CN117225112B - 一种烟气脱硫脱硝净化系统及其净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环保技术领域，具体为一种烟气脱硫脱硝净化系统及其净化方法，净化系统包括陶瓷催化滤管，陶瓷催化滤管为上下贯穿的圆管结构，陶瓷催化滤管内设有子弹体，子弹体的下表面开设有圆柱槽，子弹体的侧壁开设有若干个与圆柱槽连通的喷口，圆柱槽的底部同轴固定设有飞轮，子弹体的正下方设有转接管，转接管固定贯穿下管板，转接管内固定设有与陶瓷催化滤管连通的鼓风管。本发明的除尘方式无需设计喷嘴和引射器，工艺参数设定简单，运行稳定，压缩气体进入子弹体内并随其旋转而实现旋转喷向陶瓷催化滤管，可以充分作用陶瓷催化滤管内部的纤维孔隙，压缩气体对陶瓷催化滤管的反吹作用均匀，除尘效果好。
Description
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体为一种烟气脱硫脱硝净化系统及其净化方法。
背景技术
对于焦化行业的烟气特点是烟气中二氧化硫和粉尘浓度低，而氮氧化物浓度高，为了达到超低排放要求，一般需要脱除效率不小于90%，但是焦炉烟气温度低（相对于脱硝反应的温度窗口）、粉尘中含碱金属和煤焦油等成份，又不利于脱硝反应的进行，因此焦化烟气治理的难点在于脱硝，而脱硝的难点在于整体脱硫、脱硝和除尘工艺的选择和布置。目前，可采用陶瓷催化滤管一体化脱硫脱硝技术实现烟气脱硫脱硝。
随着投入运行时间的增加，陶瓷催化滤管的表面会逐渐有细微颗粒进入滤管的气体通道，容易造成气体通道堵塞，导致脱硫脱硝效率低下。目前，可采用脉冲反吹技术净化陶瓷催化滤管，即通过压缩空气反吹来除掉堵塞在滤管气体通道内的细微颗粒，其中影响反吹效果的主要因素有喷嘴型式、反吹压力以及反吹距离。此外，喷嘴是安装于陶瓷催化滤管的正上方，为将喷嘴喷出的高速的压缩气体引入陶瓷催化滤管，需要在喷嘴和陶瓷催化滤管之间增加引射器。试验发现引射功能也不是越大越好，引射作用越强，喷嘴附近造成的负压越大，当负压区延伸到陶瓷催化滤管内部时，会导致滤管顶部表面的粉尘无法清除，所以在设计脉冲反吹净化系统时，需要选择合适的引射参数。因此，现有的脉冲反吹技术需要考虑到多种固定参数和运行参数，导致净化系统成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烟气脱硫脱硝净化系 统及其净化方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，一方面，本发明提供如下技术方案：一种烟气脱硫脱硝净化系统，包括净化反应器，固定设于所述净化反应器内壁的上管板和下管板，固定设于所述上管板和所述下管板之间的若干个陶瓷催化滤管，固定设于所述净化反应器底部的灰斗，与所述净化反应器连通的进气管，以及固定设于所述净化反应器顶部的集气室，所述陶瓷催化滤管为上下贯穿的圆管结构，所述陶瓷催化滤管内设有子弹体，所述子弹体的下表面开设有圆柱槽，所述子弹体的侧壁开设有若干个与所述圆柱槽连通的喷口，所述圆柱槽的底部同轴固定设有飞轮，所述子弹体的正下方设有转接管，所述转接管固定贯穿所述下管板，所述转接管的内壁固定套接有与所述陶瓷催化滤管连通的鼓风管，所述子弹体在所述鼓风管提供的压缩空气作用下沿所述陶瓷催化滤管的轴向旋转上升；
所述子弹体的上表面为圆锥形结构，所述子弹体的顶部且位于所述圆柱槽的正上方开设有圆锥空腔，所述子弹体的内壁固定设有分隔所述圆柱槽和所述圆锥空腔的椭圆封盖，所述椭圆封盖的凹面朝向所述飞轮；
所述飞轮包括中心轴，套设于所述中心轴外且与所述陶瓷催化滤管内壁固定连接的轮环，以及固定设于所述中心轴外壁和所述轮环内壁之间的斜叶桨；所述斜叶桨设有四个，所述斜叶桨的倾角为七十五度；
所述中心轴的下表面同轴固定设有齿轮，所述转接管的内壁固定设有隔板，所述隔板的上表面固定设有驱动所述齿轮旋转的齿条机构；
