CN212215136U - 一种整流格栅装置及scr脱硝反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种整流格栅装置及SCR脱硝反应器，属于烟气脱硝技术领域。该整流格栅装置包括多个分流插板和设置有多个扩口通道的整流板，扩口通道的进气口的当量直径小于扩口通道的出气口的当量直径，扩口通道的出气口一侧的内侧壁上开设有插接槽，分流插板可选择性地插接于插接槽内，用于将对应的扩口通道分隔成多个子通道。SCR脱硝反应器包括自下而上依次连通的混合区、整流区和催化反应区，整流区内设置有整流格栅装置，整流格栅装置用于对混合气体整流。提高混合气体的速度均匀性，降低气流角矢量波动幅度以满足流场验收指标，进而减轻对催化剂的磨损，提高催化剂的使用寿命及SCR脱硝反应器的脱硝效率，减少氨气的浪费和氨逃逸造成的污染。

Description

一种整流格栅装置及SCR脱硝反应器

技术领域

本实用新型涉及烟气脱硝技术领域，尤其涉及一种整流格栅装置及SCR脱硝反应器。

背景技术

目前，烟气脱硝方法主要包括选择性催化还原(Selective CatalyticRecduction，SCR)技术、选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Recduction，SNCR)技术、SNCR/SCR联合脱硝技术等，其中SCR脱硝技术是当前应用最广、最有效的的主流技术，脱硝效率达到80％以上。SCR脱硝技术的主要原理是，将一定浓度的还原剂氨气(NH3)喷入烟气中进行充分混合，流经催化反应区，在催化剂的作用下将烟气中的NO_x还原生成N₂，实现NO_x的脱除。

烟气与氨气的混合程度关系到船用SCR脱硝系统脱硝效率的高低。为此，在烟气管道内靠近氨气喷嘴的下游处设置一组旋流混合器，提高氨气与烟气的混合程度。但氨气与烟气经旋流混合器后，速度有旋动趋势，不能实现“催化剂上游的气流角以竖直线为基准的第一层催化剂表面的气流角矢量波动不大于±10°”的流场验收指标，由于气流角矢量波动过大，造成催化剂的严重磨损，进而大幅缩短催化剂的使用寿命以及降低船舶SCR脱硝反应器的脱硝效率。

因此，亟需一种能够降低气流角矢量波动的整流格栅装置及SCR脱硝反应器以解决现有技术中存在的上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种整流格栅装置及SCR脱硝反应器，该整流格栅装置及SCR脱硝反应器能够降低混合气体的气流角矢量波动幅度，提高混合气体的速度均匀性，从而提高SCR脱硝反应器的脱硝效率。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种整流格栅装置，包括多个分流插板和设置有多个扩口通道的整流板，所述扩口通道的进气口的当量直径小于所述扩口通道的出气口的当量直径，所述扩口通道靠近出气口的一侧的内侧壁上开设有插接槽，所述分流插板可选择性地插接于所述插接槽内，用于将对应的所述扩口通道分隔成多个子通道。

作为一种整流格栅装置的优选技术方案，所述扩口通道为锥台形通道。

作为一种整流格栅装置的优选技术方案，所述扩口通道为正四棱锥台形通道，所述进气口的边长为30mm～35mm，所述出气口的边长为40mm～45mm。

作为一种整流格栅装置的优选技术方案，所述插接槽与所述扩口通道的出气口端面连通，所述插接槽与所述扩口通道的进气口端面不连通。

作为一种整流格栅装置的优选技术方案，所述分流插板为十字型插板。

作为一种整流格栅装置的优选技术方案，所述整流板垂直气流方向的截面为正方形，所述整流板上中心对称设置有多个所述扩口通道。

为达上述目的，本实用新型还提供了一种SCR脱硝反应器，包括自下而上依次连通的混合区、整流区和催化反应区，所述整流区内设置有如上所述的整流格栅装置，所述整流格栅装置用于对烟气和氨气的混合气体整流。

作为一种SCR脱硝反应器的优选技术方案，所述混合区中设置有烟气管道、旋流混合器和氨气喷嘴，所述氨气喷嘴设置在所述烟气管道的内壁上，所述旋流混合器设置在所述烟气管道内且位于所述氨气喷嘴的下游，所述旋流混合器用于提高氨气与烟气的混合程度。

