CN208660818U - 一种工业窑炉烟气的氨法调质除尘脱硝联合处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种工业窑炉烟气的氨法调质除尘脱硝联合处理系统。所述处理系统包括烟气调质反应器、高温电除尘器、SCR脱硝反应器和氨气输送系统，所述烟气调质反应器包括反应器筒体；所述烟气调质反应器的烟气出口通过第一烟气排放管与高温电除尘器的进口端连接，高温电除尘器的出口端通过第二烟气排放管道与SCR脱硝反应器进口端连接；所述氨气输送系统包括分别与烟气调质反应器的调质剂喷嘴连通的第一氨气输送管道和通向SCR脱硝反应器的第二氨气输送管道。本实用新型解决了工业窑炉高温电除尘器除尘效率低、故障率高、寿命短和烟气SCR脱硝催化剂易堵塞、寿命短的问题，不产生新的污染物，保证环境安全并降低了运行成本。
Description
技术领域
本实用新型属于工业窑炉烟气的处理系统，具体是一种可以解决工业窑炉高温电除尘器除尘效率低、故障率高和烟气SCR脱硝催化剂易堵塞问题的工业窑炉烟气的氨法调质除尘脱硝联合处理系统，该系统还可以解决余热锅炉腐蚀严重，粉尘易沉积，换热效率低，设备寿命短的问题。
背景技术
随着国民经济的发展，工业窑炉被广泛应用于水泥、玻璃、陶瓷等工业建筑领域。相比较于火力发电厂，工业窑炉尾部烟气温度高，一般多在250～400℃，氮氧化物和SO2含量高，粉尘浓度受窑炉燃料及窑炉运行工况影响，一般粉尘浓度均在2000mg/Nm3左右，粉尘粒径大小不一，少数粉尘颗粒粒径大，窑炉粉尘成分复杂，除含有燃料中粉尘以外，还夹带有大量生产过程中添加的原料。直接排放不仅造成能源浪费，烟气中还包含有氮氧化物、硫化物等染污物，会对环境造成污染。
为了回收烟气热量并进行烟气污染治理，目前工业窑炉尾部高温烟气多采用余热锅炉进行热量回收，同时设有脱硝脱硫和除尘设施。其中脱硝主要采用中高温SCR工艺，由于工业窑炉排出的烟气粉尘含量高、粉尘颗粒大、粘附性强，并且多带有碱性金属物质，易对SCR脱硝催化剂造成堵塞、进而造成催化剂中毒，影响脱硝效果，同时高粉尘烟气易在余热锅炉内部受热面上沉积，影响锅炉换热效果，并且易对受热面造成冲刷腐蚀。
发明内容
为了解决工业窑炉高温电除尘器除尘效率低、故障率高、寿命短，烟气 SCR脱硝催化剂易堵塞、寿命短，余热锅炉腐蚀严重、粉尘易沉积、换热效率低、设备寿命短等问题，本实用新型提出了一种工业窑炉烟气的氨法调质除尘脱硝联合处理系统，该处理系统包括烟气调质反应器、高温电除尘器和 SCR脱硝反应器，将烟气利用氨气调质剂进行调质处理后，进入高温烟气电除尘器，经过除尘后再进入SCR脱硝反应器，改变烟气中粉尘性质，减少了粉尘含量，降低了粉尘粘性，可以提高电除尘器和SCR脱硝反应器的工作效率以及寿命，并保证环境安全，降低运行成本。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：所述一种工业窑炉烟气的氨法调质除尘脱硝联合处理系统，其特征在于：所述处理系统包括烟气调质反应器、高温电除尘器、SCR脱硝反应器和氨气输送系统，所述烟气调质反应器包括反应器筒体，在反应器筒体上设有烟气进口、烟气出口和卸料口，在反应器筒体内设有调质剂喷嘴；所述烟气调质反应器的烟气出口通过第一烟气排放管与高温电除尘器的进口端连接，高温电除尘器的出口端通过第二烟气排放管道与SCR脱硝反应器进口端连接；所述氨气输送系统包括分别与烟气调质反应器的调质剂喷嘴连通的第一氨气输送管道和通向 SCR脱硝反应器的第二氨气输送管道。
本实用新型较优的技术方案：所述氨气输送系统还包括在每个氨气输送管道上设置的氨气空气混合器和氨气控制阀，且每根氨气输送管道上的氨气控制阀设置在氨气空气混合器前方，在每个氨气空气混合器上连接有与外界空气连通的抽风管道，并在抽风管道上安装有风机。
