CN202146712U - 一种均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置 - Google Patents

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周英贵
李仁刚
王生公
邵建设
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Abstract

本实用新型涉及一种均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置,由SCR反应器和烟道组成,烟道由竖直管段和上、下两折弯管组成,上折弯管与SCR反应器相连,烟道的竖直管段的入口端装有烟气均布格栅,烟气均布格栅的上方被烟道分隔板均匀分隔成的多个格状通道,各格状通道内设有X型导流组件;上、下两折弯管分别与竖直管段相连端的转折部内设有上弯头导流板和下弯头导流板;上折弯管为∏型弯管,∏型弯管的中部水平管段内设有均流导流组件,其由间距分布的多个均流导流板组成。本装置使还原剂NH3与烟气均混均流,减小进入SCR反应器的速度偏差及NH3与NO的浓度偏差。使还原剂NH3充分参与脱硝反应,减小氨的逃逸,提高催化脱硝效率。

Description

一种均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置,主要用于火力发电厂选择性催化还原脱除烟气中氮氧化物。
背景技术
[0002] 目前,火力发电站多采用选择性催化还原(简称SCR)的方法对烟气进行脱硝(即脱除氮氧化物)处理。传统的SCR脱硝装置包括SCR反应器和与SCR反应器入口连接的烟道,烟道一般由矩形截面管成型。从省煤器来的烟气通过烟道的喷氨格栅使氨气与烟气得到一定的混合,进入SCR反应器;SCR反应器是由一层或多层催化剂组成,在催化剂的表面, 烟气中的氮氧化物与氨气(NH3)在催化剂的作用下发生还原反应,生成对环境无害的N2和 H2O0此过程要求含有还原剂氨气的烟气进入SCR反应器入口时,烟气与氨气的速度分布均勻,入催化剂层时,烟气中的还原剂浓度分布均勻。为此,传统的SCR脱硝装置通常采用涡流静态混合器同时与数个还原剂喷嘴配合的方案,但是涡流式混合器混合效果不理想,常因局部速度过低而导致催化剂层有效利用率降低,氨逃逸率高,且易于集灰。由于脱硝效率低,需要更大的SCR反应器空间,增加建造成本。
发明内容
[0003] 本实用新型的目的是提供一种均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置,它可确保进入SCR反应器的烟气与还原剂均混均流,使还原剂氨充分参与脱硝反应,从而减小氨的逃逸,提高催化脱硝效率。
[0004] 本实用新型均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置由内设催化剂层的SCR反应器和烟道连接而成,所述烟道由竖直管段和上、下两折弯管组成,上折弯管的出口端与SCR 反应器的入口端相连,SCR反应器的入口设有整流格栅;其特征是烟道的竖直管段的入口端装有烟气均布格栅,烟气均布格栅的上方被烟道分隔板均勻分隔成的多个格状通道,各格状通道内设有X型导流组件;所述上、下两折弯管分别与竖直管段相连端的转折部内设有上弯头导流板和下弯头导流板;所述上折弯管为Π型弯管,Π型弯管的中部水平管段内设有均流导流组件,其由间距分布的多个均流导流板组成。
[0005] 所述的烟道是矩形管道,格状通道是由平行于矩形长边的1个纵向分隔板和平行于矩形短边的5-9个横向分隔板纵横交错而形成。
[0006] Π型上折弯管的出口端的管径向外侧扩大;Π型上折弯管的中部水平管段内的均流导流组件中,各均流导流板进气侧的间距从上至下依次增大,出气侧的间距从上至下依次减小。
[0007] 所述各X型导流组件由分别向前、后两侧反向倾斜并交错连接的两对单元板组成,各单元板上分别开有狭长导流孔。
[0008] 所述X型均混导流组件各单元板上的狭长导流孔的宽度为单元板宽度的1/6〜 1/8,狭长导流孔的长度为单元板长度的1/4〜1/3。
3[0009] 所述X型均混导流组件的高度为烟道分隔板高度的1/3〜2/3。
[0010] 每个X型导流组件以五根支撑杆连接固定,其中,两单元板的上端边分别焊一根支撑杆,两单元板的下端边分别焊接一根支撑杆,两单元板的中部交接处横贯焊接一根支撑杆,各支撑杆的两端焊接固定在所在格状通道对应的隔板或烟道竖直管的侧壁上。
[0011] 所述烟道的下折弯管包含一段斜向过渡管,所述下弯头导流板是与斜向过渡管斜度一致的钭向板,钭向板两端设有过渡弯弧。