所述齿条机构包括直线模组，直齿条，以及连杆；所述直线模组和所述直齿条分别设于所述齿轮的两侧，所述直线模组的输出端与所述连杆的一端固定连接，所述连杆的另一端与所述直齿条固定连接；
当所述直线模组的行程达到最大时，所述直齿条脱离所述齿轮；当所述直线模组的行程达到最小时，所述直齿条与所述齿轮啮合。
可选的，所述喷口为长圆孔结构，所述喷口的长轴与水平面的夹角为六十度，若干个所述喷口关于所述子弹体的轴心呈环形均匀设置。
可选的，所述齿轮与所述隔板间隙设置，所述齿轮的下表面同轴固定设有转轴，所述隔板的上表面开设有与所述转轴相适配的旋转槽；
所述转接管的上表面固定设有环形垫，所述环形垫的内径大于所述圆柱槽的外径，当所述子弹体的下表面与所述环形垫抵接时，所述转轴伸入所述旋转槽内。
可选的，所述隔板开设有若干个上下贯穿且与所述鼓风管连通的通风孔，所述隔板的下表面固定设有导风锥，若干个所述通风孔关于所述导风锥的轴心呈环形均匀设置。
可选的，所述子弹体的外壁固定套接有两个密封轴承，两个所述密封轴承设于所述喷口的上下两侧，所述密封轴承的外壁固定套接有沿纵向与所述陶瓷催化滤管内壁滑动连接的滑动环，所述陶瓷催化滤管的顶部内壁固定设有阻挡所述滑动环的限位环。
另一方面，本发明还提供如下技术方案：一种烟气脱硫脱硝净化系统的净化方法，包括以下步骤：
S1、关闭鼓风管、进气管和灰斗，打开直线模组，驱动飞轮旋转；
S2、开启鼓风管，鼓风管喷出压缩气体推动子弹体在陶瓷催化滤管内旋转上升，压缩气体喷向陶瓷催化滤管的内壁实现反吹除尘，关闭鼓风管；
S3、周期性依次开启和关闭鼓风管；
S4、打开灰斗，排出粉尘。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
1.本发明的除尘方式无需设计喷嘴和引射器，工艺参数设定简单，运行稳定，压缩气体进入子弹体内并随其旋转而实现旋转喷向陶瓷催化滤管，可以充分作用陶瓷催化滤管内部的纤维孔隙，压缩气体对陶瓷催化滤管的反吹作用均匀，除尘效果好；
2.本发明通过齿条机构驱动飞轮旋转，为子弹体的旋转提供一定的初速度，并通过子弹体边下落边挤压陶瓷催化滤管内气体，使气体继续从陶瓷催化滤管内吹出，实现二次反吹除尘，提高除尘净化效果；
3.本发明中子弹体的顶部与位于喷口上方的密封轴承和滑动环与组成封闭结构，阻碍压缩气体从陶瓷催化滤管的顶部流出，使得压缩气体充分作用于陶瓷催化滤管的内壁，确保反吹除尘具有足够压差。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中陶瓷催化滤管、子弹体和转接管的剖视图；
图3为本发明中子弹体和飞轮的半剖视图；
图4为图2中A部放大的结构示意图；
图5为图2中B部放大的结构示意图；
图6为图1中C部放大的结构示意图；。
图中：1、净化反应器；2、上管板；3、下管板；4、陶瓷催化滤管；5、子弹体；501、圆柱槽；502、喷口；503、圆锥空腔；504、椭圆封盖；6、飞轮；601、中心轴；602、轮环；603、斜叶桨；604、齿轮；605、转轴；7、齿条机构；701、直线模组；702、直齿条；703、连杆；8、转接管；801、隔板；802、旋转槽；803、通风孔；804、导风锥；805、环形垫；9、鼓风管；10、密封轴承；11、滑动环；12、限位环；13、灰斗；14、进气管；15、集气室。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例：请参阅图1至图6，本发明提供了一种烟气脱硫脱硝净化系统及其净化方法，包括净化反应器1，净化反应器1的内壁固定连接有呈上下间隔设置的上管板2和下管板3，上管板2和下管板3之间固定设有若干个纵向设置的陶瓷催化滤管4，陶瓷催化滤管4的下表面与下管板3的上表面固定连接。净化反应器1的底部固定连通有灰斗13，下管板3开设有上下贯穿的通孔，从陶瓷催化滤管4的外表面掉落的粉尘经通孔掉入灰斗13。净化反应器1的侧壁固定连通有进气管14，进气管14用于输送烟气至净化反应器1内。净化反应器1的顶部固定连通有集气室15，集气室15用于收集经过陶瓷催化滤管4过滤的净化气。
