CN211159291U

CN211159291U - 一种多仓scr反应系统

Info

Publication number: CN211159291U
Application number: CN201921982443.XU
Authority: CN
Inventors: 陈昊; 邓志伦; 周冲; 潘春锋; 夏龙; 罗海兵; 李鹏; 李建; 施坤明
Original assignee: China City Environment Protection Engineering Ltd
Current assignee: China City Environment Protection Engineering Ltd
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2020-08-04
Anticipated expiration: 2029-11-15

Abstract

本实用新型提供了一种多仓SCR反应系统，涉及脱硝设备技术领域，该多仓SCR反应系统，包括进口总烟道、出口总烟道和多个脱硝反应器，进口总烟道分别与多个脱硝反应器的进气口连接，出口总烟道分别与多个脱硝反应器的出气口连接，每个进气口处均设置有用于打开或者关闭进气口的进口挡板门，每个出气口均设置有用于打开或者关闭出气口的出口挡板门。相较于现有技术，本实用新型能够避免多个脱硝反应器同时开启造成资源的浪费，保证了脱硝效率的稳定。同时可在不影响烟气处理总量的情况下将反应器小型化，大大降低了现场施工在吊装、制作方面的难度，方便组装。

Description

一种多仓SCR反应系统

技术领域

本实用新型涉及脱硝设备技术领域，具体而言，涉及一种多仓SCR反应系统。

背景技术

氮氧化物NO_X是现今大气的最主要污染物之一，人们早在上世纪七十年代就已开始对其污染防治技术的研究和开发。NO_X排放问题美国和日本研究的最早，日本早已制定出当时世界上最严格的NO_X排放标准，并研发出在燃料锅炉上增加消除NO_X设备的技术措施。NO_X在阳光的作用下会引起光化学反应，形成光化学烟雾，也易形成硝酸雨，臭氧减少也与其相关；NO_X中的NO₂吸入人体对心、肝、肾都有影响，还对神经系统有麻醉作用，其危害性远比人们预想的要大得多。发电、钢铁等行业排出的烟气中均含有大量氮氧化物，如不处理，这些废气排入大气会产生严重的污染，所以必须对外排的烟气进行脱硝处理。

脱硝的反应原理即为将NO_X在还原剂的作用下生成N₂的过程，还原剂为NH₃、尿素居多。现今主要的脱硝技术为：选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)两种，也可将两种工艺进行组合。SNCR技术不需要催化剂，反应温度在750℃～1000℃间，在此温度段喷入还原剂进行反应，该方法具有工艺简单、占地小、投资成本低的特点，但要求高温反应，存在脱硝效率不高，氨逃逸偏大的问题，多用于锅炉炉膛部位，适用于在脱硝排放要求不高的地区单独使用。SCR技术为催化还原法，需在反应区间加入催化剂，反应温度在250℃～450℃间，该方法脱硝效率可超过85％，但成本高，是SNCR的数倍，占地规模也大。在环保要求日益严格的条件下，部分重点地区已要求NO_X排放低于50mg/Nm³，这是SNCR技术所不能达到的，所以SCR技术将是未来脱硝的主要方向。

SCR主要工艺路线为：将烟气温度通过GGH换热、热风炉加热到反应所需温度区间(如温度合适则无需设置GGH和热风炉)，在反应器进口烟道设置喷氨格栅，与原烟气经充分混合后一同进入反应器，在催化剂的作用下将NO_X还原成N₂。整个SCR工艺最为重要的即为反应器，其设计成功与否决定了最终的脱硝效率。

现有SCR脱硝一套系统一般仅设一台反应器，在遇到负荷变化，总烟气量变小时，反应器存在处理量过小，资源存在浪费的问题；另外单体反应器过大在制造以及吊装方面也会造成很大困难，增加更多的成本。

