CN203108436U

CN203108436U - 一种电厂的烟气处理装置

Info

Publication number: CN203108436U
Application number: CN 201320109697
Authority: CN
Inventors: 陆生宽; 周建锋; 夏爽; 谢新燕; 宋红旭; 贾英韬
Original assignee: China Datang Environmental Technology Co Ltd
Current assignee: Datang Technology Industry Co ltd; Datang Technology Industry Group Co ltd; Datang Environment Industry Group Co Ltd
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2023-03-11

Abstract

本实用新型公开一种电厂的烟气处理装置，包括作为烟气与化合物混合反应的反应腔，在反应腔内由上至下依次间隔设置有整流板和多层催化剂层，分别与反应腔顶部和底部连接的烟气进管和烟气出管，烟气进管靠近反应腔处设置有喷出反应气体的气体喷头，所述烟气进管的开口方向与反应腔平行且开口的下方设置有粉尘收集箱，与粉尘收集箱开口相对的烟气进管内壁上设置有垂直于粉尘收集箱开口的粉尘挡板，在粉尘挡板位于反应腔一侧设置有可调角度的多层平行板。本实用新型在烟气进管内设置粉尘挡板和多层平行板使烟气中的大颗粒及部分细颗粒粉尘得到脱除，经过除尘后，烟气中的含尘量大大下降，减轻了催化剂层的堵塞、磨损，减少了脱硝催化剂的更换次数。

Description

一种电厂的烟气处理装置

技术领域

本实用新型涉及发电领域，具体涉及一种对电厂废气进行预处理的脱硝装置。

背景技术

在对电石的烟气进行处理中，选择性催化还原（SCR）是其中一种较常用的方法，其反应原理是：在285～400℃的有氧情况下，通过催化剂使烟气中的NO_X和上游烟道内喷入的还原剂NH₃发生反应，生成N₂和H₂O，从而达到去除烟气中NO_X的目的。其基本的工作流程为：在烟气进入催化剂层前的烟道适当位置喷入还原剂NH₃，烟气与NH₃均匀混合后，进入催化剂反应层，作为SCR的催化反应器布置在锅炉省煤器和空气预热器之间，由于烟气中烟尘含量较高，容易造成催化剂磨损和中毒，缩短了催化剂的使用寿命，增加了运行成本。烟气气流分布不均匀还容易造成NO_X与NH₃混合不均、反应不充分或局部喷氨过量等问题。

为解决上述问题，现有技术采用在锅炉省煤器与催化反应器之间的垂直烟道上安装前置预除尘装置和喷氨混合装置，对烟气进行预除尘、均流或混合后再通过催化反应器内的催化剂进行反应。但在垂直烟道内安装预除尘装置，容易造成竖直烟道内积灰，若不及时人工清灰，甚至可能造成烟道堵塞，人工清灰又增加运行成本。由于上述原因，现有一些SCR的催化反应器都不安装烟气预除尘装置，这就导致烟气进入脱硝反应层前，烟气中含尘量较高，最终不但造成催化剂摩损及微孔堵塞，而且还会造成喷氨嘴堵塞而影响喷氨效果。

此外现有SCR的催化反应器内部的喷氨装置采用交错排列的方形喷氨结构，使得喷氨格栅空隙较小，系统压降相对较大，喷氨量难以准确控制。

实用新型内容

为解决现有技术烟气进行预处理的催化反应器除尘效果率低和烟气与反应物混合性差的问是，本实用新型提供一种能够充分处理混合烟气和反应物并提高除尘效果的烟气处理装置，具体方案如下：一种电厂的烟气处理装置，包括作为烟气与化合物混合反应的反应腔，在反应腔内由上至下依次间隔设置有整流板和多层催化剂层，分别与反应腔顶部和底部连接的烟气进管和烟气出管，所述烟气进管靠近反应腔处设置有喷出反应气体的气体喷头，其特征在于，所述烟气进管的开口方向与反应腔平行且开口的下方设置有粉尘收集箱，与粉尘收集箱开口相对的烟气进管内壁上设置有垂直于粉尘收集箱开口的粉尘挡板，在粉尘挡板位于反应腔一侧设置有可调角度的多层平行板。