作为一种SCR脱硝反应器的优选技术方案，所述催化反应区中沿所述混合气体的流动方向设置有多层催化剂。

作为一种SCR脱硝反应器的优选技术方案，所述SCR脱硝反应器还包括支撑架，所述支撑架用于固定支撑所述整流格栅装置。

本实用新型提供了一种整流格栅装置，包括多个分流插板和设置有多个扩口通道的整流板，扩口通道的进气口的当量直径小于扩口通道的出气口的当量直径，对速度呈旋动状态的混合气体进行整流，进而降低气流角矢量波动；扩口通道的出气口一侧的内侧壁上开设有插接槽，根据混合气体速度旋动程度的大小，分流插板可选择性地插接于插接槽内，用于将对应的扩口通道分隔成多个子通道以加强对混合气体的整流效果，降低气流角矢量波动幅度以满足流场验收指标。

本实用新型还提供了一种SCR脱硝反应器，包括自下而上依次连通的混合区、整流区和催化反应区，整流区内设置有上述整流格栅装置，整流格栅装置用于对混合气体整流。通过整流格栅装置对来自混合区的烟气和氨气的混合气体进行整流，使该混合气体的速度在接近催化剂处时较为均匀，以较小粒子垂直入射角接触催化剂，从而减轻对催化剂的磨损，延长催化剂的使用寿命，提高SCR脱硝反应器的脱硝效率，减少氨气的浪费和氨逃逸造成的污染。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的整流格栅装置的部分结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的分流插板的结构示意图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的SCR脱硝反应器的结构示意图。

附图标记：

1、整流板；11、插接槽；2、分流插板；3、扩口通道；

100、整流格栅装置；200、混合区；2001、烟气管道；2002、旋流混合器；2003、氨气喷嘴；300、催化反应区；3001、催化剂；400、支撑架。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种整流格栅装置100，该整流格栅装置100包括多个分流插板2和设置有多个扩口通道3的整流板1，扩口通道3的进气口的当量直径小于扩口通道3的出气口的当量直径，扩口通道3出气口一侧的内侧壁上开设有插接槽11，分流插板2可选择性地插接于插接槽11内，用于将对应的扩口通道3分隔成多个子通道。

当混合气体通过当量直径较小的进气口时，对速度呈旋动状态的混合气体进行整流，降低了气流角矢量波动；为减小气体流通阻力，出气口的当量直径较大，保证混合气体能够经整流后快速从出气口流出。根据混合气体速度旋动程度的大小，分流插板2可选择性地插接于插接槽11内，进一步将对应的扩口通道3分隔为多个当量直径更小的通道，以加强对混合气体的整流效果，降低气流角矢量波动幅度，进而满足“催化剂上游的气流角以竖直线为基准的第一层催化剂表面的气流角矢量波动不大于±10°”的流场验收指标。

可选地，扩口通道3为锥台形通道。锥台形通道的内壁沿混合气体的流动方向过渡平滑，可进一步避免混合气体与锥台形通道内壁的碰撞与摩擦，进一步减小气体流通阻力，使得混合气体流通更加顺畅。

优选地，扩口通道3为正四棱锥台形通道，进气口的边长为30mm～35mm，出气口的边长为40mm～45mm。该尺寸设计既能保证对混合氨气和烟气的整流效果，又能减小气体流通阻力。在另一实施例中，扩口通道3还可以为圆锥台形通道。

如图1和图2所示，插接槽11与扩口通道3的出气口端面连通，插接槽11与扩口通道3的进气口端面不连通。具体地，在每个扩口通道3的出气口一侧插接槽11具有以下布置方式：沿第一方向相对设置有两个插接槽11，沿第二方向相对设置有两个插接槽11，第一方向与第二方向垂直。分流插板2设置为与插接槽11相适配的十字型插板。可根据混合气体速度旋动程度的大小，将十字型插板插接于插接槽11中，以将扩口通道3分为四条独立的子通道，可加强对混合气体的整流效果，提高混合气体的速度均匀性，降低气流角矢量波动幅度以满足流场验收指标。

进一步地，整流板1垂直气流方向的截面为正方形，整流板1上中心对称设置有多个扩口通道3。示例性地，在本实施例中，整流板1的边长设计为750mm，在整流板1上中心对称均匀分布有16个扩口通道3，既能保证对混合气体的整流效果，又能降低气体流通阻力。在其它实施例中，可根据整流板1边长的大小，适当调整整流板1上扩口通道3分布的数量以及尺寸，具体在此不再赘述。

更进一步地，整流板1和分流插板2的材质均为不锈钢材质。不锈钢材质可延长整流格栅装置的使用寿命。

如图3所示，本实施例还提供了一种SCR脱硝反应器，该SCR脱硝反应器包括壳体，壳体内部包括自下而上依次连通的混合区200、整流区和催化反应区300，整流区内设置有上述的整流格栅装置100，整流格栅装置100用于对烟气和氨气的混合气体整流。

