CN210845893U - 一种锅炉的scr脱硝反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种锅炉的SCR脱硝反应器，属于环保设备领域，包括进烟口，进烟口之后的烟道呈竖直设置，且下部细上部粗，形成第一天鹅颈；第一天鹅颈之后在烟道上设置有静电除尘器；静电除尘器之后在烟道内设置有喷射氨水的电喷器；电喷器之后设置有用于冷却烟气的第一冷却器，第一冷却器固定在烟道内壁上；第一冷却器之后设置有催化剂，催化剂固定在烟道的内壁上；催化剂之后设置有排烟口。第一天鹅颈与静电除尘器的设置，能够清理烟气内的烟尘以延长催化剂的寿命，第一冷却器的设置节约了能源，同时提高了催化剂的反应速率，电喷器的设置提高了氨水的使用效率，避免了氨水的浪费和对大气的二次污染。
Description
技术领域
本实用新型属于环保设备领域，尤其是一种锅炉的SCR脱硝反应器。
背景技术
目前，国家大力推动环保改革，对于锅炉尾气的排放有严格的要求；锅炉尾气主要含二氧化硫和氮氧化合物两种有害气体，二氧化硫的排放国家有强制指标，氮氧化合物的排放量暂时要求较低。但是氮氧化合物排放到大气中不仅会造成酸雨，而且会造成光化学烟雾和臭氧层空洞，极大的影响了人类的生存环境，而工业上氮氧化合物的排放占总排放的接近一半。因此，对于工业锅炉脱硝的需求越来越迫切。
公告号为CN208599488U的中国实用新型专利提出了一种SCR脱硝反应器，包括SCR脱硝反应器本体，还包括燃烧装置，所述燃烧装置包括加热室以及天然气燃烧器，所述SCR脱硝反应器本体的顶端设置有用于连通燃烧装置的风管，所述SCR脱硝反应器本体的排烟口与加热室的进烟口之间设置有气气热交换器。
上述技术方案中公开的SCR脱硝反应器无法有效的清理烟尘，烟尘极易在通过催化剂时附着在催化剂上，使催化剂与烟气的有效接触面积降低，进而使催化剂的反应速率降低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种提高反应效率的锅炉的SCR脱硝反应器，具体方案如下：
一种锅炉的SCR脱硝反应器，包括具有进烟口和排烟口的烟道，烟道内沿烟气流动的方向依次设置有第一天鹅颈、用于给烟气除尘的静电除尘器、用于喷射氨水的电喷器、用于冷却烟气的第一冷却器与催化剂；所述第一天鹅颈沿烟气流动的方向直径逐渐变大，第一天鹅颈呈竖直设置，第一天鹅颈直径较小的一端位于直径较大的一端的下部，静电除尘器、电喷器、第一冷却器与催化剂均固定在烟道的内壁上。
通过上述技术方案，烟气在所述进烟口进入SCR脱硝反应器，之后通过所述第一天鹅颈，通过所述天鹅颈时，烟气速度下降，使烟气中大颗粒沉降，降低了所述催化剂被大颗粒堵塞的概率，提高了催化剂的利用率，进而提升了反应速率；烟气继续流通至所述静电除尘器，所述静电除尘器通过静电，将烟气中的小颗粒和镉、砷等捕捉，降低了所述催化剂吸附小颗粒和镉、砷等物质的数量，延缓了所述催化剂的失效，进而提升了催化剂的利用率；烟气继续流通至电喷器，电喷器将氨水喷入烟气管道，使氨水与烟气混合更加均匀，在通过催化剂时反应更迅速，同时能使氨水的喷入量可控，节约氨水的使用量；烟气继续流通至所述第一冷却器中，锅炉中不再使用烟气冷却器，将热烟气冷却至180-230℃之间，提高了所述催化剂的催化效率，同时不用将冷却后的烟气再加温，节约了资源；烟气继续流通至所述催化剂，使氨水与烟气中的氮氧化合物反应，生成无害气体；最后烟气通过排烟口排出脱硝反应器。
进一步的，所述第一冷却器上连通设置有进水口与出水口，进水口设置在第一冷却器的底部，进水口远离第一冷却器的一端连接有水泵，出水口设置在第一冷却器的顶部。
通过上述技术方案，水经过所述第一冷却器加热流入锅炉中，提升了锅炉的加热速率；利用烟气加热锅炉用水，将烟气中的剩余热量利用，提高了燃料的热效率，节约了资源。
进一步的，所述第一冷却器与催化剂之间设有温度传感器，温度传感器的探头设置在烟道内。
通过上述技术方案，所述第一冷却器的冷却速率可以控制，当烟气温度高于所述催化剂的最佳催化温度时，所述进水口进水速率增加，当烟气温度低于所述催化剂的最佳催化温度时，所述进水口进水速率降低或者不进水，尽可能的将烟气温度控制在180-230℃之间，以提高催化反应的速率。
进一步的，所述第一冷却器内部设置为蜂窝状管道，蜂窝状管道的两端与进水口和出水口连通。