为达到方便烟气流动又可去除粉尘的目的：所述粉尘挡板上设置有多个规则排列的进烟孔，在进烟孔的顶部设置有向反应腔方向倾斜的烟孔挡板。

为方便烟气流动：所述多层平行板的倾斜方向与粉尘收集箱开口对应，多层平行板与粉尘挡板之间的夹角在45～60℃之间。

为方便氨气扩散：所述气体喷头包括与烟气进管内壁固定的外管框，在外管框内部对称设置有在圆心处相交且安装了喷嘴的支管杆，所述喷嘴间隔设置在支管杆上，喷嘴的喷口方向与烟气的流动方向相同，在喷嘴的轴心线上设置有固定杆，在固定杆的顶端固定有两端小中间大的锤形散流块。

为增加氨气的喷发量：所述气体喷头采用双层间隔设置，各层上的喷嘴位置相互错开。

为提高支管杆的安装强度：在外管框内设置有固定支管杆的固定框。

为提高烟气的均匀度：在烟气进管内的多层平行板与气体喷头之间设置有烟气混合装置，所述烟气混合装置包括多个烟气混合件和固定架，每个烟气混合件分别包括支撑平台，设置在支撑平台四周对称的四个叶片，其中两个相对的叶片相对支撑平台向上倾斜，另两个相对的叶片相对支撑平台向下倾斜，倾斜后的叶片另一端分别被固定架固定。

为便于混合气体的扩散：在反应腔的顶部设置有将烟气进管的混合气体进行分流的导流件，所述导流件由弧形且相互间隔的弧形板或栅格板构成。

本实用新型在烟气进管内设置粉尘挡板和多层平行板使烟气中的大颗粒及部分细颗粒粉尘得到脱除，经过除尘后，烟气中的含尘量大大下降，减轻了催化剂层的堵塞、磨损，减少了脱硝催化剂的更换次数，同时粉尘挡板和多层平行板还起到扰流作用，烟气经过后混合更加均匀，有利于下一步与氨气的混合；设置的气体喷头一方面通过锤形散流块增大了氨气的扩散面积，有利于氨气与烟气的混合；另一方面锤形散流块能够遮挡粉尘落入喷口，有效地解决了喷氨嘴的堵塞问题，设置的弧形导流元件，使烟气与氨气混合后均匀地流向整流元件，保证了在整流元件烟气进口处，同一界面烟气与氨气混合均匀、浓度相同。在导流元件后设置整流元件，一方面促进了氨气与烟气的混合，另一方面控制了进入催化剂层混合气体的流速。本实用新型结构简单实用，降低了设备投资及运行费用。

附图说明

图1本实用新型的结构示意图；

图2粉尘挡板的另一结构示意图；

图3图2中进烟孔的侧视图；

图4烟气混合装置示意图；

图5图4的俯视图；

图6气体喷头的结构示意图；

图7图6中喷嘴的结构示意图；

附图中标号说明：1-反应腔、2-烟气进管、201-开口、202-粉尘挡板、203-多层平行板、204-进烟孔、205-烟孔挡板、3-烟气出管、4-粉尘收集箱、5-整流板、6-催化剂层、7-气体喷头、701-外管框、702-支管杆、703-喷嘴、704-固定框、705-喷口、706-固定杆、707-锤形散流块、8-烟气混合装置、801-烟气混合件、802-固定架、803-支撑平台、804-叶片、9-导流件。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的电厂的烟气处理装置，包括作为烟气与化合物混合反应的反应腔1，在反应腔1内由上至下依次间隔设置有整流板5和多层催化剂层6，分别与反应腔1顶部和底部连接的烟气进管2和烟气出管3，所述烟气进管2的开口方向与反应腔1平行且开口的下方设置有粉尘收集箱4，与粉尘收集箱4开口相对的烟气进管2内壁上设置有垂直于粉尘收集箱4开口的粉尘挡板202，在粉尘挡板202位于反应腔1一侧设置有可调角度的多层平行板203。

工作时：含有氮氧化物NOx的烟气经烟气进管2开口进入，进入的烟气与粉尘挡板202接触，其中较重的粉尘落入粉尘挡板202下方的粉尘收集箱4内，绕过粉尘挡板202的烟气再穿过多层平行板203，烟气在冲力减小的情况下，内部的粉尘会进一步被多层平行板203所截下而落入粉尘收集箱4。采用垂直设置的粉尘挡板能够减小阻挡烟气，使烟气中的粉尘在重力和惯性作用下脱离烟气控制，多层平行板可以根据烟气进管的直径及烟气处理量设置层数，为方便粉尘的收集，本实用新型的多层平行板203的倾斜方向与粉尘收集箱4开口对应，多层平行板203与粉尘挡板202之间的夹角在45～60℃之间。粉尘挡板202的截面积根据烟气流量的大小设定，以不影响烟气正常流通为准。经过除尘后的烟气与气体喷头7喷出的氨气进行混合后进入反应腔1，经整流板5整流后生成混合均匀、流速平缓的气流，然后进入催化剂层6，催化剂层6采用“2+1”布置方式，较好的适应了烟气量变化，有利于机组的持续运行，最终混合烟气在多层催化剂层6中还原成N₂和H₂0，完成脱硝。