[0012] 本装置的烟道进口弯头导流板的出口弯头导流板起一定的均混和导流作用;竖直烟道被均分成若干格状通道,每个格状通道内设置X型导流组件,喷入烟道的烟气被格状通道分散,并在X型导流组件的扰流作用下,烟气形成强旋流和扰流,烟气中的氨组分得到了极大的扩散和混合,最后进入上折弯管的水平管段时,均流导流组件通过均流导流板间距的合理设计,烟气的流场速度得到进一步调整,均勻改善,NH3和NO在烟气中的分布更均勻,确保进入SCR烟气脱硝SCR反应器的烟气及还原剂组分均混均流,SCR反应器入口速度偏差小于10%,NH3与NO的浓度偏差小于5%。综上所述,本装置可使还原剂NH3充分参与脱硝反应,减小氨的逃逸,提高烟气催化脱硝效率。
附图说明
[0013] 图1是均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置的结构示意图。
[0014] 图2是烟道的竖直管段立体结构示意图。
[0015] 图3表示X型导流板的连接关系。
[0016] 图4是Π型上折弯管立体结构示意图。
[0017] 图5是均流导流组的立体结构示意图。
[0018] 图中,1 一烟道入口,2—下弯头导流板,3—下折弯管,4一喷氨格栅,5— X型导流组件,5-1、5-2—单元板,5-3—狭长导流孔,5-41、5-42、5-43 — X型导流板的支撑杆,6—横向分隔板,7—纵向分隔板,8 —均流导流组件,9一上弯头导流板,10—整流格栅,11一测试 ?L 12—催化剂层,13—烟气出口,8-1—各均流导流板,14 一竖直管段,15—Π型上折弯管, 15-1—斜面,16—SCR反应器,17—支撑件,Al—格状通道,L广Ln—均流导流组件进气端的各板间距,L1' ^Ln' 一均流导流组件出气端的各板间距。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图进一步说明本实用新型装置的实施例。
[0020] 图1是本实用新型均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置的实施例。如图1,本装置由SCR反应器16和烟道组成,SCR反应器16内设有催化剂层12,SCR反应器入口设有整流格栅10。烟道是矩形管(横截面为矩形),由竖直管段14及下折弯管3和上折弯管15组成;图1实施例中,下折弯管3含有一段斜向过渡管,上折弯管15呈Π型弯管(立体形状图 4)。竖直管段14内设有烟气均布格栅4,均布格栅4的上方设有纵向烟道分隔板7和横向烟道分隔板6,烟道被均勻分隔成的多个格状通道(参见图2),每个格状通道内设有X型导流组件5 ;烟道的下折弯管3在斜向过渡管内设有下弯头导流板2 ;如图4,上折弯管15呈 Π型结构,其入口端折弯部内设有上弯头导流板9,其出口端向一侧扩大形成斜面15-1,呈 Π型上折弯管15的中部呈水平管,水平管内设有均流导流组件8,由多个间距分布的均流
4导流板组成。
[0021] 烟道竖直管段14的立体结构见图2,烟道竖直管段14由一个纵向分隔板7和多个横向分隔板6纵横交错而形成多个格状通道(Al),每个格状通道内的X型导流组件5是由单元板5-1和5-2互为反向倾斜交错连接组成,每个单元板开有4个狭长导流孔5-3,各单元板的倾斜角α呈30-50°角;如图1和图2,Χ型均混导流组件5的高度为烟道分隔板 6、7高度的1/3〜2/3。狭长导流孔5-3的宽度为单元板宽度的1/6〜1/8,长度为单元板长度的1/4〜1/3。图2各格状通道上方的弧形箭头表示烟气在各格状通道内通过时形成涡旋流,强化了烟气的混合和后续烟道流场的速度均勻分布。
[0022] 图3表示X型导流组件的连接关系。按照图3所示,每个X型导流组件以五根支撑杆(钢管)连接固定,即两单元板5-1和5-2的上端边分别焊一根支撑杆5-41,两单元板 5-1和5-2的下端边分别焊接一根支撑杆5-43,两单元板5-1和5_2的中部交接处用一根支撑杆5-42横贯焊接,各支撑杆的左右两端焊接固定在两分隔板6或一端固定在分隔板6 上,另一端固定在烟道竖直管14的侧壁上。
[0023] 如图4所示,Π型上折弯管15的左端是入口端,中部是水平管段,右端是与SCR反应器16入口连接的出口端,出口端的管径向外侧扩大形成斜面15-1。中部水平管段内设有均流导流组件8,由3-10片均流导流板(耐450°C高温的钢板)8-1组成,各均流导流板8_1 的两端焊接固定在烟道的两侧壁面上,当烟道尺寸较大时,为增加刚性,可在中部设有连接件17 (如图5)。
[0024] 均流导流组件8的结构如图5所示,各均流导流板8-1之间为烟气通道,烟气自左向右通过,然后从Π型上折弯管15的出口(由斜面15-1形成的扩口),进入SCR反应器16。 图5中,均流导流组件8中,各均流导流板8-1板自下至上间距如下:均流导流组件进气端的各板间距依次表示为L1……Ln,均流导流组件出气端的各板间距依次表示为L1'…… Ln';进气端的均流导流板间距依次减小,即LAL)……> Ln,出气端均流导流板间距依次增大,即L1'< L2'<……< Ln'。以上板间距的设计,使均流导流组件8的烟气出口流速下层高于上层,增加了 SCR反应器入口断面近端处的烟气量;均流导流组件上层出口流速低,降低了 SCR反应器入口远端处的烟气量。从均流导流组件出口流出的烟气经过斜面15-1形成的扩口进入SCR反应器16,经过整流格栅10后,在第一层催化剂层分布均勻。
5