有鉴于此，设计制造出一种能够根据负荷变化合理控制处理量，避免资源浪费，同时能够实现反应器的小型化的多仓SCR反应系统就显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多仓SCR反应系统，能够根据负荷变化合理控制处理量，避免资源浪费，同时能够实现反应器的小型化，方便反应器的组装制作。

本实用新型是采用以下的技术方案来实现的。

一种多仓SCR反应系统，包括进口总烟道、出口总烟道和多个脱硝反应器，所述进口总烟道分别与多个所述脱硝反应器的进气口连接，所述出口总烟道分别与多个所述脱硝反应器的出气口连接，每个所述进气口处均设置有用于打开或者关闭所述进气口的进口挡板门，每个所述出气口均设置有用于打开或者关闭所述出气口的出口挡板门。

进一步地，所述脱硝反应器包括壳体框架、进口封头、出口封头和多个催化剂块，所述进口封头和所述出口封头分别设置在所述壳体框架的两端，并与所述壳体框架共同围成反应内腔，多个所述催化剂块设置设置在所述反应内腔中，所述进口封头具有所述进气口，所述出口封头具有所述出气口。

进一步地，所述进口封头包括进口壳体和进口膨胀节，所述进口壳体具有相对的第一大端和第一小端，所述进口膨胀节设置在所述第一小端，所述进口挡板门设置在所述进口膨胀节上，所述第一大端与所述壳体框架连接；所述出口封头包括出口壳体和出口膨胀节，所述出口壳体具有相对的第二大端和第二小端，所述出口膨胀节设置在所述第二小端，所述出口挡板门设置在所述出口膨胀节上，所述第二大端与所述壳体框架连接。

进一步地，所述进口壳体上还开设有再生风入口，所述再生风入口与所述反应内腔连通，用于向多个所述催化剂块通入再生空气。

进一步地，所述壳体框架包括梁柱框架和围壁板，所述围壁板包覆在所述梁柱框架上并分别与所述进口封头和所述出口封头连接，所述梁柱框架具有多个间隔且平行设置的支撑层，多个所述催化剂块分别设置在多个所述支撑层上。

进一步地，所述围壁板内侧还设置有壁板加强筋。

进一步地，每个所述支撑层上设置有吹灰器，用于对对应的催化剂块进行清灰。

进一步地，所述围壁板上还设置有多个吊装门，多个所述吊装门与多个所述支撑层相对应。

进一步地，所述梁柱框架的顶部设置有整流格栅。

进一步地，所述脱硝反应器还包括滑动支架和多个导向支架，所述滑动支架设置在所述壳体框架的底部，用于承载所述壳体框架，所述导向支架设置在所述壳体框架的中部，用于对所述壳体框架进行限位。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种多仓SCR反应系统，将进口总烟道和出口总烟道分别与多个脱硝反应器连接，将常规的一台反应器处理的烟气量均分为多个脱硝反应器进行处理，并且在进气口和出气口处分别设置有进口挡板门和出口挡板门，可通过进口挡板门和出口挡板门控制脱硝反应器的离线或在线状态，进而通过总烟气量的变化，灵活调整多个脱硝反应器的在线或离线状态，使得其中部分脱硝反应器可根据实际烟气量适当关闭，进而避免多个脱硝反应器同时开启造成资源的浪费，保证了脱硝效率的稳定。同时因为通过多个反应器处理，可在不影响烟气处理总量的情况下将反应器小型化，大大降低了现场施工在吊装、制作方面的难度，方便组装。此外，通过多个脱硝反应器进行处理，能够实现不停机检修或更换催化剂，达到减少停机时间，保证脱硝效率稳定的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型提供的多仓SCR反应系统在第一视角下的结构示意图；