如图2、3所示，为提高粉尘的阻挡效果又不影响烟气流通，本实用新型在粉尘挡板202上设置有多个规则排列的进烟孔204，在进烟孔204的顶部设置有向反应腔1方向倾斜的烟孔挡板205。烟气进入烟气进管2时，部分烟气被粉尘挡板202阻挡，部分烟气进入进烟孔204然后被烟孔挡板205阻挡，其中粉尘挡板202和烟孔挡板205将部分烟气中的粉尘挡下，而烟气则会有部分由进烟孔204通过，通过此方案能够在不减少粉尘挡板截面积的情况下，提高烟气的通过量而且不影响粉尘的收集。经过除尘后，烟气中的含尘量大大下降，减轻了催化剂层的堵塞、磨损，减少了脱硝催化剂的更换次数。脱除的粉尘进入粉尘收集箱，根据粉尘收集箱的中积聚的粉尘量，通过控制粉尘收集箱底部开关，进行粉尘清除，此外粉尘挡板和多层平行板还起到扰流作用，使通过后的烟气混合更加均匀，有利于下一步与氨气的混合。为避免粉尘沉积，本实用新型在粉尘收集箱4上设置振打装置，利用重量感应器控制振打除灰装置的工作开关。当重量感应器在预定值时激发工作开关，振打装置的震动电机带动循环拍打板对粉尘收集箱的侧壁进行拍打，同时震动电机也会对粉尘收集箱进行震动冲击，使得堆积在粉尘收集箱侧壁上的粉尘全部由粉尘收集箱的底部排出。为提高排灰效果，可以将粉尘收集箱整体设置成一个倒置的梯形结构。

如图6、7所示，为了使进入烟气进管2内的烟气便于和反应物混合，本实用新型的烟气进管2靠近反应腔1处设置有喷出反应气体的气体喷头7，所述气体喷头7包括与烟气进管2内壁固定的外管框701，在外管框701内部对称设置有在圆心处相交且安装了喷嘴703的支管杆702，所述喷嘴703间隔设置在支管杆702上，喷嘴703的喷口方向与烟气的流动方向相同，在喷嘴703的轴心线上设置有固定杆706，在固定杆706的顶端固定有两端小中间大的锤形散流块707。由于现有技术中的喷氨装置的喷口都是直接将氨气喷出，这样喷出的氨气成束状，不利于和烟气混合，从而降低了后继的反应效果，因此本方案将氨气注入到空心的外管框内，外管框再通过支管杆将氨气由喷嘴喷出，其中外管框既是氨气的通道也同时作为与烟气进管的固定装置，喷嘴的喷口设置锤形散流块来将喷出的氨气分流，相当于增大了氨气的喷出直径，锤形散流块与喷口相对的底面为平面，中间的直径大于或等于喷口的直径，这样即可以充分分流又可以防止粉尘落入喷口，利用固定在喷口内的固定杆来支撑锤形散流块，方便调节锤形散流块与喷口之间的距离，以达到最好的分流效果。整个外管框与烟气进管的截面积相同，根据具体截面积的大小设置相应对称数量的支管杆702，根据氨气的设计量和烟气的流量设置相应数量的喷嘴703，将各喷嘴均匀分布在各个支管杆上，以保证喷出的氨气能够布满整个截面。为了防止一层气体喷头的喷氨效果不足，还可以采用两层或多层同样结构的气体喷头，但各层上的喷嘴703位置要相互错开以达到更好的分流效果。同时为提高支管杆的稳定性，在外管框内设置有固定支管杆的固定框。