本实用新型较优的技术方案：在SCR脱硝反应器的烟气进口部位设有SCR脱硝喷氨格栅，所述通向SCR脱硝反应器的第二氨气输送管道与SCR 脱硝喷氨格栅的进气端连通；并在SCR脱硝反应器的底部设有排灰口和烟气排出口。
本实用新型较优的技术方案：所述烟气调质反应器的反应器筒体下部设有倒置锥形灰斗，所述卸料口设置在锥形灰斗的底部，所述烟气进口设置在反应器筒体上部侧面，并切向进入反应器筒体内，烟气出口设置在反应器筒体顶部，调质剂喷嘴设置在反应器筒体内高于烟气进口的位置，其并设置有多个喷嘴，其喷洒范围覆盖了反应器筒体的内腔截面，且调质剂喷嘴的进口端置于反应器筒体外侧，并与第一氨气输送管道连通。
本实用新型较优的技术方案：所述烟气调质反应器的反应器筒体为圆筒状，并在其下部外缘设置有多个支座。
本实用新型较优的技术方案：所述第一氨气输送管道和第二氨气输送管道的进气端通过同一根管道与氨气储存装置连通。
本实用新型通过的风机为普通鼓风机，用作送入空气与氨气混合，对氨气进行稀释作用，氨气空气混合器用作氨气与空气的充分均匀混合，达到系统要求的混合气，并在氨气输送管道上设置有氨气流量控制阀，先调节氨气流量，送入空气对氨气进行稀释并充分混合，最终制成系统所需的试剂。所述烟气调质反应器类似于旋风炉结构，入口周边切向布置，出口位于反应器顶部，保证烟气沿反应器炉膛切向进入，在内部形成旋转气流，从上部流出。氨气调质剂喷嘴布置于入口上方，沿反应器炉膛周边正向布置，保证烟气垂直于炉膛切面喷入，与烟气充分混合反应。所述氨气调质剂喷嘴可根据实际需要单层或多层布置，每层喷嘴数量布置4-8个，可适当增减。
所述烟气调质反应器入口与高温烟气管道连接，出口与高温电除尘器连接，用作烟气的调质处理，是对进入高温电除尘器的烟气进行的预处理。根据烟气量调节控制调质剂剂量，使进入烟气调质反应器中的烟气进行充分的调质反应，改变烟气粉尘性质，使粉尘中的小颗粒物更容易相互吸附形成大颗粒物。所述高温电除尘器为工业常用高温电除尘器，高温电除尘器对调质处理后的烟气具有较高的除尘效率，可大大降低烟气中颗粒物的含量；而且粉尘粘附性降低，不易在除尘器极板上板结，发生反电晕，造成电除尘器损坏，提高电除尘器设备的使用寿命。所述SCR脱硝喷氨格栅用作向电除尘处理后的烟气中喷射脱硝反应剂，有助于后续的脱硝处理；SCR脱硝反应器为工业常用脱硝处理设备，用作对烟气进行脱硝处理。SCR脱硝反应器出口可与余热锅炉连接，进行余热回收利用。
本实用新型采用SCR脱硝用还原剂氨气作为烟气粉尘的调质剂，可以使未参加调质处理反应的氨气继续参与后续SCR脱硝处理，系统不引入、不产生新的污染物；调质处理后的烟气粉尘性质改变，小颗粒粉尘容易相互吸附凝聚成大颗粒，进入高温烟气电除尘器，提高除尘器的除尘效率及使用寿命；除尘后的烟气减少了粉尘含量，降低了粉尘粘性，避免进入SCR脱硝反应器堵塞催化剂，进一步提高脱硝效率及反应器寿命。
本实用新型提供的处理系统，利用氨气调质剂处理烟气，改变烟气中粉尘性质，提高了电除尘器的除尘效率和使用寿命，同时避免了脱硝催化剂沾污堵塞中毒，解决了工业窑炉高温电除尘器除尘效率低、故障率高、寿命短和烟气SCR脱硝催化剂易堵塞、寿命短的问题，同时解决了余热锅炉腐蚀严重，粉尘易沉积，换热效率低，设备寿命短的问题，不产生新的污染物，保证环境安全并降低了运行成本。
附图说明
图1是本实用新型处理系统的流程简图；
图2是本实用新型的烟气调质反应器的结构的主视图；
图3是烟气调质反应器的俯视图。
