CN209714762U - 一种选择性催化还原反应器装置 - Google Patents

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高飞
邹红果
王长清
宋云鹏
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Abstract

本实用新型涉及一种选择性催化还原反应器装置，其纵向截面呈直角梯形状，顶部为斜面，其内部竖直烟道自上而下依次设有斜顶反应器入口、整流装置、催化剂反应器和反应器出口，所述斜顶反应器入口还连接有水平进口烟道；所述斜顶反应器入口的顶面为倾斜面，且其倾斜起始位置在竖直烟道内部，沿远离水平进口烟道的方向朝下倾斜；所述整流装置的末端与所述斜顶反应器入口的顶面末端在竖直方向上留有距离；整流装置不同区域采用不同的整流板间距。本实用新型使烟气能均匀地进入催化剂，其结构现场可高精度施工安装，可实现设计结构和安装结构的一致性，以实现SCR脱硝系统的高效运行。

Description

一种选择性催化还原反应器装置
技术领域
本实用新型涉及一种选择性催化还原反应器装置。
背景技术
氮氧化物(NOx)是煤燃烧中排放的最主要污染物，对社会环境和人类健康造成危害。随着我国对NOx排放标准的提高，国内燃煤锅炉都需采取有效措施来降低NOx的排放量。选择性催化还原(SCR)脱硝工艺因其技术成熟、脱硝效率高、系统运行稳定、可满足严格环保标准等特点被广泛使用。选择性催化还原脱硝(SCR)技术已成为当前国内外主流的烟气脱硝技术。
SCR系统需要进行详细的结构设计而且设计尺寸对于流场的影响非常敏感。常规三角形反应器斜顶末端到整流装置顶部的设计距离非常小甚至为0，该理想结构下流场的分布较好，但是实际安装过程中由于施工安装的影响，如此小的设计间距是很难实现的，也造成了实施间距同设计间距的偏差，而且该间距作为关键的设计参数，对流场分布的影响非常明显，这就造成了实施结构的运行效果很差。同时常规三角形反应器靠近入口段位置即靠近锅炉侧易产生低流速区，又由于现场安装的限制，安装过程必须保证反应器斜顶下沿同整流装置顶部保持一定的间距，这种设计和实施的不一致会造成远离锅炉侧产生高流速区，进一步造成了烟气的流动偏差，造成了实际安装的SCR系统在催化剂区域的流速分布不均匀，进而影响系统的脱除效率和平稳运行。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种选择性催化还原(SCR)反应器装置，使烟气能均匀地进入催化剂，其结构现场可高精度施工安装，可实现设计结构和安装结构的一致性，以实现SCR脱硝系统的高效运行。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种选择性催化还原反应器装置，所述选择性催化还原反应器装置的纵向截面呈直角梯形状，且所述选择性催化还原反应器装置的顶部为斜面，其内部竖直烟道自上而下依次设有斜顶反应器入口、整流装置、催化剂反应器和反应器出口，所述斜顶反应器入口还连接有水平进口烟道；所述斜顶反应器入口的顶面为倾斜面，且其倾斜起始位置在竖直烟道内部，沿远离水平进口烟道的方向朝下倾斜；所述整流装置的末端与所述斜顶反应器入口的顶面末端在竖直方向上留有距离；整流装置不同区域采用不同的整流板间距。
进一步的，所述整流装置的末端为沿远离水平进口烟道的一端，且所述整流装置的末端和所述斜顶反应器入口的顶面末端都位于竖直烟道内壁上。
进一步的，所述整流装置依次由两段不同倾角的倾斜段和一段水平段组成，且所述整流装置的高度沿远离水平进口烟道的方向递增，所述整流装置末端的高度不低于300mm。
进一步的，所述整流装置不同区域采用的整流板间距不同；远离水平进口烟道侧的1～5片整流板，间距为G2，其他区域的整流板间距为G1，且G1≥G2。
进一步的，所述斜顶反应器入口的顶面倾斜起始位置距离竖直烟道内壁的水平距离为Lx，且Lx>0；所述斜顶反应器入口的顶面末端高于所述整流装置的末端顶部H3，且W/3≥H3>0，其中W为水平进口烟道的高度。
