）内的顶部位置连接有固定板（27），所述固定板（27）与转动罐（21）密封转动连接，所述固定板（27）上开设有进烟口（271），每块所述隔板（23）的顶部与底部均开设有流通口（231）；
所述反应罐（1）内烟气在穿过进烟口（271）和与其对齐的连通口（26）后进入转动罐（21）内，烟气在转动罐（21）内先向下流动，经过隔板（23）下方打开的流通口（231）后上升，之后穿过另一块隔板（23）上方打开的流通口（231）后向下流动，最终通过排烟口（25）从排烟管（12）处排出，使烟气在转动罐（21）内停留时间增加，所述控制机构使转动罐内三个空间的顺位轮流变化。
2.根据权利要求1所述的一种高温煤炉废气处理装置，其特征在于：每块所述隔板（23）内开设有两个滑槽（232）分别与两个流通口（231）连通，所述滑槽（232）内滑动连接有挡板（233），每个所述滑槽（232）内设置有电动推杆（234）与挡板（233）相连接，每块所述隔板（23）的顶部嵌设有两个分离的接电块（235），两个所述接电块（235）分别与两个滑槽（232）内的电动推杆（234）控制电路电连接，所述转动罐（21）的顶部内壁上设置有两个触点（236）。
3.根据权利要求1所述的一种高温煤炉废气处理装置，其特征在于：所述控制机构（3）包括电机（31）和滑动框（36），所述电机（31）安装在反应罐的底部，所述电机（31）的输出轴同轴连接有第一小齿轮（32），所述中心杆（22）位于反应罐（1）外一端同轴连接有第一大齿轮（33），所述第一小齿轮（32）与第一大齿轮（33）相互啮合，所述转动罐（21）的底部同轴连接有齿圈（34），所述反应罐（1）的底部内壁上转动连接有转轴（35），所述转轴（35）上同轴连接有第二大齿轮（351），且第二大齿轮（351）与齿圈（34）相啮合，所述电机（31）的输出轴延伸至反应罐（1）内且同轴连接有缺齿轮（37），所述滑动框（36）与反应罐（1）的底部内壁滑动连接，所述滑动框（36）的内框壁上连接有两根连接齿条（361），所述缺齿轮（37）位于滑动框（36）内且与两根连接齿条（361）有啮合关系，所述滑动框（36）的外框连接有直齿条（38），所述转轴（35）的下端同轴连接有第二小齿轮（352），所述第二小齿轮（352）与直齿条（38）相啮合。
4.根据权利要求3所述的一种高温煤炉废气处理装置，其特征在于：所述第一小齿轮（32）与第一大齿轮（33）的齿数比为1:3，所述第二大齿轮（351）与齿圈（34）的齿数比为1:3。
5.根据权利要求1所述的一种高温煤炉废气处理装置，其特征在于：所述中心杆（22）的底部开设有排水槽（28），所述中心杆（22）上开设有三个排水口（281）与排水槽（28）连通，且三个排水口（281）分别与转动罐（21）的三个空间相对应。
6.根据权利要求1所述的一种高温煤炉废气处理装置，其特征在于：所述转动罐（21）上的排烟口（25）与排烟管（12）的管口尺寸形状相同，所述转动罐（21）上连通口（26）的尺寸形状与固定板（27）上的进烟口（271）相同。
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