CN203316008U - 一种用于隧道空气污染物治理的选择性催化还原脱硝装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于隧道空气污染物治理的选择性催化还原脱硝装置。由于隧道空气污染物中含量NOx低，风量大，直接采用SCR脱硝，则脱硝装置规模庞大，工程投资费用高，经济性非常差。本实用新型包括氮氧化物吸附系统、氮氧化物脱附系统、进口烟道、出口烟道、空气/氨气混合系统、氨喷射系统以及位于进口烟道与出口烟道之间的顶部烟道和反应器，其特征在于，所述的氮氧化物吸附系统包括将隧道空气污染物中低浓度NOx吸附浓缩的吸附装置和将隧道空气引入吸附装置内的引风机；所述的氮氧化物脱附系统包括鼓风机、空气预热器及燃烧器。本实用新型利用选择性催化还原脱硝技术对隧道空气污染物中NOx进行脱除，减少了隧道空气污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及隧道空气污染物治理领域，具体地说是一种用于隧道空气污染物治理的选择性催化还原脱硝装置。
背景技术
隧道为半封闭结构，通风条件差，其空气污染物主要由粉尘、一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和氮氧化合物（NOx），其中氮氧化物（NOx）造成的污染最为严重。国内外对隧道空气污染物净化主要采用在隧道出口处建高空风塔进行大风量高空排风换气来提高隧道内的空气质量。国外有些隧道为了控制风塔周围的环境污染，在排风口通过除尘装置在空气排放前进行除尘处理，降低颗粒物对周边环境的影响。对于较长的隧道，则在隧道内部添加侧线隧道，通过侧线隧道内加装除尘装置降低颗粒物含量，提高隧道内空气质量。国外有些隧道还采用了脱硝装置来降低隧道空气中的NOx的含量。国内隧道全部采用的是高空排风换气的方式来提高隧道内的空气质量，对污染物未经净化。
国外用于隧道空气污染物中NOx净化的技术比较复杂，并且技术还未完全成熟，仅局限于脱除NOx中的NO2，而对其它NOx的有效消减研究甚少。日本的Central Circular Shinjyuka Tunnel(10km)和挪威Laerdal Tunnel(24.5km)采用了脱硝装置来降低NOx的排放，西班牙在M30马德里环型道路隧道中安装两个二氧化氮转化器。国外主要是采用吸附/吸收法，如日本的隧道采用松下电器脱NO2技术，这种技术将氢氧化钾负载于活性碳或石膏上，利用其与NO2和NO进行化学反应，从而达到脱硝的目的。我国目前没有将脱硝装置应用于消除隧道空气污染物中NOx的实例。
选择性催化还原（SCR）脱硝技术由于其脱硝效率高达80～90%，技术成熟可靠，运行稳定而广泛地应用于电厂燃煤锅炉烟气脱硝。由于隧道空气污染物中含量NOx低，风量大，直接采用SCR脱硝，则脱硝装置规模庞大，工程投资费用高，经济性非常差。让技术成熟可靠的选择性催化还原（SCR）脱硝技术应用于隧道空气污染物中NOx脱除是当前急需解决的技术难题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种，其采用成熟可靠的选择性催化还原脱硝技术用于隧道空气污染物治理，有效减少隧道空气污染，降低工程投资费用，减小脱硝装置规模，提高系统热效率。
为此，本实用新型采用如下的技术方案：一种用于隧道空气污染物治理的选择性催化还原脱硝装置，包括氮氧化物吸附系统、氮氧化物脱附系统、进口烟道、出口烟道、空气/氨气混合系统、氨喷射系统以及位于进口烟道与出口烟道之间的顶部烟道和反应器，其特征在于，所述的氮氧化物吸附系统包括将隧道空气污染物中低浓度NOx吸附浓缩的吸附装置和将隧道空气引入吸附装置内的引风机，吸附装置的一侧面与进口烟道连接，吸附装置的另一侧面与引风机连接；
