CN209934472U - 一种新型水泥窑脱硝催化系统 - Google Patents
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Abstract
一种新型水泥窑脱硝催化系统，包括脱硝反应器、清灰组件，所述脱硝反应器顶部设有烟气入口，所述脱硝反应器内设有多层催化剂陶瓷材料，所述催化剂陶瓷材料的下方设有压差感应组件，所述催化剂陶瓷材料上方设有多组清灰组件，所述清灰组件包括耙式吹灰器和声波吹灰器，所述耙式吹灰器和声波吹灰器分别设置在催化剂陶瓷材料上方两侧，所述耙式吹灰器与升温组件连接，所述脱硝反应器底部还设有出口；本实用新型利用窑尾高温烟气进行氨水的蒸发并在高温电除尘器的导流作用下与烟气充分混合，不需要其他辅助热源，降低了能耗，降低投资成本，运行维护简便。脱硝反应器使水泥行业氮氧化物实现超低排放，对环境污染治理效果明显。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业烟气处理技术领域，尤其是一种新型水泥窑脱硝催化系统。
背景技术
水泥窑尾SCR脱硝系统中经过高温电除尘器预除尘之后进入脱硝反应器中的粉尘浓度约在40g/Nm3-50g/Nm3之间，粉尘颗粒粒径比较细，黏性较大，催化剂极易发生堵塞影响系统的稳定运行；为保障SCR脱硝系统在高浓度粉尘和粘性粉尘工况稳定运行，高效吹灰措施是关键技术。
在电力行业SCR脱硝吹灰器常单独使用声波吹灰器或者耙式吹灰器，耙式吹灰器在粉尘浓度较高时采用，耙式吹灰器常规采用蒸汽作为吹扫介质，但水泥行业窑尾PH锅炉蒸汽量较低，耙式吹灰器工作耗气量峰值大，对PH锅炉余热发电负荷波动巨大，根据水泥工艺条件，采用压缩空气为吹灰介质，但常温压缩空气吹扫催化剂表面会对催化剂造成冷脆转变损坏，影响脱硝质量。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新型水泥窑脱硝催化系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
本实用新型采用的技术方案是：一种新型水泥窑脱硝催化系统，包括脱硝反应器、清灰组件，所述脱硝反应器顶部设有烟气入口，所述脱硝反应器内设有多层催化剂陶瓷材料，所述催化剂陶瓷材料的下方设有压差感应组件，所述催化剂陶瓷材料上方设有多组清灰组件，所述清灰组件包括耙式吹灰器和声波吹灰器，所述耙式吹灰器和声波吹灰器分别设置在催化剂陶瓷材料上方两侧，所述耙式吹灰器与升温组件连接，所述脱硝反应器底部还设有出口。
作为优选，所述催化剂陶瓷材料为并列排布在一起的催化剂陶瓷柱构成。
作为优选，所述催化剂陶瓷柱为蜂窝式催化剂且孔数介于6孔与13孔之间。
作为优选，所述升温组件包括压缩空气管道和换热器，所述压缩空气输送管道的底端与换热器输出端连接，换热器输入端与压缩机连接，所述换热器包括进气口、换热器母管、换热器支管以及出气口。
作为优选，所述压差感应组件包括压差传感器。
作为优选，所述脱硝反应器底部设置有用于收集粉尘的脱硝反应器灰斗。
本实用新型利用窑尾高温烟气进行氨水的蒸发并在高温电除尘器的导流作用下与烟气充分混合，不需要其他辅助热源，降低了能耗，降低投资成本，运行维护简便。脱硝反应器使水泥行业氮氧化物实现超低排放，对环境污染治理效果明显。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中催化剂陶瓷材料的结构示意图；
图3为本实用新型中换热器的俯视图；
图4为本实用新型中换热器的主视图；
图5为本实用新型中换热器的右视图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
一种新型水泥窑脱硝催化系统，包括脱硝反应器1、催化剂陶瓷柱2、清灰组件3以及压差感应组件4，催化剂陶瓷材料至少设置一层且均匀设在脱硝反应器1内，每层催化剂陶瓷材料上方均布设有清灰组件3，压差感应组件4设置在催化剂陶瓷材料下方用于根据压差判断是否开启清灰组件3；
这样。采用上述结构，压差感应组件4感应催化剂陶瓷材料上表面与下表面的压差，并根据此压差判断是否启动清灰组件3。
清灰组件3包括耙式吹灰器31和声波吹灰器32，耙式吹灰器31和声波吹灰器32分别设置在催化剂陶瓷材料上方两侧；所述催化剂陶瓷材料为并列排布在一起的催化剂陶瓷柱2构成，所述催化剂陶瓷柱2轴向设置有蜂窝孔21，蜂窝孔孔数介于6孔与13孔之间，大长度和6孔与13孔之间的陶瓷柱51可以最大限度利用陶瓷柱51催化性能并减少气阻。
采用耙式吹灰器31和声波吹灰器32组合方式，压缩空气作为清灰介质，耙式吹灰器31用压缩空气通过烟气换热后，对催化剂陶瓷柱2进行吹扫，避免常温压缩空气直接接触造成催化剂损伤，利用烟气温度作为热源不需增加额外能耗，同时不影响催化剂的工作温度，可长期保持催化剂相对清洁，脱硝效率稳定高效；
耙式吹灰器31可对整层催化剂陶瓷柱2表面及孔洞内进行全面覆盖清扫积灰，声波吹灰器32利用低频声波与粉尘发生共振，使粉尘变得松散可以随气流被带走，两种吹灰器高效耦合使用可最大程度保障系统稳定运行。
因为耙式吹灰器31所采用的吹扫介质为压缩空气，冷的压缩空气直接吹至催化剂表面会对催化剂造成冷脆转变且影响系统运行温度，所以进一步包括用于对压缩空气进行加热的升温组件5；