图中：1—烟气调质反应器，2—高温电除尘器，3—SCR脱硝反应器，3-1 —SCR脱硝喷氨格栅，3-2—排灰口，3-3—烟气排出口，4—反应器筒体， 4-1—倒置锥形灰斗，4-2—支座，5—烟气进口，6—风机，7—烟气出口，8 —卸料口，9—调质剂喷嘴，10—第一氨气输送管道，11—第二氨气输送管道，12—氨气空气混合器，13—氨气控制阀，14—抽风管道。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示的一种工业窑炉烟气的氨法调质除尘脱硝联合处理系统，其特征在于：所述处理系统包括烟气调质反应器1、高温电除尘器2、SCR脱硝反应器3和氨气输送系统，所述高温电除尘器2为工业常用高温电除尘器，高温电除尘器对调质处理后的烟气具有较高的除尘效率，可大大降低烟气中颗粒物的含量；所述SCR脱硝反应器3为工业常用脱硝处理设备，用作对烟气进行脱硝处理，在SCR脱硝反应器3的烟气进口部位设有SCR脱硝喷氨格栅3-1，所述SCR脱硝喷氨格栅3-1用作向电除尘处理后的烟气中喷射脱硝反应剂，有助于后续的脱硝处理，并在SCR脱硝反应器3的底部设有排灰口3-2和烟气排出口3-3。所述氨气输送系统包括通向烟气调质反应器1 的第一氨气输送管道10和通向SCR脱硝反应器3的第二氨气输送管道11，第二氨气输送管道11与SCR脱硝喷氨格栅3-1的进气端连通；并在每个氨气输送管道上设置的氨气空气混合器12和氨气控制阀13，且每根氨气输送管道上的氨气控制阀13设置在氨气空气混合器12前方，在每个氨气空气混合器上连接有与外界空气连通的抽风管道14，并在抽风管道14上安装有风机6。风机为普通鼓风机，用作送入空气与氨气混合，对氨气进行稀释作用，并通过氨气空气混合器12用作氨气与空气的充分均匀混合，达到系统要求的混合气，氨气控制阀13对氨气进入流量进行控制。
如图2和图3所示，所述烟气调质反应器1包括反应器筒体4，反应器筒体4为圆筒状，并在其下部外缘设置有多个支座4-2，在反应器筒体4上设有烟气进口5、烟气出口7和卸料口8，在反应器筒体4内设有调质剂喷嘴9；在反应器筒体4下部设有倒置锥形灰斗4-1，所述卸料口8设置在锥形灰斗4-1的底部，所述烟气进口5设置在反应器筒体4上部侧面，并切向进入反应器筒体4内，烟气出口7设置在反应器筒体4顶部，调质剂喷嘴9 设置在反应器筒体4内高于烟气进口5的位置，所述氨气调质剂喷嘴9可根据实际需要单层或多层布置，每层喷嘴数量布置4-8个，可适当增减，其喷洒范围覆盖了反应器筒体4的内腔截面，且调质剂喷嘴9的进口端置于反应器筒体4外侧。如图1所示，所述烟气调质反应器1的烟气出口7通过第一烟气排放管与高温电除尘器2的进口端连接，高温电除尘器2的出口端通过第二烟气排放管道2-1与SCR脱硝反应器3进口端连接，所述第一氨气输送管道10与烟气调质反应器1的调质剂喷嘴9进口端连接。
所述第一氨气输送管道10和第二氨气输送管道11的进气端通过同一根管道与氨气储存装置连通。
本实用新型可用于对工业窑炉的烟气进行处理，其工业窑炉可以是玻璃窑炉或陶瓷窑炉等，处理系统烟道从窑炉排烟高温烟道接入，其具体工作时，将工业窑炉的烟气排放管与烟气调质反应器1的烟气进口5连通，烟气调质反应器1的烟气出口7与高温电除尘器2的进口连通，高温电除尘器2的出口通过烟气管道连接SCR脱硝反应器3，SCR脱硝喷氨格栅3-1布置在SCR 脱硝反应器前的烟气管道内。烟气进入烟气调质反应器1内，经过稀释混合调节好的氨气调质剂通过第一氨气输送管道10输送到烟气调质反应器1 的调质剂喷嘴9，并通过调质剂喷嘴9向烟气调质反应器1内喷入，与烟气中的粉尘混合反应，调质反应后的粉尘随烟气经顶部烟气出口7排出，进入高温电除尘器2，高温电除尘器2对调质处理后的烟气具有较高的除尘效率，可大大降低烟气中颗粒物的含量；经过调质反应、高温电除尘器2处理后的烟气进入SCR脱硝反应器3内，SCR脱硝喷氨格栅3-1中的各喷氨管道连接于氨气－空气混合管道支管，向烟气管道内均匀喷氨，为SCR脱硝反应剂，在SCR脱硝反应器3内进行脱硝处理，经过调质反应、高温电除尘器2 处理后的烟气粉尘含量低，粉尘粘附性降低，不易在除尘器极板上板结，也不会造成SCR脱硝反应器3的堵塞，进一步提高脱硝效率。所述烟气调质反应器1底部设有灰斗4-1，可连续在底部排灰。