如图4、5所示，为了提高进入烟气进管2内的烟气均匀度以方便与反应物混合，本实用新型在烟气进管2内的多层平行板203与气体喷头7之间设置有烟气混合装置8，所述烟气混合装置8包括多个烟气混合件801和固定框802，每个烟气混合件801分别包括支撑平台803，设置在支撑平台803四周对称的四个叶片804，其中两个相对的叶片804相对支撑平台803向上倾斜，另两个相对的叶片804相对支撑平台803向下倾斜，倾斜后的叶片804另一端分别被固定架802固定。进入烟气进管内的烟气本身的浓度并不均匀，虽然经过粉尘挡板和多层平行板进行阻挡后提高了一些均匀度，但还是存在局部不均的现象，这样会在后面的氨气混合时效果不理想，因此本实用新型利用叶片对烟气进行进一步阻挡，同时使烟气沿设定好的叶片空隙经过，在分散烟气的同时又将烟气进一步混合，达到使烟气内部浓度一致的目的。为不影响烟气的流通，可将上下错开的两组叶片之间夹角设置成90度。烟气在遇到烟气混合装置时，与下方的叶片发生碰撞而使烟气流动变化，以绕过下方的叶片而向上方的叶片流动，从而能够使烟气在回旋的同时，从烟气混合装置的下侧朝向上侧流动。具体的烟气混合件可以采用一个矩形的铁皮，利用对角线剖开的方式从四个角向中间剪开，保留适当大小的支撑平台即可，然后将相对的两个叶片分别向上和向下折，最后再将各叶片的外端固定到固定框上即可，具体烟气混合装置的数量可以根据烟气进管的直径及烟气流量的大小确定，各烟气混合装置可以采用直线方式固定在一起，也可以采用圆形的平面相互固定方式。

由于烟气进管一般的直径都比反应腔直径小，因此为了使由烟气进管进入反应腔的烟气能够同时由反应腔顶部进入，本实用新型在反应腔的顶部设置有将烟气进管的混合气体进行分流的导流件9，所述导流件9由弧形且相互间隔的弧形板或栅格板构成。导流件9不但能够分散混合后的烟气，而且能够进一步加强烟气与氨气的混合度。采用弧形板时，各弧形板等间距设置且各弧形板的圆心设置在同一平面上，按照等差数列平均分布保证同一界面处的烟气与氨气混合比较均匀。采用栅格方式能够进一步细化进入的混合气体。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims

1.一种电厂的烟气处理装置，包括作为烟气与化合物混合反应的反应腔（1），在反应腔内由上至下依次间隔设置有整流板（5）和多层催化剂层（6），分别与反应腔（1）顶部和底部连接的烟气进管（2）和烟气出管（3），所述烟气进管（2）靠近反应腔处设置有喷出反应气体的气体喷头（7），其特征在于，所述烟气进管（2）的开口方向与反应腔平行且开口的下方设置有粉尘收集箱（4），与粉尘收集箱（4）开口相对的烟气进管内壁上设置有垂直于粉尘收集箱开口的粉尘挡板（202），在粉尘挡板（202）位于反应腔一侧设置有可调角度的多层平行板（203）。

2.如权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于，所述粉尘挡板（202）上设置有多个规则排列的进烟孔（204），在进烟孔（204）的顶部设置有向反应腔方向倾斜的烟孔挡板（205）。

3.如权利要求2所述的烟气处理装置，其特征在于，所述多层平行板（203）的倾斜方向与粉尘收集箱（4）开口对应，多层平行板（203）与粉尘挡板（202）之间的夹角在45～60℃之间。

4.如权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于，所述气体喷头（7）包括与烟气进管内壁固定的外管框（701），在外管框（701）内部对称设置有在圆心处相交且安装了喷嘴（703）的支管杆（702），所述喷嘴（703）间隔设置在支管杆上，喷嘴（703）的喷口方向与烟气的流动方向相同，在喷嘴（703）的轴心线上设置有固定杆（706），在固定杆（706）的顶端固定有两端小中间大的锤形散流块（707）。

5.如权利要求4所述的烟气处理装置，其特征在于，所述气体喷头（40采用双层间隔设置，各层上的喷嘴（703）位置相互错开。

6.如权利要求5所述的烟气处理装置，其特征在于，在外管框（701）内设置有固定支管杆（702）的固定框（704）。

7.如权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于，在烟气进管（2）内的多层平行板（203）与气体喷头（7）之间设置有烟气混合装置（8），所述烟气混合装置（8）包括多个烟气混合件（801）和固定架（802），每个烟气混合件（801）分别包括支撑平台（803），设置在支撑平台（803）四周对称的四个叶片（804），其中两个相对的叶片（804）相对支撑平台（803）向上倾斜，另两个相对的叶片（804）相对支撑平台（803）向下倾斜，倾斜后的叶片（804）另一端分别被固定架（802）固定。

8.如权利要求7所述的烟气处理装置，其特征在于，在反应腔（1）的顶部设置有将烟气进管（2）的混合气体进行分流的导流件（9），所述导流件（9）由弧形且相互间隔的弧形板或栅格板构成。