进一步的，所述整流装置起始端底部低于水平进口烟道底部设置，且整流装置第一倾斜段的倾斜起始位置与水平进口烟道底部平齐。
进一步的，所述整流装置的高度H沿烟气进入选择性催化还原反应器装置的方向发生以下变化：
当0<L<L1时，H＝L/L1×H1+H0；
当L1<L<L2时，H＝(L-L1)×(H2-H1)/(L2-L1)+H1+H0；
当L2<L<L0时，H＝H0+H2；
其中，L为从整流装置起始端到整流装置某一点的水平距离；
L1为从整流装置起始端到整流装置第一倾斜段末端的水平距离；
L2为从整流装置起始端到整流装置第二倾斜段末端的水平距离；
L0为从整流装置起始端到整流装置末端的水平距离；
H0为整流装置在水平进口烟道以下的垂直高度；
H1为整流装置第一倾斜段末端在水平进口烟道以上的垂直高度；
H2为整流装置第二倾斜段末端在水平进口烟道以上的垂直高度。
进一步的，所述斜顶反应器入口的顶面倾斜角为β，且β>0，tanβ＝(W-H2-H3)/(L0-Lx)。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型对SCR反应器入口结构进行重新优化设计，保证反应器斜顶末端到整流装置顶部的一段安装距离，同时对整流装置的整流板间距进行了优化设计，平衡了由于安装距离造成的流场不均，同时避免了实际安装过程中无法按设计尺寸进行施工安装的情况，保证了设计的可实施性。反应器入口结构和优化设计的入口两段式整流装置联合使用也使烟气能更加均匀的从水平烟道转弯到竖直反应器烟道，提高了SCR系统的反应效率。避免了由于无法按实际结构施工导致实际运行效果同设计效果的差异，保证了系统的高效运行。
另外，通过对反应器顶部倾角位置、入口两段式整流装置不同高度的控制以及对整流装置的整流板间距的优化设计，使靠近锅炉侧进入催化剂区域的流速增加；同时反应器斜顶下沿同整流装置顶之间保持一定的安装距离，可高精度安装，可以实现设计结构和安装结构的高度一致。
附图说明
图1为本实用新型所述选择性催化还原反应器装置的结构示意图；
其中，1-水平进口烟道，2-斜顶反应器入口，3-整流板间距，4-整流装置，5-催化剂反应器，6-反应器出口。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
一种选择性催化还原反应器装置，如图1所示，所述选择性催化还原反应器装置的纵向截面呈直角梯形状，且所述选择性催化还原反应器装置的顶部为斜面，其内部竖直烟道自上而下依次设有斜顶反应器入口2、整流装置4、催化剂反应器5和反应器出口6，所述斜顶反应器入口2还连接有水平进口烟道1。所述斜顶反应器入口2的顶面为倾斜面，且其倾斜起始位置在竖直烟道内部，沿远离水平进口烟道1的方向朝下倾斜，所述斜顶反应器入口2的顶面倾斜起始位置距离竖直烟道内壁的水平距离为Lx，且Lx>0。所述整流装置4的末端与所述斜顶反应器入口2的顶面末端在竖直方向上留有距离，便于现场施工，实现设计结构和安装结构的一致性，所述整流装置4的末端为沿远离水平进口烟道1的一端，且所述整流装置4的末端和所述斜顶反应器入口2的顶面末端都位于竖直烟道内壁上，所述斜顶反应器入口2的顶面末端高于所述整流装置4的末端顶部H3，且W/3≥H3>0。所述整流装置4不同区域采用不同的整流板间距，远离水平进口烟道侧的1～5片整流板，间距为G2，其他区域的整流板间距为G1，且G1≥G2。
所述整流装置4依次由两段不同倾角的倾斜段和一段水平段组成，且所述整流装置4的高度沿远离水平进口烟道1的方向递增，所述整流装置4末端的高度不低于300mm。
所述整流装置4起始端底部低于水平进口烟道1底部设置，且整流装置第一倾斜段的倾斜起始位置与水平进口烟道1底部平齐。
所述整流装置4的高度H沿烟气进入选择性催化还原反应器装置的方向发生以下变化：
当0<L<L1时，H＝L/L1×H1+H0；
当L1<L<L2时，H＝(L-L1)×(H2-H1)/(L2-L1)+H1+H0；
当L2<L<L0时，H＝H0+H2；
其中，L为从整流装置起始端到整流装置某一点的水平距离；
L1为从整流装置起始端到整流装置第一倾斜段末端的水平距离；
L2为从整流装置起始端到整流装置第二倾斜段末端的水平距离；