陶瓷催化滤管4为上下贯穿的圆管结构，陶瓷催化滤管4内设有子弹体5，子弹体5的下表面开设有圆柱槽501，子弹体5的侧壁开设有若干个与圆柱槽501连通的喷口502，圆柱槽501的底部同轴固定设有飞轮6。
在上述实施例的基础之上，本实施例中子弹体5的上表面为圆锥形结构，可以减少子弹体5上升阻力。子弹体5的顶部且位于圆柱槽501的正上方开设有圆锥空腔503，可以减少子弹体5质量。子弹体5的内壁固定设有分隔圆柱槽501和圆锥空腔503的椭圆封盖504，椭圆封盖504的凹面朝向飞轮6。当压缩气体进入圆柱槽501后，一部分气体直接从喷口502喷出，另一部分气体冲击椭圆封盖504并沿着椭圆封盖504的凹面流向喷口502，椭圆封盖504的下表面即其凹面光滑，耐冲击能力强。
在上述实施例的基础之上，本实施例中喷口502为长圆孔结构，喷口502的长轴与水平面的夹角为六十度，若干个喷口502关于子弹体5的轴心呈环形均匀设置，与传统脉冲反吹技术相比，压缩气体可以经过喷口502再吹向陶瓷催化滤管4，上述过程中喷口502减少了气体通道口径，增大了吹向陶瓷催化滤管4的气体压力，提高除尘效果。
在上述实施例的基础之上，本实施例中飞轮6包括中心轴601，套设于中心轴601外且与陶瓷催化滤管4内壁固定连接的轮环602，以及固定设于中心轴601外壁和轮环602内壁之间的斜叶桨603。斜叶桨603设有四个，斜叶桨603的倾角为七十五度。子弹体5的正下方设有转接管8，转接管8固定贯穿下管板3，转接管8的内壁固定套接有与陶瓷催化滤管4连通的鼓风管9，鼓风管9远离转接管8的端部与空气压缩机连通，且鼓风管9上通过法兰安装有阀门。依次打开阀门和空气压缩机，空气压缩机为鼓风管9提供压缩气体，压缩气体冲入陶瓷催化滤管4，一方面推动子弹体5上升，另一方面会经圆柱槽501和喷口502喷向陶瓷催化滤管4的内壁，因此经过飞轮6的压缩气体可以为子弹体5旋转提供推动力，子弹体5在鼓风管9提供的压缩空气作用下沿陶瓷催化滤管4的轴向旋转上升。
中心轴601的下表面同轴固定设有齿轮604，转接管8的内壁固定设有隔板801，隔板801的上表面固定设有驱动齿轮604旋转的齿条机构7。其中，齿条机构7包括直线模组701，直齿条702，以及连杆703；直线模组701和直齿条702分别设于齿轮604的左右两侧，直线模组701的输出端与连杆703的一端固定连接，连杆703的另一端与直齿条702固定连接。当直线模组701的行程达到最大时，直齿条702脱离齿轮604；当直线模组701的行程达到最小时，直齿条702与齿轮604啮合。初始时，直齿条702与齿轮604啮合，当开启直线模组701后，直线模组701可以驱动飞轮6旋转，从而为子弹体5的旋转提供一定的初速度，当开启鼓风管9后，鼓风管9吹出的压缩气体推动子弹体5上升，当压缩气体经过斜叶桨603，压缩气体可以推动飞轮6旋转，使得飞轮6带动子弹体5保持一定的旋转的速度。
在上述实施例的基础之上，本实施例中隔板801开设有若干个上下贯穿且与鼓风管9连通的通风孔803，隔板801的下表面固定设有导风锥804，若干个通风孔803关于导风锥804的轴心呈环形均匀设置。导风锥804有助于将压缩气体引入通风孔803内，减少压缩气体通过隔板801的压力损失。
在上述实施例的基础之上，本实施例中齿轮604与隔板801间隙设置，齿轮604的下表面同轴固定设有转轴605，隔板801的上表面开设有与转轴605相适配的旋转槽802。转接管8的上表面固定设有环形垫805，环形垫805的内径大于圆柱槽501的外径，当子弹体5的下表面与环形垫805抵接时，转轴605伸入旋转槽802内。环形垫805提供吸能作用，避免子弹体5下落的冲量过大而造成子弹体5底部破损，确保子弹体5的结构对称。
