CN203648390U

CN203648390U - 一种脱硝催化剂水平吹灰装置

Info

Publication number: CN203648390U
Application number: CN201320863823.8U
Authority: CN
Inventors: 曹东; 刘宁; 云端
Original assignee: DATANG TECHNOLOGY INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: Datang Technology Industry Group Co ltd; Datang Environment Industry Group Co Ltd
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2023-12-25

Abstract

一种脱硝催化剂水平吹灰装置，其中包括若干根支管，支管平行于反应器内壁和催化剂模块，均布安装于催化剂模块上方，支管的长度不小于催化剂模块沿支管方向上的长度，所述支管的至少一个端部为进气口，所述支管的至少一个侧面间隔设有气孔，气孔所在平面与催化剂模块垂直。本实用新型脱硝催化剂水平吹灰装置机械故障少；不需设置专用的蒸汽吹灰器操作平台，占用空间小；工艺方案布置简单，体积小，重量轻，结构紧凑，运行可靠，操作简单，使用方便；吹灰面积大，使用范围广，吹灰效果好，对催化剂损害小；节省投资成本和维修成本。

Description

一种脱硝催化剂水平吹灰装置

技术领域

本实用新型属于烟气处理装置领域，尤其是涉及一种脱硝催化剂水平吹灰装置。

背景技术

氮氧化物是造成大气污染的主要来源之一。通常所说的氮氧化物NO_x有多种不同形式：N₂O、NO、NO₂、N₂O₃、N₂O₄和N₂O₅，其中NO和NO₂是主要的大气污染物。我国氮氧化物的排放量中70%来自于煤的直接燃烧，电力工业是我国主要的燃煤大户，对火电厂NO_x排放的控制已经成为环境控制的必然趋势。烟气脱硝是目前发达国家普遍采用的减少NO_x排放的方法，具有很高的脱硝效率。

目前，选择性催化还原（SCR，Selective Catalytic Reduction）脱硝技术是脱硝效率最高、最具市场前景的脱硝技术，已成为国际上高效控制NO_x排放的首选。随着我国对氮氧化物排放控制标准的提高，SCR技术在我国电站中的应用也将越来越广泛。在SCR脱硝工艺中，氮氧化物在催化剂作用下被氨还原为无害的氮气和水。反应器是SCR系统的核心部件，是提供烟气中NO_x与NH₃在催化剂表面上生成N₂和H₂O的场所，通常包括放置在合适的支撑架上的两个或多个独立的催化剂模块，其主要功能是承载催化剂，为脱硝反应提供空间，同时保证烟气流动的顺畅与气流分布的均匀，为脱硝反应的顺利进行创造条件。

由于SCR在高粉尘的环境中运行，燃烧产生的灰粒随烟气漂浮至催化剂表面，细小的灰粒在层流状态下聚集与SCR反应器的上游部位，凝聚并最终掉落在催化剂表面，形成搭桥、堵塞。灰粒在催化剂表面的堆积，会导致催化剂中毒，减少催化剂活性表面积，致使催化剂活性严重损失。根据烟气中的含尘量，为防止粉尘沉积，在每层催化剂上安装有吹灰器，每天进行一次或两次吹扫以保持催化剂干净。常用的吹灰装置有声波吹灰器、蒸汽吹灰器和压缩空气吹灰。

工程实践证明声波吹灰器吹灰强度不高，对于已结渣和粘性强的积灰作用不大，不适合中小孔径催化剂的吹灰，且使用效果不稳定。蒸汽吹灰器增加了烟气湿度，加速催化剂失活，磨损催化剂的表面，甚至发生腐蚀和堵塞的危险，影响催化剂使用寿命。并且蒸汽吹灰一般采用耙式吹灰，耙式吹灰因其结构在反应器内需要来回移动，从而造成反应器外需要设置较大的蒸汽吹灰检修平台，一般约需4米宽，进而造成SCR钢结构支架用钢量较大，且工艺布置不方便，再加上耙式吹灰器自身价格不菲，目前的蒸汽吹灰方式不但直接和间接费用较高而且工艺布置受制约较大。

CN202893190U公开了一种新型高效SCR脱硝催化剂吹灰装置，其中：在SCR反应器内的每层催化剂层的上方位置设有一对导轨，每对导轨上设有一组移动耙，每个移动耙上设有若干个喷嘴，一组移动耙同时与仪用气管道连通，仪用气管道与一个稳压空气罐连通，仪用气管道上还设有一个控制阀控制仪用气管道与稳压空气罐连通。该吹灰装置使用仪用压缩空气吹灰，吹灰能量大，对结渣性强和较粘的灰有明显效果；吹灰用仪用压缩空气利用SCR脱硝后烟气预热，降低能耗；用移动耙式结构和特殊的清洁催化剂的喷嘴，通过压缩空气管路在催化剂上层的来回移动，达到清除灰尘的目的。该吹灰装置采用竖向气流吹灰，对催化剂表面磨损非常厉害，会导致催化剂的使用寿命缩短，维护成本变高。同时该装置与蒸汽耙式吹灰相同，同样也需要设置较大的吹灰检修平台，设备投资成本和维修成本都比较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种设备投资成本小、清灰效果好、对催化剂危害小的脱硝催化剂水平吹灰装置。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案是：