L0为从整流装置起始端到整流装置末端的水平距离；
H0为整流装置在水平进口烟道以下的垂直高度；
H1为整流装置第一倾斜段末端在水平进口烟道以上的垂直高度；
H2为整流装置第二倾斜段末端在水平进口烟道以上的垂直高度。
所述斜顶反应器入口2的顶面倾斜角为β，且β>0，tanβ＝(W-H2-H3)/(L0-Lx)。
倾斜导流板的设置结合整流装置，整流装置在反应器入口区域水平进口烟道以上的高度沿着烟气进入反应器的方向随长度L的变化进行两段角度不同的变化。反应器顶部结构和入口两段式整流装置配合作用下使得烟气从水平进口烟道转弯均匀地进入反应器，减少高速区和低速区的存在，同时垂直进入反应器内的催化剂孔内，提高催化剂的反应效率
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种选择性催化还原反应器装置，其特征在于，所述选择性催化还原反应器装置的纵向截面呈直角梯形状，且所述选择性催化还原反应器装置的顶部为斜面，其内部竖直烟道自上而下依次设有斜顶反应器入口(2)、整流装置(4)、催化剂反应器(5)和反应器出口(6)，所述斜顶反应器入口(2)还连接有水平进口烟道(1)；所述斜顶反应器入口(2)的顶面为倾斜面，且其倾斜起始位置在竖直烟道内部，沿远离水平进口烟道(1)的方向朝下倾斜；所述整流装置(4)的末端与所述斜顶反应器入口(2)的顶面末端在竖直方向上留有距离；整流装置(4)不同区域采用的整流板间距不同。
2.根据权利要求1所述的选择性催化还原反应器装置，其特征在于，所述整流装置(4)的末端为沿远离水平进口烟道(1)的一端，且所述整流装置(4)的末端和所述斜顶反应器入口(2)的顶面末端都位于竖直烟道内壁上。
3.根据权利要求1所述的选择性催化还原反应器装置，其特征在于，所述整流装置(4)依次由两段不同倾角的倾斜段和一段水平段组成，且所述整流装置(4)的高度沿远离水平进口烟道(1)的方向递增，所述整流装置(4)末端的高度不低于300mm。
4.根据权利要求3所述的选择性催化还原反应器装置，其特征在于，所述斜顶反应器入口(2)的顶面倾斜起始位置距离竖直烟道内壁的水平距离为Lx，且Lx>0；整流装置(4)不同区域采用的整流板间距不同，远离水平进口烟道(1)侧的1～5片整流板之间的间距为G2，其他区域的整流板间距为G1，且G1≥G2；所述斜顶反应器入口(2)的顶面末端高于所述整流装置(4)的末端顶部H3，且W/3≥H3>0，其中W为水平进口烟道(1)的高度。
5.根据权利要求4所述的选择性催化还原反应器装置，其特征在于，所述整流装置(4)起始端底部低于水平进口烟道(1)底部设置，且整流装置第一倾斜段的倾斜起始位置与水平进口烟道(1)底部平齐。
6.根据权利要求5所述的选择性催化还原反应器装置，其特征在于，所述整流装置(4)的高度H沿烟气进入选择性催化还原反应器装置的方向发生以下变化：
当0<L<L1时，H＝L/L1×H1+H0；
当L1<L<L2时，H＝(L-L1)×(H2-H1)/(L2-L1)+H1+H0；
当L2<L<L0时，H＝H0+H2；
其中，L为从整流装置起始端到整流装置某一点的水平距离；
L1为从整流装置起始端到整流装置第一倾斜段末端的水平距离；
L2为从整流装置起始端到整流装置第二倾斜段末端的水平距离；
L0为从整流装置起始端到整流装置末端的水平距离；
H0为整流装置在水平进口烟道以下的垂直高度；
H1为整流装置第一倾斜段末端在水平进口烟道以上的垂直高度；
H2为整流装置第二倾斜段末端在水平进口烟道以上的垂直高度。
7.根据权利要求6所述的选择性催化还原反应器装置，其特征在于，所述斜顶反应器入口(2)的顶面倾斜角为β，且β>0，tanβ＝(W-H2-H3)/(L0-Lx)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109433004A (zh) * 2018-12-18 2019-03-08 大唐环境产业集团股份有限公司 一种选择性催化还原反应器装置

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