通过上述技术方案，所述第一冷却器与烟气接触面积增大，使烟气冷却效果提升，同时蜂窝状管道能够起到稳流作用，使烟气通过第一冷却器后流动更加平稳，烟气与催化剂接触更充分，使所述催化剂与烟气反应更彻底，同时使反应速率提升。
进一步的，所述电喷器与静电除尘器之间设有流速计，流速计固定设置在烟道内壁上且与烟道同轴心。
通过上述技术方案，将所述流速计测量的烟气流速输入自动控制系统，系统自动测算出所需氨水量，然后通过电喷器喷出，节约了氨水的使用量，同时，减少了未反应氨水的数量，减轻二次污染。
进一步的，所述电喷器与第一冷却器设有扰流器，扰流器设置成螺旋叶片。
通过上述技术方案，将混合后的烟气再度混合，使烟气与氨水混合更加均匀，提高之后脱硝反应的速率。
进一步的，所述扰流器与第一冷却器之间的烟道呈竖直设置，且下部粗上部细，形成第二天鹅颈。
通过上述技术方案，混合后的烟气经过所述第二天鹅颈时，流速降低；烟气通过第一冷却器时降温更均匀，降温效果更好，降温幅度更好控制，同时，使烟气通过催化剂时与催化剂接触时间更长，反应更彻底。
进一步的，所述催化剂与排烟口之间设置有用于冷却烟气的第二冷却器，第二冷却器固定在烟道内壁上。
通过上述技术方案，脱硝后的烟气经过所述第二冷却器进行再次冷却，将烟气内的剩余热量充分利用，提高了燃料的热效率，节约了能源。
综上所述，与现有的技术对比，本实用新型的有益效果如下：
1.通过设置第一天鹅颈与静电除尘器，有效的降低了烟气中颗粒和镉、砷等物质的数量，延长了催化剂的使用时间，提高了催化剂的利用率，进而提升了反应速率；催化剂使用时间的延长可以减少催化剂的更换次数，减轻更换催化剂的压力；同时减少了颗粒物的排放，保护了环境。
2.通过设置流速计和电喷器，使氨水的用量得到控制，减少了氨水不必要的浪费，使氨水与烟气混合更均匀，增加了催化时的反应速率，同时减少了未反应氨水的排放，降低了对大气的二次污染。
3.通过设置第一冷却器和第二冷却器，取消锅炉内的冷却器，取消了燃气锅炉对烟气再加热的步骤，使烟气内的剩余热量被充分利用，节约了能源。
附图说明
图1是本实用新型的整体系统图。
附图标记：1、进烟口；2、第一天鹅颈；3、静电除尘器；4、流速计；5、电喷器；6、扰流器；7、第二天鹅颈；8、第一冷却器；9、出水口；10、进水口；11、温度传感器；12、催化剂；13、第二冷却器；14、排烟口。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
参照图1，本实用新型公开的是一种锅炉的SCR脱硝反应器，包括进烟口1，进烟口1之后的烟道呈竖直设置，且下部细上部粗，形成第一天鹅颈2；第一天鹅颈2之后在烟道上设置有静电除尘器3；静电除尘器3之后在烟道内设置有喷射氨水的电喷器5；电喷器5之后设置有用于冷却烟气的第一冷却器8，第一冷却器8固定在烟道内壁上；第一冷却器8之后设置有催化剂12，催化剂12固定在烟道的内壁上；催化剂12之后设置有排烟口14。
烟气通过进烟口1进入SCR脱硝反应器，烟气流通至第一天鹅颈2时，由于管径增大，使烟气流动速度降低，烟气无法带动大颗粒继续漂浮，大颗粒沉降，降低了催化剂12被大颗粒堵塞的概率，提高了催化剂12的利用率，进而提升了反应速率；同时减少了大颗粒的排放，保护了环境。
之后烟气通过静电除尘器3，烟气通过静电除尘器3时，将烟气中的小颗粒和镉、砷等捕捉，降低了催化剂被小颗粒附着的数量，增加了催化效率，同时降低了催化剂被镉、砷等物质附着的数量，延缓了催化剂的失效时间，提高了催化剂的利用率，进而提升了反应速率；同时减少了厂家对催化剂的投入成本，同时减少了小颗粒物的排放，保护了环境。
之后烟气通过烟气流速计4和电喷器5，烟气通过流速计4时，流速计监测烟气的流量，并将数据传送给自动控制器，自动控制器自动计算氨水用量，之后将氨水通过电喷器5喷入管道内；通过电喷的方式喷射氨水，使氨水和烟气混合更充分，在通过催化剂12时反应更迅速；同时自动控制系统使喷射氨水的量可调，节约了氨水的用量，减少了未反应氨水的数量，减轻二次污染。
之后烟气通过扰流器6，烟气通过扰流器6时，气流变混乱，使烟气与氨水混合更充分，提高之后脱硝反应的速率。
之后烟气通过第二天鹅颈7，通过第二天鹅颈7时，由于管径增大，使烟气流动速度降低，使烟气通过第一冷却器时降温更均匀，降温效果更好，降温幅度更好控制，同时，使烟气通过催化剂12时与催化剂12接触时间更长，反应更彻底。