整流格栅装置100对来自混合区200的混合气体进行整流，降低了气流角矢量波动，使混合气体的速度在接近催化剂处时较为均匀，混合气体以较小粒子垂直入射角接触催化剂，进而当混合气体进入催化反应区300时可减轻对催化剂的磨损。整流格栅装置100的设置提高了催化剂的使用寿命，提高了SCR脱硝反应器的脱硝效率，及减少了氨气的浪费和氨逃逸造成的污染。本实施例提供的SCR脱硝反应器可应用于船舶领域中的发动机尾气处理，减少船舶尾气污染。

具体地，混合区200包括烟气管道2001、旋流混合器2002和氨气喷嘴2003，氨气喷嘴2003设置在烟气管道2001的内壁上，旋流混合器2002设置在烟气管道2001内且位于氨气喷嘴2003的下游，旋流混合器2002用于提高氨气与烟气的混合程度。烟气通过烟气管道2001与从氨气喷嘴2003喷出的氨气经过旋流混合器2002进行混合，旋动的气流经整流格栅装置100整流，再进入催化反应区300反应以脱去烟气中的NOx。旋流混合器2002的设置保证烟气与氨气均匀混合，进一步提高SCR脱硝反应器的脱硝效率，减少氨气的浪费和氨逃逸造成的污染。

优选地，催化反应区300中沿混合气体的流动方向设置有多层催化剂3001。保证氨气与烟气充分的反应，进一步提高SCR脱硝反应器的脱硝效率，及减少氨气的浪费和氨逃逸造成的污染。

如图3所示，SCR脱硝反应器还包括支撑架400，支撑架400用于固定支撑整流格栅装置100。在本实施例中，支撑架400优选为三角支撑架，三角支撑架更加稳定，能够提高整流格栅装置100与壳体内壁连接的稳定性。具体地，支撑架400设置在整流格栅装置100的下方，支撑架400一端与整流格栅装置100连接，另一端固定连接于壳体内壁上，保证SCR脱硝反应器的安全使用。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种整流格栅装置，其特征在于，包括多个分流插板(2)和设置有多个扩口通道(3)的整流板(1)，所述扩口通道(3)的进气口的当量直径小于所述扩口通道(3)的出气口的当量直径，所述扩口通道(3)靠近出气口的一侧的内侧壁上开设有插接槽(11)，所述分流插板(2)可选择地插接于所述插接槽(11)内，用于将对应的所述扩口通道(3)分隔成多个子通道。

2.如权利要求1所述的整流格栅装置，其特征在于，所述扩口通道(3)为锥台形通道。

3.如权利要求2所述的整流格栅装置，其特征在于，所述扩口通道(3)为正四棱锥台形通道，所述进气口的边长为30mm～35mm，所述出气口的边长为40mm～45mm。

4.如权利要求1所述的整流格栅装置，其特征在于，所述插接槽(11)与所述扩口通道(3)的出气口端面连通，所述插接槽(11)与所述扩口通道(3)的进气口端面不连通。

5.如权利要求1所述的整流格栅装置，其特征在于，所述分流插板(2)为十字型插板。

6.如权利要求1所述的整流格栅装置，其特征在于，所述整流板(1)垂直气流方向的截面为正方形，所述整流板(1)上中心对称设置有多个所述扩口通道(3)。

7.一种SCR脱硝反应器，其特征在于，包括自下而上依次连通的混合区(200)、整流区和催化反应区(300)，所述整流区内设置有如权利要求1～6任一项所述的整流格栅装置(100)，所述整流格栅装置(100)用于对烟气和氨气的混合气体整流。

8.如权利要求7所述的SCR脱硝反应器，其特征在于，所述混合区(200)中设置有烟气管道(2001)、旋流混合器(2002)和氨气喷嘴(2003)，所述氨气喷嘴(2003)设置在所述烟气管道(2001)的内壁上，所述旋流混合器(2002)设置在所述烟气管道(2001)内且位于所述氨气喷嘴(2003)的下游，所述旋流混合器(2002)用于提高氨气与烟气的混合程度。

9.如权利要求7所述的SCR脱硝反应器，其特征在于，所述催化反应区(300)中沿所述混合气体的流动方向设置有多层催化剂(3001)。

10.如权利要求7所述的SCR脱硝反应器，其特征在于，所述SCR脱硝反应器还包括支撑架(400)，所述支撑架(400)用于固定支撑所述整流格栅装置(100)。

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