在上述实施例的基础之上，本实施例中子弹体5的外壁固定套接有两个密封轴承10，两个密封轴承10设于喷口502的上下两侧，密封轴承10的外壁固定套接有沿纵向与陶瓷催化滤管4内壁滑动连接的滑动环11，且滑动环11的外表面涂覆有自润滑耐磨涂层。本实施例通过密封轴承10减少子弹体5的旋转阻力，并通过滑动环11减少子弹体5的升降阻力，确保子弹体5在旋转升降的过程中具有很好的同轴度，子弹体5在陶瓷催化滤管4内旋转升降过程平稳、流畅。子弹体5的顶部与位于喷口502上方的密封轴承10和滑动环11与组成封闭结构，阻碍压缩气体从陶瓷催化滤管4的顶部流出，使得压缩气体充分作用于陶瓷催化滤管4的内壁，确保反吹除尘具有足够压差。陶瓷催化滤管4的顶部内壁固定设有阻挡滑动环11的限位环12，限位环12限制子弹体5的最大上升高度，避免子弹体5向上脱离陶瓷催化滤管4。
本发明通过鼓风管9直接向陶瓷催化滤管4底部吹风，实现陶瓷催化滤管4反吹除尘，与传统的脉冲反吹技术相比，本发明的除尘方式无需设计喷嘴和引射器，工艺参数设定简单，运行稳定。本发明通过从鼓风管9喷出的压缩气体推动子弹体5在陶瓷催化滤管4内旋转上升，一部分压缩气体直接从位于子弹体5下方的陶瓷催化滤管4的侧壁喷出，另一部分压缩气体依次经过圆柱槽501和喷口502再从陶瓷催化滤管4的侧壁喷出，均实现反吹除尘。在子弹体5旋转上升的过程中，子弹体5下方的气压恒定并随压缩气体的气压增大而线性增大，通过确定陶瓷催化滤管4反吹除尘最佳内外压差可以确定压缩气体压强，从而实现充分反吹除掉堵塞在陶瓷催化滤管4内的细微颗粒。压缩气体随子弹体5旋转而实现旋转喷向陶瓷催化滤管4，可以充分作用陶瓷催化滤管4内部的纤维孔隙，压缩气体对陶瓷催化滤管4的反吹作用均匀，除尘效果好。
此外，当子弹体5上升到最高点后关闭鼓风管9，当陶瓷催化滤管4内的气压不足以维持子弹体5的高度后，子弹体5边下落边挤压陶瓷催化滤管4内气体，使气体继续从陶瓷催化滤管4内吹出，实现二次反吹除尘，提高除尘净化效果。
本发明还公开一种烟气脱硫脱硝净化系统的净化方法，包括以下步骤：
S1、关闭鼓风管9、进气管14和灰斗13，打开直线模组701，驱动飞轮6旋转；
S2、开启鼓风管9，鼓风管9喷出压缩气体推动子弹体5在陶瓷催化滤管4内旋转上升，压缩气体喷向陶瓷催化滤管4的内壁实现反吹除尘，5分钟后关闭鼓风管9；
S3、周期性依次开启和关闭鼓风管四次，充分实现陶瓷催化滤管4净化除尘；
S4、打开灰斗13，排出粉尘。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种烟气脱硫脱硝净化系统，包括净化反应器(1)，固定设于所述净化反应器(1)内壁的上管板(2)和下管板(3)，固定设于所述上管板(2)和所述下管板(3)之间的若干个陶瓷催化滤管(4)，固定设于所述净化反应器(1)底部的灰斗(13)，与所述净化反应器(1)连通的进气管(14)，以及固定设于所述净化反应器(1)顶部的集气室(15)，其特征在于：所述陶瓷催化滤管(4)为上下贯穿的圆管结构，所述陶瓷催化滤管(4)内设有子弹体(5)，所述子弹体(5)的下表面开设有圆柱槽(501)，所述子弹体(5)的侧壁开设有若干个与所述圆柱槽(501)连通的喷口(502)，所述圆柱槽(501)的底部同轴固定设有飞轮(6)，所述子弹体(5)的正下方设有转接管(8)，所述转接管(8)固定贯穿所述下管板(3)，所述转接管(8)的内壁固定套接有与所述陶瓷催化滤管(4)连通的鼓风管(9)，所述子弹体(5)在所述鼓风管(9)提供的压缩空气作用下沿所述陶瓷催化滤管(4)的轴向旋转上升；