Claims (9)

1.均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置,由内设催化剂层的SCR反应器和烟道组成,所述烟道由竖直管段和上、下两折弯管组成,上折弯管的出口端与SCR反应器的入口端相连,SCR反应器的入口设有整流格栅;其特征是烟道的竖直管段的入口端装有烟气均布格栅,烟气均布格栅的上方被烟道分隔板均勻分隔成的多个格状通道,各格状通道内设有X 型导流组件;所述上、下两折弯管分别与竖直管段相连端的转折部内设有上弯头导流板和下弯头导流板;所述上折弯管为Π型弯管,Π型弯管的中部水平管段内设有均流导流组件, 其由间距分布的多个均流导流板组成。
2.根据权利要求1所述的均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置,其特征是所述的烟道是矩形管道,所述的格状通道是由平行于矩形长边的1个纵向分隔板和平行于矩形短边的5-9个横向分隔板纵横交错而形成。
3.根据权利要求2所述的均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置,其特征是Π型上折弯管的出口端的管径向外侧扩大;Π型上折弯管的中部水平管段内的均流导流组件中,各均流导流板进气侧的间距从上至下依次增大,出气侧的间距从上至下依次减小。
4.根据权利要求3所述的均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置,其特征是所述各X 型导流组件由分别向前、后两侧反向倾斜并交错连接的两对单元板组成,各单元板上分别开有狭长导流孔。
5.根据权利要求4所述的均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置,其特征是所述单元板的倾斜角α呈30-50°角。
6.根据权利要求5所述的均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置,其特征是X型均混导流组件各单元板上的狭长导流孔的宽度为单元板宽度的1/6〜1/8,狭长导流孔的长度为单元板长度的1/4〜1/3。
7.根据权利要求6所述的均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置,其特征是所述X型均混导流组件的高度为烟道分隔板高度的1/3〜2/3。
8.根据权利要求7所述的均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置,其特征是每个X型导流组件以五根支撑杆连接固定,其中,两单元板的上端边分别焊一根支撑杆,两单元板的下端边分别焊接一根支撑杆,两单元板的中部交接处横贯焊接一根支撑杆,各支撑杆的两端焊接固定在所在格状通道对应的隔板或烟道竖直管的侧壁上。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8中任一项所述的均混均流导流的烟气催化还原脱硝装置,其特征是所述烟道的下折弯管包含一段斜向过渡管,所述下弯头导流板是与斜向过渡管斜度一致的钭向板,钭向板两端设有过渡弯弧。
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