所述的氮氧化物脱附系统包括鼓风机、空气预热器及燃烧器，所述的燃烧器设在吸附装置的下方，燃烧器上开有一燃料气接入口，出口烟道的出口与空气预热器的一进口连通，鼓风机与空气预热器的另一进口连通，吸附装置的上出口和空气预热器的一出口与一烟囱连接，空气预热器的另一出口与燃烧器连通；
所述的空气/氨气混合系统包括稀释风机和空气/氨气混合器，稀释风机供风给空气/氨气混合器，一氨供应系统提供氨气给空气/氨气混合器；
所述的氨喷射系统包括氨喷射格栅和静态混合器，氨喷射格栅和静态混合器位于进口烟道内，来自空气/氨气混合系统的空气和氨气混合物通过氨喷射格栅喷入进口烟道内，与烟气经静态混合器均匀混合后进入顶部烟道，顶部烟道内设有导流分布装置，使烟气均匀平稳地通过反应器催化剂层，最后经出口烟道排出烟气。
空气预热器利用出口烟道内的高温热烟气对进入燃烧器前的空气进行预热，以减少燃料的耗量。所述的氮氧化物吸附系统作用是将隧道空气污染物中低浓度的NOx吸附浓缩，以减小脱硝装置规模，降低工程造价。所述的氮氧化物脱附系统作用是将在吸附剂上吸附浓缩的氮氧化物赶出，然后使其进入反应器内，这一过程中，采用燃烧后的热烟气作为脱附介质，热烟气或空气温度控制在催化剂最佳活性温度范围内。脱附的过程也是吸附剂再生的过程，即氮氧化物被赶出以后，吸附剂又可以重新吸附浓缩隧道空气中的NOx。热烟气由燃烧器提供，燃料采用气体燃料。
本实用新型采用吸附装置首先将NOx吸附浓缩，当达到饱和后，采用热烟气或热空气脱附的方法将NOx从吸附装置上脱附下来，同时再生吸附剂；然后用选择性催化还原的方式将NOx转化为N2排放，达到脱硝的目的。
进一步，所述的空气预热器由一蒸汽吹灰器进行定期吹灰，以防止灰尘在空气预热器内部聚积。
进一步，所述的反应器催化剂层的外侧设有蒸汽吹灰器或声波吹灰器，避免催化剂堵塞，延长催化剂使用寿命。
进一步，所述的燃烧器由一助燃风机提供助燃风，保证热烟气或空气温度控制在催化剂最佳活性温度范围内。
本实用新型的有益效果：利用技术成熟可靠的选择性催化还原脱硝技术对隧道空气污染物中NOx进行脱除，减少了隧道空气污染，保护环境；同时，采用吸附装置对隧道空气污染物中的NOx进行浓缩，大大地降低脱硝装置规模，节约工程投资费用。另外，通过空气预热器，充分利用脱硝后烟气热量对燃烧器前空气进行预热，大大提高了系统热效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
其中：1.引风机，2.吸附模块，3.进口烟道，4.氨喷射格栅，5.混合器，6.稀释风机，7.顶部烟道，8.催化剂层，9.吹灰器，10.反应器，11.出口烟道，12.空气预热器，13.蒸汽吹灰器，14.鼓风机，15.燃烧器，16.助燃风机，17.烟囱，18.静态混合器，19.燃料气接入口，20.导流分布装置。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
如图1所示的用于隧道空气污染物治理的选择性催化还原脱硝装置，其主要由氮氧化物吸附系统、氮氧化物脱附系统、进口烟道3、出口烟道11、空气/氨气混合系统、氨喷射系统以及位于进口烟道与出口烟道之间的顶部烟道7和反应器10组成。所述的氮氧化物吸附系统由将隧道空气污染物中低浓度NOx吸附浓缩的吸附装置2和将隧道空气引入吸附装置内的引风机1组成。吸附装置2的一侧面与进口烟道3连接，另一侧面与引风机1连接。所述的氮氧化物脱附系统由鼓风机14、空气预热器12及燃烧器15组成，所述的燃烧器15设在吸附装置2的下方，燃烧器15上开有燃料气接入口19，出口烟道11的出口与空气预热器12的一进口连通，鼓风机14与空气预热器12的另一进口连通，吸附装置2的上出口和空气预热器12的一出口与烟囱17连接，空气预热器12的另一出口与燃烧器15连通。空气预热器12由蒸汽吹灰器13进行定期吹灰，燃烧器15由助燃风机16提供助燃风。所述的催化剂层8的外侧设有蒸汽吹灰器或声波吹灰器。所述的空气/氨气混合系统由稀释风机6和空气/氨气混合器5组成，稀释风机6供风给空气/氨气混合器5，氨供应系统提供氨气给空气/氨气混合器5。