升温组件5包括压缩空气管道51和换热器52，耙式吹灰器31与耙式吹灰器31通过压缩空气输送管道51并联，压缩空气输送管道的底端与换热器52输出端连接，换热器52输入端与压缩机531连接。
换热器52根据所需加热压缩空气的流量与脱硝反应器出口的截面面积合理高效的选型布置，在可以将压缩空气加热至所需温度的同时，尽量降低对系统的阻力；
换热器52包括进气口521、换热器母管522、换热器支管523以及出气口524，压缩空气依次经过进气口521、换热器母管522、换热器支管523以及出气口524实现升温；
常温的压缩空气依次经过进气口521、换热器母管522、换热器支管523以及出气口524，可将压缩空气的温度升至200℃以上，以满足催化剂对温度冲击的要求，再通过压缩空气管道51供给耙式吹灰器31，使其在高效清灰的过程中不对催化剂陶瓷柱2造成损坏。
脱硝反应器1的顶端和底部分别设置有烟气入口11和烟气出口12，脱硝反应器1的底部还设置有用于接收反应过程中产生的灰尘的脱硝反应器灰斗13。
其工作原理：氨气与氮氧化物混合后的烟气由烟气入口11进入脱硝反应器1中，在催化剂陶瓷柱2的作用下进行氮氧化物的脱除，但进入脱硝反应器1中的烟气粉尘浓度很高，需要高效且可靠的对积灰进行清理，所以在每层催化剂陶瓷柱2上面两侧的反应器壁板上都装有耙式吹灰器31和声波吹灰器32，其中声波吹灰器32接入压缩空气通过膜片震动发出低频声波使粉尘产生共振变得松散从而易于被清理；耙式吹灰器31可对整层催化剂陶瓷柱2表面及孔洞内进行全面覆盖清扫积灰，每天运行一定的吹扫次数，在反应器中每层催化剂陶瓷柱2相应位置都装有压差传感器，在压差达到一定数值时自动启动耙式吹灰器31开始进行全面的清灰。在脱硝反应器1的下部装有盘管式换热器52，换热器52根据所需加热压缩空气的流量与反应器出口的截面面积合理高效的选型布置，再可以将压缩空气加热至所需温度的同时，尽量降低对系统的阻力，常温的压缩空气依次经过进气口521、换热器母管522、换热器支管523以及出气口524，可将压缩空气的温度升至200℃以上，以满足催化剂对冷变温度的要求，再通过压缩空气管道51供给耙式吹灰器31，使其在高效清灰的过程中不对催化剂陶瓷柱2造成损坏，经过脱硝处理后的烟气经过烟气出口12进入下游设备中，反应器内部的灰全部进入在底部设置的脱硝反应器灰斗13中。
采用上述方案，与现有技术相比，压差感应组件感应催化剂陶瓷柱上表面与下表面的压差，并根据此压差判断是否启动清灰组件，清灰组件采用耙式吹灰器和声波吹灰器的结合可防止催化剂发生堵塞，降低堵塞造成的偏流冲刷，保障脱硝系统长期稳定运行。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (6)
1.一种新型水泥窑脱硝催化系统，包括脱硝反应器、清灰组件，其特征在于所述脱硝反应器顶部设有烟气入口，所述脱硝反应器内设有多层催化剂陶瓷材料，所述催化剂陶瓷材料的下方设有压差感应组件，所述催化剂陶瓷材料上方设有多组清灰组件，所述清灰组件包括耙式吹灰器和声波吹灰器，所述耙式吹灰器和声波吹灰器分别设置在催化剂陶瓷材料上方两侧，所述耙式吹灰器与升温组件连接，所述脱硝反应器底部还设有出口。
2.根据权利要求1所述的一种新型水泥窑脱硝催化系统，其特征在于所述催化剂陶瓷材料为并列排布在一起的催化剂陶瓷柱构成。
3.根据权利要求2所述的一种新型水泥窑脱硝催化系统，其特征在于所述催化剂陶瓷柱为蜂窝式催化剂且孔数介于6孔与13孔之间。
4.根据权利要求1所述的一种新型水泥窑脱硝催化系统，其特征在于所述升温组件包括压缩空气管道和换热器，所述压缩空气管道的底端与换热器输出端连接，换热器输入端与压缩机连接，所述换热器包括进气口、换热器母管、换热器支管以及出气口。
5.根据权利要求1所述的一种新型水泥窑脱硝催化系统，其特征在于所述压差感应组件包括压差传感器。
6.根据权利要求1所述的一种新型水泥窑脱硝催化系统，其特征在于所述脱硝反应器底部设置有用于收集粉尘的脱硝反应器灰斗。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111068516A (zh) * | 2020-01-18 | 2020-04-28 | 浙江大学 | 多元强化耦合智能调控防止高粘性灰在催化剂表面沉积的系统及方法 |
| CN114452816A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-05-10 | 大唐环境产业集团股份有限公司 | 一种基于在线积灰检测的脱硝运行优化系统及其使用方法 |
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| CN111068516B (zh) * | 2020-01-18 | 2023-11-14 | 浙江大学 | 多元强化耦合智能调控防止高粘性灰在催化剂表面沉积的系统及方法 |
| CN114452816A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-05-10 | 大唐环境产业集团股份有限公司 | 一种基于在线积灰检测的脱硝运行优化系统及其使用方法 |
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