CN200942332Y - 一种烟气脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种烟气脱硝装置。一端连接可控阻流装置的圆筒形气体混合装置内连有圆盘环形氨气喷射格栅和双螺旋混合装置，圆筒形气体混合装置的另一端与催化剂反应器体的入口连接，催化反应器体下、底部分别设有烟气出口、除灰风门，除灰风门与烟气出口间有连于催化反应器体的烟尘灰斗封门，催化反应器体中部内有锥板式金属氧化催化剂层，外连有超声波振动除尘器，锥板式金属氧化催化剂层内设有吹风器。

Description

一种烟气脱硝装置

技术领域

本实用新型涉及化工设备，更具体的讲涉及对发电厂、焦化厂、化工厂等产生的烟气进行脱硝处理的烟气脱硝装置。

背景技术

氮氧化物NO_X是产生光化学烟雾，酸雨，破坏臭氧层的主要因素，直接伤害人体健康，导致癌症、呼吸道疾病多发和儿童智力低下，给国民经济发展和人民生活环境造成严重影响.

在燃煤烟气氮氧化物NO_X中，NO占90％以上，NO₂占5％-10％，产生机理一般分为如下三种：

热力型：燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生。当T＜1500℃时，NO的生成量很少，而当T＞1500℃时，反应速率迅速增大。

快速型：当燃料浓度过大时，在反应区附近快速生成NOx。

燃料型：燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。

烟气脱硝技术有气相反应法、液体吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等几类。在众多烟气处理技术中，液体吸收法的脱硝效率低，净化效果差；吸附法设备过于庞大，再生频繁，很少应用；液膜法和微生物法尚存多种问题，有待进一步研究；脉冲电晕法可以同时脱硫脱硝，但如何实现高压脉冲电源的大功率、窄脉冲、长寿命等问题还需要解决；电子束法技术能耗高，并且有待实际工程应用检验；选择性催化氧化还原法(SCR)氨的逃逸率高，影响锅炉运行的稳定性和安全性等问题；脱硝技术与其它技术相比，具有脱硝效率高、技术成熟等特点，是目前国内外烟气脱硝工程上应用最多的技术，但由于我国煤炭燃烧过程中粉煤灰烧失量较高，化学成分中游离氧化钙、氧化镁、三氧化硫也较高，加之锅炉运行普遍负荷波动较大，氨氮气体混合不均匀，从而造成现有SCR系统装置在运行中经常出现催化剂堵塞、结垢、中毒，氨逃逸，脱硝效果差和能量消耗过多等问题。

本实用新型的目的是提供一种可防止催化剂堵塞、结垢、中毒，氨逃逸和脱硝效果较好的烟气脱硝装置。

本实用新型的目的可通过如下技术措施来实现：

一端连接可控阻流装置的圆筒形气体混合装置内连有氨气喷射格栅和双螺旋混合装置，圆筒形气体混合装置的另一端与催化剂反应器体的入口连接，催化反应器体下、底部分别设有烟气出口、除灰风门，除灰风门与烟气出口间有连于催化反应器体的烟尘灰斗封门，催化反应器体中部内有锥板式金属氧化催化剂层，外连有超声波振动除尘器。

本实用新型的目的还可通过如下技术措施来实现：

所述的锥板式金属氧化催化剂层内设有吹风器，所述的氨气喷射格栅为圆盘环形格栅，所述的催化反应器体入口内连有氨氮混合气导流板，所述的除灰风门与烟尘灰斗封门间构成灰斗。

由烟气发生系统输送来的含有氮氧化物NO_X的烟气经方形烟道进入圆形烟道，由于圆形横截面积变小和内壁平滑，烟气流速加快，加之圆盘环形喷氨格栅阻隔，形成湍流区，氨气从圆盘环形格栅的喷嘴喷出，与烟气中的氮氧化物NO_X混合，双螺旋混合装置设置在圆筒形烟道内，氨氮气体在湍流和螺旋板的共同作用下，充分而均匀混合，在导流板的引导下，进入催化剂反应器上部气室，由于气室截面积相对于气体入口截面积增加若干倍，又呈放射状，混合均匀的氨氮混合气体在此处形成平缓均匀，流速较慢的层流，向下进入金属氧化催化剂层中，氨氮混合气体在催化剂的作用下完成还原反应，生成无害的N₃和H₂O。利用金属氧化催化剂优越的机械稳定特性，催化反应器采用超声波振动除尘技术，飞灰在横向振动和重力的作用下，自动脱落，进入催化反应器底部的灰斗中。

本实用新型的构造及功能：

(1)烟气传输系统：包括方形烟气管道，圆形烟气管道，可控阻流装置，烟气出口密封挡板。功能是根据负荷排出烟气量，运用复合可控阻流装置调整烟道的输气量，保证烟气发生系统负荷产生较大波动的情况下，烟气分布仍能维持相对稳定性，使系统内脱硝反应处在最佳状态。在维修和紧急故障时，打开或关闭密封挡板，使烟气通过烟气旁路安全排出。

(2)气体喷射混合装置：包括圆盘环形氨气喷射格栅，双螺旋气体混合装置和氨氮混合气导流板。圆盘环形氨气喷射格栅设置在圆形烟气管道湍流区内，对烟气流速起调节作用，它用耐氨腐蚀的合金钢管制成，大小有序排列成圆环格栅，圆环上有规律安装氨气喷嘴，有助于氨气与氮氧化物NO_X均匀混合，并用管线与专用氨气泵连接，氨气经加压后，注入圆盘环形氨气喷射格栅，氨气从格栅上的喷嘴喷出。输送氨气的主、支管线上装有调控阀门，以调节氨气输入量，选择最佳氨氮摩尔比。双螺旋气体混合装置保证喷射出的氨气能与烟气中的氮氧化物NO_X在湍流和双螺旋混流板的共同作用下实现氨氮成分充分而均匀的混合，氨氮混合气导流板将混合均匀的氨氮气体平缓导入SCR催化反应器的上部气室里，生成混合均匀，流速平缓的层流。