一种脱硝催化剂水平吹灰装置，包括若干根支管，支管平行于反应器内壁和催化剂模块，均布安装于催化剂模块上方，支管的长度不小于催化剂模块沿支管方向上的长度，所述支管的至少一个端部为进气口，所述支管的至少一个侧面间隔设有气孔，气孔所在平面与催化剂模块垂直。

本实用新型采用水平吹灰的方式，仪用气从进气口进入支管，从支管侧面的气孔吹出，将催化剂模块表面沉积的灰分吹起，吹起的灰分与反应器内竖向向下的烟气混合，混合后的灰分和烟气保持竖直向下通过催化剂模块。因脱硝催化剂水平吹灰装置主要固定设置在反应器内，无需在反应器外部设置较大检修平台。本实用新型脱硝催化剂水平吹灰装置直接投资及间接投资小，且因外部平台较小，工艺布置简单，受空间制约较小，本实用新型因采用水平吹灰，其仪用气气源对催化剂损伤较小。

所述脱硝催化剂水平吹灰装置还包括母管，母管垂直于支管设置于反应器内部边侧，母管与支管进气口相连并与支管相连通，母管的至少一个端部与气源相连接。

优选的，本实用新型脱硝催化剂水平吹灰装置包括两根母管，分别安装于反应器内部相对的两个边侧，若干根支管垂直于母管、平行均布安装于两个母管之间，所述支管的两个端部均与母管相连通。

支管包括两根边缘支管和若干根中间支管，两根边缘支管分别设置于催化剂模块与反应器侧壁之间间隙的正上方，中间支管设置于催化剂模块单体之间间隙正上方，边缘支管朝向反应器内部的一侧侧面间隔设有气孔，中间支管两侧侧面都间隔设有气孔。

边缘支管和中间支管的设置可以将催化剂模块表面全面覆盖，清灰无死角、无积灰残留，吹灰效果好。

气孔为扁长形气孔。

扁长形气孔能够增加气体压力，提高脱硝催化剂水平吹灰装置的吹灰强度。并且气孔的扁长形设置可以使吹出的仪用气充分覆盖催化剂模块的表面。

两个相邻支管相对的侧面上均间隔设有气孔，相邻的两个支管相对的两个侧面上的气孔相互岔开设置。

相邻的两根支管气孔间的相互岔开设置可以避免仪用气通过相邻的两个支管的气孔向相反方向吹出，影响灰分与烟气的混合，且岔开设置还能使吹出的气体在催化剂表面形成均匀气流的效果。

支管为矩形钢管。

支管侧面均布设有两行气孔，分别为上部气孔和下部气孔。

上下气孔的设置更有利于灰分与烟气的混合，下部气孔吹出的仪用气将催化剂模块表面沉积的灰分吹起，上部气孔吹出的仪用气将吹起后的灰分与竖直向下运动的烟气充分混合。

上部气孔的上方和下部气孔的下方分别设有导流板，导流板为内凹的弧状板，长度与气孔长度相同，上部气孔导流板向上倾斜设置，下部气孔导流板向下倾斜设置。

导流板对气孔吹出的仪用气进行导流，使混合后的灰分和烟气保持竖直向下通过催化剂模块。

支管顶部设有顶部气孔。

顶部气孔的设置可以防止支管顶部积灰。

一600MW机组的“2+1”反应器，反应器长宽尺寸分别为16m和12m，共需2个反应器，如果采用现有的竖向吹灰系统，需要耙式吹灰器6×3=18台，设备直接投资约需90万，外部检修平台约需300平米，外加相应钢结构支架间接投资约需100万。如果采用本实用新型的脱硝催化剂水平吹灰装置，设备投资仅约需15万，相应钢结构及基础间接投资约需10万，经济效益明显。

本实用新型脱硝催化剂水平吹灰装置可根据催化剂模块表面灰分沉积的情况采用连续吹灰和间断吹灰。采用压缩空气水平吹灰具有以下优点：1、不存在传统蒸汽吹灰器所存在的机械故障；2、不需设置专用的蒸汽吹灰器操作平台，占用空间小；3、工艺方案布置简单，体积小，重量轻，结构紧凑，运行可靠，操作简单，使用方便；4、吹灰面积大，使用范围广，吹灰效果好，对催化剂损害小；5、节省投资成本和维修成本。

附图说明

图1是本实用新型脱硝催化剂水平吹灰装置结构示意图

图2是中间支管横截面结构示意图

图3是中间支管纵截面结构示意图

图中：

1、母管 2、支管 3、气源 4、气孔

5、催化剂模块 6、反应器壳体 7、顶部气孔 21、边缘支管

22、中间支管 41、上部气孔 42、下部气孔 43、导流板

具体实施方式

本实用新型脱硝催化剂水平吹灰装置安装于反应器内催化剂模块5上方，与催化剂模块5平行，并将催化剂模块5全部覆盖。脱硝催化剂水平吹灰装置包括母管1和若干根支管2。母管1可以为两根也可以为一根。母管1的两端位于反应器外部，与高压仪用气气源3相连。