图2为本实用新型提供的多仓SCR反应系统在第二视角下的结构示意图；

图3为图1中脱硝反应器在第一视角下的结构示意图；

图4为图1中脱硝反应器在第二视角下的结构示意图；

图5为图1中脱硝反应器在第三视角下的结构示意图。

图标：100-多仓SCR反应系统；110-进口总烟道；130-出口总烟道；150-脱硝反应器；151-壳体框架；1511-梁柱框架；1513-围壁板；1515-壁板加强筋；1517-支撑层；1519-吹灰器；153-进口封头；1531-进口壳体；1533-进口膨胀节；1535-再生风入口；154-整流格栅；155-出口封头；1551-出口壳体；1553-出口膨胀节；156-吊装门；157-催化剂块；158-滑动支架；159-导向支架；170-进口挡板门；190-出口挡板门。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

正如背景技术中所公开的，现有的脱硝系统，通常只采用一台脱硝反应器进行脱硝操作，在处理烟气量变小时，反应器无法达到其最佳处理量，导致其存在处理量过小，资源存在浪费的问题，另外，单独设置一台脱硝反应器，则其必须设置成能够处理峰值的烟气量大小，导致了其体积较大，在制造以及吊装方面也会有很大困难，无疑增加了更多的成本。

如何能够实现脱硝反应器的小型话，同时能够根据烟气量的大小来调节反应器总的处理量，避免造成资源浪费，是实用新型要解决的问题。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

结合参见图1至图5，本实施例提供了一种多仓SCR反应系统100，其能够避免资源的浪费，并能够实现小型化，方便组装和制作，并且能够实现不停机检修或更换催化剂，达到减少停机时间，保证脱硝效率稳定的效果。

本实施例提供的多仓SCR反应系统100，包括进口总烟道110、出口总烟道130和多个脱硝反应器150，进口总烟道110分别与多个脱硝反应器150的进气口连接，出口总烟道130分别与多个脱硝反应器150的出气口连接，每个进气口处均设置有用于打开或者关闭进气口的进口挡板门170，每个出气口均设置有用于打开或者关闭出气口的出口挡板门190。

在实际工作时，多个进口挡板门170和多个出口挡板门190均根据反应器的设计温度、压力进行选择挡板门规格，且均为电控门，在外部中控机的控制下控制脱硝反应器150处于在线或者离线状态。当然，此处进口挡板门170和出口挡板门190也可以是手动开启，工作人员根据实际烟气量的大小关闭其中部分的进口挡板门170和出口挡板门190。

需要说明的是，本实施例中所提及的在线状态，指的是脱硝反应器150的进气口和出气口均打开，使得脱硝反应器150能够正常地进行脱硝操作，本实施例中所提及的离线状态，指的是脱硝反应器150的进气口和出气口均关闭，使得脱硝反应器150处于停止状态，不参与脱硝作业。

在本实施例中，脱硝反应器150为6个，6个脱硝反应器150呈阵列设置，进口总烟道110分别与6个进气口连接，出口总烟道130分别与6个出气口连接，每个脱硝反应器150的进气口和出气口均安装有挡板门，根据总烟气量的变化调整进气口、出气口上的挡板门的开关，控制脱硝反应器150的在线离线状态。当然，此处6个仅仅是举例说明，并不限于此，其他数目的脱硝反应器150也可以。

脱硝反应器150包括壳体框架151、进口封头153、出口封头155、多个催化剂块157、滑动支架158和多个导向支架159，进口封头153和出口封头155分别设置在壳体框架151的两端，并与壳体框架151共同围成反应内腔，多个催化剂块157设置设置在反应内腔中，进口封头153具有进气口，出口封头155具有出气口。滑动支架158设置在壳体框架151的底部，用于承载壳体框架151，导向支架159设置在壳体框架151的中部，用于对壳体框架151进行限位。

在本实施例中，催化剂块157为4个，分4层沿竖直方向间隔设置在反应内腔中，4层催化剂三备一用。催化剂块157为矩形块状，长宽尺寸为2m×1m，可为板式或蜂窝式催化剂。当然，此处催化剂的层数、形状、尺寸等参数均为举例说明，并不仅仅限于本实施例中所列出的数值。