(3)催化反应装置：本装置是烟气脱硝系统的核心，包括金属催化剂模块，催化剂支撑放置机构，吹风器，超声波振动器，灰斗密封仓门及催化剂密闭仓。为解决燃煤过程中，因粉煤灰烧失量较高，成分复杂而引起的催化剂堵塞和中毒问题，并保证任何状态下含硝烟气、还原剂与催化剂的充分接触。催化剂模块采用锥板式结构，排列最小孔隙10-12mm。具体催化剂成份可根据锅炉燃煤情况进行适当调整，这种新型的催化剂结构具有活性表面积大，抗堵塞，耐腐蚀、老化，机械稳定性好等优异催化剂特性。设置方式为立式，这样催化剂孔隙不容易被飞灰堵塞。为便于催化剂的添加和更换，催化剂支撑及放置机构分为四层，其中一层为预留层，用于更换和添加催化剂；吹灰器放置在催化剂层与层之间，防止催化剂堵塞和结垢；超声波振动装置设置在催化剂反应器内，产生高频振动波，频率根据除尘效果调节，同时，利用金属氧化催化剂良好的机械稳定性，采用新型的超声波振动技术，使催化剂在高尘条件下，防止堵塞、结垢，保持催化剂的活性。灰斗及密封仓门，用于收集和清除降落的烟尘。密闭仓保证催化剂反应器在稳定的条件下，完成氨氮氧化还原反应。

为了提高系统装置脱硝效率，且最大限度降低能耗，去除烟气中氮氧化物NO_X的催化氧化还原反应，需在高温370-400℃和高尘条件下进行。根据烟煤锅炉烟气高温高尘特点，通过增设复合可控阻流装置、圆盘环形氨气喷射格栅、双螺旋气体混合及导流装置、锥板形催化剂模块、超声波振动清扫装置等，使SCR系统在锅炉负荷产生较大波动的情况下，烟气分布仍能维持相对稳定，营造出系统运行所需的湍流和层流，促使还原剂氨气与烟气中的氮氧化物NO_X均匀而快速混合，并与催化剂进行充分接触，又防止催化剂堵塞和中毒，进而获得理想的氮氧化物NO_X去除效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例的示意图；

图2是圆盘环形氨气喷射格栅的放大示意图；

图3是可控阻流装置的放大示意图；

图4是双螺旋混合装置的放大示意图；

图5是锥板式金属氧化催化剂结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图作进一步说明。

图中：1-烟气输送管、2-可控阻流装置、3-圆盘环形氨气喷射格栅、4-圆筒形气体混合装置、5-氨氮混合气导流板、6-锥板式金属氧化催化剂层、7-催化反应器体、8-超声波振动除尘器、9-烟尘灰斗封门、10-除灰风门、11-灰斗、12-烟气出口、13-吹风器、14-双螺旋混合装置、15-氨气输送主管道控制阀门、16-氨气输送支管道控制阀门、17-圆形输送管、18-圆盘环形氨气管、19-氨气喷嘴、20-环形格栅支架、21-阻流挡板开启装置、22-上轨道、23-烟气阻流挡板、24-下轨道、25-双螺旋混流板。

实施例1

烟气输送管1与圆筒形气体混合装置4的一端连接，在连接处设置可控阻流装置2，圆筒形气体混合装置4内连有圆盘环形氨气喷射格栅3和双螺旋混合装置14，圆筒形气体混合装置4的另一端与催化剂反应器体7的入口连接，催化剂反应器体7上部气室截面积相对于圆筒形气体混合装置4截面积的5倍，催化反应器体7下、底部分别设有烟气出口12、除灰风门10，除灰风门10与烟气出口12间有连于催化反应器体7的烟尘灰斗封门9，催化反应器体7中部内有锥板式金属氧化催化剂层6，外连有超声波振动除尘器8，在锥板式金属氧化催化剂层6内设有吹风器13，催化反应器体7入口内连有氨氮混合气导流板5，除灰风门10与烟尘灰斗封门9间构成灰斗11。

Claims (5)

1、一种烟气脱硝装置，其特征在于一端连接可控阻流装置(2)的圆筒形气体混合装置(4)内连有氨气喷射格栅(3)和双螺旋混合装置(14)，圆筒形气体混合装置(4)的另一端与催化剂反应器体(7)的入口连接，催化反应器体(7)下、底部分别设有烟气出口(12)、除灰风门(10)，除灰风门(10)与烟气出口(12)间有连于催化反应器体(7)的烟尘灰斗封门(9)，催化反应器体(7)中部内有锥板式金属氧化催化剂层(6)，外连有超声波振动除尘器(8)。

2、根据权利要求1所述的一种烟气脱硝装置，其特征在于所述的锥板式金属氧化催化剂层(6)内设有吹风器(13)。

3、根据权利要求1所述的一种烟气脱硝装置，其特征在于所述的氨气喷射格栅(3)为圆盘环形格栅。

4、根据权利要求1所述的一种烟气脱硝装置，其特征在于所述的催化反应器体(7)入口内连有氨氮混合气导流板(5)。

5、根据权利要求1所述的一种烟气脱硝装置，其特征在于所述的除灰风门(10)与烟尘灰斗封门(9)间构成灰斗(11)。

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