脱硝催化剂水平吹灰装置设有一根母管1时，母管1与反应器壳体6内壁及催化剂模块5平行，沿着反应器壳体6内壁设置于反应器内部的一侧，数根支管2垂直于母管1且与母管1等间距连接，支管2与催化剂模块5平行，支管2的一端与母管1相连通，支管的另一端连接盲法兰。

脱硝催化剂水平吹灰装置设有两根母管1时，如图1所示，两根母管1与反应器壳体6内壁和催化剂模块5平行，分别沿着反应器壳体6内壁设置于反应器内部两侧，数根支管2垂直于母管1且与两根母管1等间距相连，支管2与母管1相连通。

支管2的侧面等间距设有气孔4，气孔4所在平面与催化剂模块5垂直，以保证高压仪用气从支管2侧面的气孔4内水平吹出，防止高压仪用气直接对催化剂模块5吹扫造成损伤。位于母管1两端的支管2为边缘支管21，设置于催化剂模块5与反应器壳体6内壁之间间隙的正上方，其他支管2为中间支管22，设置于催化剂模块单体之间间隙正上方，这样可以保证吹出的仪用气覆盖整个催化剂模块5表面，吹灰面积大，无死角。相邻的两根支管2相对的两个侧面上的气孔4相互岔开设置，这样可以防止相邻的两根支管2的气孔4向相反的方向对吹，影响吹灰效果。

如图2所示，支管2为矩形钢管。支管2侧面均布设有种气孔4，分别为上部气孔41和下部气孔42。如图3所示，气孔4为扁长形气孔，优选为长方形。上部气孔41和下部气孔42都为长方形气孔。上部气孔41的上方和下部气孔42的下方分别设有导流板43，导流板43为内凹的弧状板，导流板43的长度与气孔4长度相同，上部气孔41的导流板43向上倾斜设置，下部气孔42的导流板43向下倾斜设置。导流板43对吹出的仪用气具有很好的导流作用，使烟气在催化剂模块上方形成回流，提高灰分与烟气的混合效果。支管2顶部还设有顶部气孔7，可以防止烟尘落在支管2上。

本实例的工作过程：从气源处引出的仪用气至缓冲气罐，再通过母管1进入支管2中，从支管2的顶部气孔7垂直向上吹出，并从上部气孔41和下部气孔42水平吹出。仪用气从上部气孔41和下部气孔42水平吹出后将催化剂模块5表面的灰尘吹起，并与竖直向下的烟气混合，烟气与灰尘混合后保持竖直向下通过催化剂模块5。

本实用新型脱硝催化剂水平吹灰装置可根据催化剂模块表面灰分沉积的情况采用连续吹灰和间断吹灰。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims

1.一种脱硝催化剂水平吹灰装置，其特征在于：包括若干根支管，支管平行于反应器内壁和催化剂模块，均布安装于催化剂模块上方，支管的长度不小于催化剂模块沿支管方向上的长度，所述支管的至少一个端部为进气口，所述支管的至少一个侧面间隔设有气孔，气孔所在平面与催化剂模块垂直。

2.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂水平吹灰装置，其特征在于：所述脱硝催化剂水平吹灰装置还包括母管，母管垂直于支管设置于反应器内部边侧，母管与支管进气口相连并与支管相连通，母管的至少一个端部与气源相连接。

3.根据权利要求2所述的一种脱硝催化剂水平吹灰装置，其特征在于：脱硝催化剂水平吹灰装置包括两根母管，分别安装于反应器内部相对的两个边侧，若干根支管垂直于母管、平行均布安装于两个母管之间，所述支管的两个端部均与母管相连通。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种脱硝催化剂水平吹灰装置，其特征在于：所述支管包括两根边缘支管和若干根中间支管，两个边缘支管分别设置于催化剂模块与反应器侧壁之间间隙的正上方，中间支管设置于催化剂模块单体之间间隙正上方，边缘支管朝向反应器内部的一侧侧面间隔设有气孔，中间支管两侧侧面都间隔设有气孔。

5.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂水平吹灰装置，其特征在于：所述气孔为扁长形气孔。

6.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂水平吹灰装置，其特征在于：两根相邻支管相对的侧面上均间隔设有气孔，相邻的两个支管相对的两个侧面上的气孔相互岔开设置。

7.根据权利要求4所述的一种脱硝催化剂水平吹灰装置，其特征在于：所述支管为矩形钢管。

8.根据权利要求7所述的一种脱硝催化剂水平吹灰装置，所述支管侧面设有两行气孔，分别为上部气孔和下部气孔。

9.根据权利要求8所述的一种脱硝催化剂水平吹灰装置，其特征在于：所述上部气孔的上方和下部气孔的下方分别设有导流板，导流板为内凹的弧状板，导流板的长度与气孔长度相同，上部气孔导流板向上倾斜设置，下部气孔导流板向下倾斜设置。

10.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂水平吹灰装置，其特征在于：所述支管顶部设有顶部气孔。