所述子弹体(5)的上表面为圆锥形结构，所述子弹体(5)的顶部且位于所述圆柱槽(501)的正上方开设有圆锥空腔(503)，所述子弹体(5)的内壁固定设有分隔所述圆柱槽(501)和所述圆锥空腔(503)的椭圆封盖(504)，所述椭圆封盖(504)的凹面朝向所述飞轮(6)；
所述飞轮(6)包括中心轴(601)，套设于所述中心轴(601)外且与所述陶瓷催化滤管(4)内壁固定连接的轮环(602)，以及固定设于所述中心轴(601)外壁和所述轮环(602)内壁之间的斜叶桨(603)；所述斜叶桨(603)设有四个，所述斜叶桨(603)的倾角为七十五度；
所述中心轴(601)的下表面同轴固定设有齿轮(604)，所述转接管(8)的内壁固定设有隔板(801)，所述隔板(801)的上表面固定设有驱动所述齿轮(604)旋转的齿条机构(7)；
所述齿条机构(7)包括直线模组(701)，直齿条(702)，以及连杆(703)；所述直线模组(701)和所述直齿条(702)分别设于所述齿轮(604)的两侧，所述直线模组(701)的输出端与所述连杆(703)的一端固定连接，所述连杆(703)的另一端与所述直齿条(702)固定连接；
当所述直线模组(701)的行程达到最大时，所述直齿条(702)脱离所述齿轮(604)；当所述直线模组(701)的行程达到最小时，所述直齿条(702)与所述齿轮(604)啮合。
2.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫脱硝净化系统，其特征在于：所述喷口(502)为长圆孔结构，所述喷口(502)的长轴与水平面的夹角为六十度，若干个所述喷口(502)关于所述子弹体(5)的轴心呈环形均匀设置。
3.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫脱硝净化系统，其特征在于：所述齿轮(604)与所述隔板(801)间隙设置，所述齿轮(604)的下表面同轴固定设有转轴(605)，所述隔板(801)的上表面开设有与所述转轴(605)相适配的旋转槽(802)；
所述转接管(8)的上表面固定设有环形垫(805)，所述环形垫(805)的内径大于所述圆柱槽(501)的外径，当所述子弹体(5)的下表面与所述环形垫(805)抵接时，所述转轴(605)伸入所述旋转槽(802)内。
4.根据权利要求3所述的一种烟气脱硫脱硝净化系统，其特征在于：所述隔板(801)开设有若干个上下贯穿且与所述鼓风管(9)连通的通风孔(803)，所述隔板(801)的下表面固定设有导风锥(804)，若干个所述通风孔(803)关于所述导风锥(804)的轴心呈环形均匀设置。
5.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫脱硝净化系统，其特征在于：所述子弹体(5)的外壁固定套接有两个密封轴承(10)，两个所述密封轴承(10)设于所述喷口(502)的上下两侧，所述密封轴承(10)的外壁固定套接有沿纵向与所述陶瓷催化滤管(4)内壁滑动连接的滑动环(11)，所述陶瓷催化滤管(4)的顶部内壁固定设有阻挡所述滑动环(11)的限位环(12)。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种烟气脱硫脱硝净化系统的净化方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、关闭鼓风管(9)、进气管(14)和灰斗(13)，打开直线模组(701)，驱动飞轮(6)旋转；
S2、开启鼓风管(9)，鼓风管(9)喷出压缩气体推动子弹体(5)在陶瓷催化滤管(4)内旋转上升，压缩气体喷向陶瓷催化滤管(4)的内壁实现反吹除尘，关闭鼓风管(9)；
S3、周期性依次开启和关闭鼓风管；
S4、打开灰斗(13)，排出粉尘。
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