所述的氨喷射系统由氨喷射格栅4和静态混合器18组成，氨喷射格栅4和静态混合器18位于进口烟道内，来自空气/氨气混合系统的空气和氨气混合物通过氨喷射格栅4喷入进口烟道3内，与烟气经静态混合器均匀混合后进入顶部烟道7，顶部烟道7内设有导流分布装置20，使烟气均匀平稳地通过反应器催化剂层8，最后经出口烟道11排出烟气。
本实用新型的工作过程如下：隧道空气经除尘后由引风机1引至吸附装置2内，隧道空气中的NOx被吸附装置2吸收浓缩后，干净的空气通过烟囱17排放。空气经鼓风机14吹入空气预热器12与出口烟道11内高温热烟气进行换热后，进入燃烧器15进一步加热至催化剂最佳活性温度，然后进入吸附装置2内，把吸附浓缩的NOx脱附下来，同时对吸附剂进行再生。脱附后的NOx随热烟气依次通过进口烟道3、氨喷射格栅4和顶部烟道7进入反应器催化剂层8中，空气-氨气混合气体通过氨喷射格栅4进入烟道中，经过氨喷射格栅4内的静态混合器和烟气混合后，由顶部烟道7内的导流分布装置20分配进入催化剂层8，在合适温度和催化剂的作用下，烟气中的NOx与NH3发生还原反应，变成N2和H2O，实现脱除烟气中氮氧化物的目的，然后经出口烟道11进入空气预热器12与经鼓风机14吹入的空气换热，换热后经烟囱17排入大气。利用蒸汽吹灰器13对空气预热器定期吹灰，以防止灰尘在空气预热器内部聚积。为了防止灰尘在催化剂表面聚积，利用吹灰器9进行定期吹灰，防止催化剂堵塞，延长催化剂使用寿命。
Claims (4)
1.一种用于隧道空气污染物治理的选择性催化还原脱硝装置，包括氮氧化物吸附系统、氮氧化物脱附系统、进口烟道(3)、出口烟道(11)、空气/氨气混合系统、氨喷射系统以及位于进口烟道与出口烟道之间的顶部烟道(7)和反应器(10)，其特征在于，所述的氮氧化物吸附系统包括将隧道空气污染物中低浓度NOx吸附浓缩的吸附装置(2)和将隧道空气引入吸附装置内的引风机(1)，吸附装置(2)的一侧面与进口烟道(3)连接，吸附装置(2)的另一侧面与引风机(1)连接；
所述的氮氧化物脱附系统包括鼓风机(14)、空气预热器(12)及燃烧器(15)，所述的燃烧器(15)设在吸附装置(2)的下方，燃烧器(15)上开有一燃料气接入口(19)，出口烟道(11)的出口与空气预热器(12)的一进口连通，鼓风机(14)与空气预热器(12)的另一进口连通，吸附装置(2)的上出口和空气预热器(12)的一出口与一烟囱(17)连接，空气预热器(12)的另一出口与燃烧器(15)连通；
所述的空气/氨气混合系统包括稀释风机(6)和空气/氨气混合器(5)，稀释风机(6)供风给空气/氨气混合器(5)，一氨供应系统提供氨气给空气/氨气混合器(5)；
所述的氨喷射系统包括氨喷射格栅(4)和静态混合器(18)，氨喷射格栅(4)和静态混合器(18)位于进口烟道内，来自空气/氨气混合系统的空气和氨气混合物通过氨喷射格栅(4)喷入进口烟道(3)内，与烟气经静态混合器均匀混合后进入顶部烟道(7)，顶部烟道(7)内设有导流分布装置(20)，使烟气均匀平稳地通过反应器催化剂层(8)，最后经出口烟道(11)排出烟气。
2.根据权利要求1所述的用于隧道空气污染物治理的选择性催化还原脱硝装置，其特征在于，所述的空气预热器(12)由一蒸汽吹灰器(13)进行定期吹灰。
3.根据权利要求1或2所述的用于隧道空气污染物治理的选择性催化还原脱硝装置，其特征在于，所述的反应器催化剂层(8)的外侧设有蒸汽吹灰器或声波吹灰器。
4.根据权利要求1或2所述的用于隧道空气污染物治理的选择性催化还原脱硝装置，其特征在于，所述的燃烧器(15)由一助燃风机(16)提供助燃风。
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