之后烟气通过第一冷却器8，安装了第一冷却器8后，锅炉出烟口可省略冷却器；通过第一冷却器8时，由于第一冷却器8内部为蜂窝状管道，使烟气流过后更平稳，提高之后脱硝反应的速率；蜂窝状管道表面积较大，可与烟气充分接触，使烟气的冷却效率更高；由于进水口10与出水口9连接在锅炉用水系统上，经过第一冷却器8加热的水流入锅炉，提升了锅炉的加热速率；利用烟气加热锅炉用水，将烟气中的剩余热量利用，提高了燃料的热效率，节约了资源。
之后烟气通过温度传感器11，烟气通过温度传感器11时，温度传感器11测得烟气温度，然后反馈给自动控制器；自动控制器通过烟气温度调节进水口10的进水速率；当烟气温度高于所述催化剂12的最佳催化温度时，所述进水口10进水速率增加，当烟气温度低于所述催化剂12的最佳催化温度时，所述进水口10进水速率降低或者不进水，尽可能的将烟气温度控制在180-230℃之间，以提高催化反应的速率。
之后烟气通过催化剂12，使氨水与烟气中的氮氧化合物反应，生成无害气体，实现脱硝反应。
之后烟气通过第二冷却器13，第二冷却器13与第一冷却器8的设置方法相同，烟气通过第二冷却器13时，进行再次冷却，将烟气内的剩余热量充分利用，提高了燃料的热效率，节约了能源。在实际使用中，第二冷却器13可与第一冷却器8共用一个水泵，水泵连通在第二冷却器13的进水口上，第二冷却器13的出水口与第一冷却器8的进水口10连通，以提高水泵的利用率。
之后烟气通过排烟口14排出。
本实施例的工作原理为：
通过设置第一天鹅颈2与静电除尘器3，降低了烟气中颗粒物的含量，延长了催化剂12的使用时间，提高了催化剂12的利用率，进而提升了反应速率，节约了资源，保护了环境；通过设置电喷器4和流速计3，提高了氨水的利用率，同时使烟气在通过催化剂12时反应更迅速；通过设置第一冷却器8和温度传感器11，取缔锅炉内的烟气冷却器，使烟气到达催化剂12时温度更精确，提高了催化反应速率，节约了资源，提高了燃料的热效率。
本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种锅炉的SCR脱硝反应器，包括具有进烟口（1）和排烟口（14）的烟道，其特征在于，所述烟道内沿烟气流动的方向依次设置有第一天鹅颈（2）、用于给烟气除尘的静电除尘器（3）、用于喷射氨水的电喷器（5）、用于冷却烟气的第一冷却器（8）与催化剂（12）；所述第一天鹅颈（2）沿烟气流动的方向直径逐渐变大，第一天鹅颈（2）呈竖直设置，第一天鹅颈（2）直径较小的一端位于直径较大的一端的下部，静电除尘器（3）、电喷器（5）、第一冷却器（8）与催化剂（12）均固定在烟道的内壁上。
2.根据权利要求1所述的锅炉的SCR脱硝反应器，其特征在于，所述第一冷却器（8）上连通设置有进水口（10）与出水口（9），进水口（10）设置在第一冷却器（8）的底部，进水口（10）远离第一冷却器（8）的一端连接有水泵，出水口（9）设置在第一冷却器（8）的顶部。
3.根据权利要求1或2所述的锅炉的SCR脱硝反应器，其特征在于，所述第一冷却器（8）与催化剂（12）之间设有温度传感器（11），温度传感器（11）的探头设置在烟道内。
4.根据权利要求2所述的锅炉的SCR脱硝反应器，其特征在于，所述第一冷却器（8）内部设置为蜂窝状管道，蜂窝状管道的两端与进水口（10）和出水口（9）连通。
5.根据权利要求1所述的锅炉的SCR脱硝反应器，其特征在于，所述电喷器（5）与静电除尘器（3）之间设有流速计（4），流速计（4）固定设置在烟道内壁上且与烟道同轴心。
6.根据权利要求1所述的锅炉的SCR脱硝反应器，其特征在于，所述电喷器（5）与第一冷却器（8）设有扰流器（6），扰流器（6）设置成螺旋叶片。
7.根据权利要求6所述的锅炉的SCR脱硝反应器，其特征在于，所述扰流器（6）与第一冷却器（8）之间的烟道呈竖直设置，且下部粗上部细，形成第二天鹅颈（7）。
8.根据权利要求1所述的锅炉的SCR脱硝反应器，其特征在于，所述催化剂（12）与排烟口（14）之间设置有用于冷却烟气的第二冷却器（13），第二冷却器（13）固定在烟道内壁上。
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