需要说明的是，本实施例中所提及的催化剂，是以TiO2为基材，以V2O5为主要活性成分，以WO3、MoO3为抗氧化、抗毒化辅助成分的复合材料，其结构和成分与现有的脱硝催化剂一致，具体可参照现有的脱硝催化剂。

在本实施例中，壳体框架151的顶部设置有整流格栅154。采用80mm×80mm×2mm的方形钢管，根据流场模拟结果，组装成多个便于安装的小型模块，分别安装于反应器的最上层，对进口烟气起导流均布作用。

进口封头153包括进口壳体1531和进口膨胀节1533，进口壳体1531具有相对的第一大端和第一小端，进口膨胀节1533设置在第一小端，进口挡板门170设置在进口膨胀节1533上，第一大端与壳体框架151连接。出口封头155包括出口壳体1551和出口膨胀节1553，出口壳体1551具有相对的第二大端和第二小端，出口膨胀节1553设置在第二小端，出口挡板门190设置在出口膨胀节1553上，第二大端与壳体框架151连接。

在本实施例中，进口膨胀节1533和出口膨胀节1553的作用均为吸收反应腔体内竖直、水平方向上的膨胀和收缩位移，其根据膨胀量、温度、压力选择膨胀节规格。在本实施例中，进口壳体1531和出口壳体1551均为大小头，且大端和小端均为矩形，起到连通外部烟道与反应腔体的作用。

在本实施例中，进口壳体1531上还开设有再生风入口1535，再生风入口1535与反应内腔连通，用于向多个催化剂块157通入再生空气，再生空气在催化剂活性降低后能够起到再生作用，重新提高催化剂块157的催化活性。需要说明的是，本实施例中再生风入口1535在脱硝反应器150处于离线状态时开启，从而再生催化剂，在脱硝反应器150处于在线状态时再生风入口1535关闭，避免影响内部气压和脱硝效率。

在本实施例中，进口壳体1531上还开设有人孔门，方便安装整流格栅154。人孔门为日常检修查看反应内腔使用，大小为600mm×500mm，安装于进口壳体1531的下部位置。

壳体框架151包括梁柱框架1511、围壁板1513和壁板加强筋1515，围壁板1513包覆在梁柱框架1511上并分别与进口封头153和出口封头155连接，梁柱框架1511具有多个间隔且平行设置的支撑层1517，多个催化剂块157分别设置在多个支撑层1517上。梁柱框架1511为整个反应器的支撑主体，起到整体荷载支撑作用。围壁板1513内侧还设置有壁板加强筋1515，壁板加强筋1515起到包覆和抵抗负压的作用。整流格栅154设置在梁柱框架1511的顶部。

在本实施例中，支撑层1517由支撑梁构成，支撑梁呈井字形布置，主梁方向两侧的胃壁板上设置有框架柱，用于传递每层荷载至底层的滑动支架158，因底层滑动支架158为可滑动设置，为限制壳体框架151水平方向的自由度，从下往上在第一、第三和第四层催化剂层的外侧围壁板1513上均设置有导向支架159，从而起到稳定结构的作用。一层承重用的滑动支架158和三层导向支架159的组合有利于降低脱硝反应器150整体的底部弯矩，减小脱硝反应器150的材料用量。

在本实施例中，每个支撑层1517上设置有吹灰器1519，用于对催化剂块157进行清灰，清除催化剂表面的积灰，提高催化剂的利用率。围壁板1513上还设置有多个吊装门156，多个吊装门156与多个支撑层1517相对应。从而方便检修和更换催化剂层，同时检修吹灰器1519。具体地，吊装门156为催化块剂安装专用门，门宽大于催化剂块157的尺寸，自带保温及护板，可在不拆除周围保温的情况下打开吊装门156。