通过对比窑炉烟气灰渣调质反应前后的状态，发现窑炉烟气调质反应前灰渣边界模糊，粉尘互相混合粘结，并附着在烟气中的高粒径颗粒物上，烟气中粉尘比电阻高，极性低，极易造成后续催化剂积灰堵塞；调质反应后可见灰渣边界非常清晰，粉尘无相互粘结，低粒径粉尘不再附着在高粒径颗粒物上，随高温烟气进入高温电除尘器，粉尘极性增强，比电阻降低，经过高温电除尘器处理后，烟气中的颗粒物被有效捕捉收集，粉尘含量大大降低，除尘器出口粉尘浓度可降低到6～30mg/Nm3。
经过调质除尘后，高温烟气中的粉尘被收集，降低了高黏度粉尘进入 SCR脱硝反应器造成催化剂堵塞的风险，同时减少了粉尘进入余热锅炉造成余热锅炉腐蚀的问题。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种工业窑炉烟气的氨法调质除尘脱硝联合处理系统，其特征在于：所述处理系统包括烟气调质反应器(1)、高温电除尘器(2)、SCR脱硝反应器(3)和氨气输送系统，所述烟气调质反应器(1)包括反应器筒体(4)，在反应器筒体(4)上设有烟气进口(5)、烟气出口(7)和卸料口(8)，在反应器筒体(4)内设有调质剂喷嘴(9)；所述烟气调质反应器(1)的烟气出口(7)通过第一烟气排放管与高温电除尘器(2)的进口端连接，高温电除尘器(2)的出口端通过第二烟气排放管道(2-1)与SCR脱硝反应器(3)进口端连接；所述氨气输送系统包括分别与烟气调质反应器(1)的调质剂喷嘴(9)连通的第一氨气输送管道(10)和通向SCR脱硝反应器(3)的第二氨气输送管道(11)。
2.根据权利要求1所述的一种工业窑炉烟气的氨法调质除尘脱硝联合处理系统，其特征在于：所述氨气输送系统还包括在每个氨气输送管道上设置的氨气空气混合器(12)和氨气控制阀(13)，且每根氨气输送管道上的氨气控制阀(13)设置在氨气空气混合器(12)前方，在每个氨气空气混合器上连接有与外界空气连通的抽风管道(14)，并在抽风管道(14)上安装有风机(6)。
3.根据权利要求1或2所述的一种工业窑炉烟气的氨法调质除尘脱硝联合处理系统，其特征在于：在SCR脱硝反应器(3)的烟气进口部位设有SCR脱硝喷氨格栅(3-1)，所述通向SCR脱硝反应器(3)的第二氨气输送管道(11)与SCR脱硝喷氨格栅(3-1)的进气端连通；并在SCR脱硝反应器(3)的底部设有排灰口(3-2)和烟气排出口(3-3)。
4.根据权利要求1或2所述的一种工业窑炉烟气的氨法调质除尘脱硝联合处理系统，其特征在于：所述烟气调质反应器(1)的反应器筒体(4)下部设有倒置锥形灰斗(4-1)，所述卸料口(8)设置在锥形灰斗(4-1)的底部，所述烟气进口(5)设置在反应器筒体(4)上部侧面，并切向进入反应器筒体(4)内，烟气出口(7)设置在反应器筒体(4)顶部，调质剂喷嘴(9)设置在反应器筒体(4)内高于烟气进口(5)的位置，其并设置有多个喷嘴，其喷洒范围覆盖了反应器筒体(4)的内腔截面，且调质剂喷嘴(9)的进口端置于反应器筒体(4)外侧，并与第一氨气输送管道(10)连通。
5.根据权利要求1或2所述的一种工业窑炉烟气的氨法调质除尘脱硝联合处理系统，其特征在于：所述烟气调质反应器(1)的反应器筒体(4)为圆筒状，并在其下部外缘设置有多个支座(4-2)。
6.根据权利要求1或2所述的一种工业窑炉烟气的氨法调质除尘脱硝联合处理系统，其特征在于：所述第一氨气输送管道(10)和第二氨气输送管道(11)的进气端通过同一根管道与氨气储存装置连通。
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| CN115739396B (zh) * | 2022-12-01 | 2023-05-16 | 东北农业大学 | 畜禽舍高压静电与酸雾耦合除氨除尘一体机及除尘方法 |
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