综上所述，本实施例提供的一种多仓SCR反应系统100，将常规一台反应器处理的烟气量均分为多台相同的小型脱硝反应器150处理，可随总烟气量变化，灵活调整各脱硝反应器150的离线在线状态，保证了脱硝效率的稳定。同时因把脱硝反应器150小型化，矩阵化布置，大大降低了现场施工在吊装、制作、采购方面的难度，可批量化生产每台脱硝反应器150的部件，地面组装成型，而不需要像大型反应器一样单片壁板吊装，高空组装，组装难度低。此外，本实用新型提供的上述结构可灵活调整反应器离线在线状态，能在不停机的情况下检修或更换催化剂或对失效的催化剂进行再生操作，达到减少停机时间，保证脱硝效率稳定的作用，离线也减轻了设备损耗，节省了离线反应器配套设备的能耗。

SCR脱硝工艺反应器内最优的烟气流速约4～6m/s，在此速度范围内可达到理想的脱硝效率，因为总烟气量变化较大的情况下，系统仅设一台反应器则可能烟气流速偏离此范围。采用分多仓结构反应器则可通过开启或关闭部分反应器使流速始终在设计流速范围，保证脱硝效率的稳定，也减小了设备损耗。

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

1.一种多仓SCR反应系统，其特征在于，包括进口总烟道、出口总烟道和多个脱硝反应器，所述进口总烟道分别与多个所述脱硝反应器的进气口连接，所述出口总烟道分别与多个所述脱硝反应器的出气口连接，每个所述进气口处均设置有用于打开或者关闭所述进气口的进口挡板门，每个所述出气口均设置有用于打开或者关闭所述出气口的出口挡板门。

2.根据权利要求1所述的多仓SCR反应系统，其特征在于，所述脱硝反应器包括壳体框架、进口封头、出口封头和多个催化剂块，所述进口封头和所述出口封头分别设置在所述壳体框架的两端，并与所述壳体框架共同围成反应内腔，多个所述催化剂块设置在所述反应内腔中，所述进口封头具有所述进气口，所述出口封头具有所述出气口。

3.根据权利要求2所述的多仓SCR反应系统，其特征在于，所述进口封头包括进口壳体和进口膨胀节，所述进口壳体具有相对的第一大端和第一小端，所述进口膨胀节设置在所述第一小端，所述进口挡板门设置在所述进口膨胀节上，所述第一大端与所述壳体框架连接；所述出口封头包括出口壳体和出口膨胀节，所述出口壳体具有相对的第二大端和第二小端，所述出口膨胀节设置在所述第二小端，所述出口挡板门设置在所述出口膨胀节上，所述第二大端与所述壳体框架连接。

4.根据权利要求3所述的多仓SCR反应系统，其特征在于，所述进口壳体上还开设有再生风入口，所述再生风入口与所述反应内腔连通，用于向多个所述催化剂块通入再生空气。

5.根据权利要求2所述的多仓SCR反应系统，其特征在于，所述壳体框架包括梁柱框架和围壁板，所述围壁板包覆在所述梁柱框架上并分别与所述进口封头和所述出口封头连接，所述梁柱框架具有多个间隔且平行设置的支撑层，多个所述催化剂块分别设置在多个所述支撑层上。

6.根据权利要求5所述的多仓SCR反应系统，其特征在于，所述围壁板内侧还设置有壁板加强筋。

7.根据权利要求5所述的多仓SCR反应系统，其特征在于，每个所述支撑层上设置有吹灰器，用于对对应的催化剂块进行清灰。

8.根据权利要求5所述的多仓SCR反应系统，其特征在于，所述围壁板上还设置有多个吊装门，多个所述吊装门与多个所述支撑层相对应。

9.根据权利要求5所述的多仓SCR反应系统，其特征在于，所述梁柱框架的顶部设置有整流格栅。

10.根据权利要求2所述的多仓SCR反应系统，其特征在于，所述脱硝反应器还包括滑动支架和多个导向支架，所述滑动支架设置在所述壳体框架的底部，用于承载所述壳体框架，所述导向支架设置在所述壳体框架的中部，用于对所述壳体框架进行限位。