CN212594994U - 一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置 - Google Patents
一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置，其创新点在于：包括高温热风储存及缓冲室、内衬保温材料I型(普通耐火纤维)、内衬保温材料II型(高纯型HP硅酸铝纤维块)、高温防护涂料、锚固件、高温热风喷射管通道、高温热风喷口、低温烟气整流器、低温烟气通道、椭圆盘混合器。所述高温热风储存及缓冲室和热风喷射管选用经济节能的普通碳钢材料+耐高温高纯型HP硅酸铝纤维块材料。热风喷射管直接插入低温烟气通道内，所述混合气在椭圆形混合器的导向扰流作用下产生湍流，快速达到均匀混合。此外，通过调整高温热风喷射管间距、热风喷口直径以优化流场、提高性能。
Description
技术领域
本实用新型属于烟气处理技术领域，具体涉及一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置，可应用于钢铁烧结、焦化、工业窑炉等行业的烟气处理系统中。
背景技术
氮氧化物是大气中主要的气态污染物之一，含多种化合物，其中NO和NO2是大气中主要的氮氧化物，以NOx表示。随着环保形式的日趋严格，近年来，全国各省市相继出台钢铁行业减排政策。
氮氧化物的处理方法有多种：低氮燃烧、选择性非催化法(SNCR)和选择性催化法(SCR)等，每种处理方法都有其优势和局限性。目前比较成熟的技术为SCR，广泛应用于电厂、钢铁、焦化、工业窑炉。影响SCR法去除NOX的因素有温度、催化剂活性等，其中温度影响到催化剂的选型。目前市场上催化剂主要分低温、中高温两种。中高温催化剂活性温度要求大于280℃，而钢铁行业主抽风机出口温度约110℃-170℃，不能满足要求。
需采用独立的燃烧室对燃料进行燃烧后产生高温热风再与脱硝烟道内的低温烟气混合，以此保证脱硝烟道内烟气的脱硝温度。高温热风温度一般≥1000℃，对材料的选型非常苛刻，一般选型高等级的金属材料。常用混风方式有：
一.将冷热烟气分别从热源头、冷源头引出后进去冷热交界处的钢制混合器，混合容器内设置螺旋导向板、管路系统设置仪表等控制系统。
二.将高温热风直接深入低温烟气通道内，会出现局部高温导致低温烟通道形变受损，甚至高温热风将催化剂板结，失去活性。
传统的混合设备通常占地面积大，投资较高、施工较长，节能效果欠佳，因此提出一种效果好节能经济型的冷热风整流、混合装置。适用范围广、维护方便。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的缺点：提供一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置，为了解决现有高低温烟气直接混合设备成本费用高，流场不均匀，很难快速调整到催化剂活性温度的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置，其创新点在于：包括高温热风储存及缓冲室、内衬保温材料I型(普通耐火纤维)、内衬保温材料II型(高纯型HP硅酸铝纤维块)、高温防护涂料、锚固件、高温热风喷射管、高温热风喷口、低温烟气整流器、低温烟气通道、椭圆盘混合器。
储存及缓冲室内平均温度≥1000℃，储存及缓冲室长度与低温烟气通道长边保持一致，所述储存及缓冲室内表面设置有普通耐火纤维和耐高温高纯型HP硅酸铝纤维块，长期使用温度可高达1500℃，热导率比较低，一般为轻质砖的1/5，能有效降低高温热风的热量损失，实现节能目的；所述耐高温高纯型HP硅酸铝纤维块外表面涂刷高温防护涂料。
高温热风喷射管，一端与储存及缓冲室直接连通，连接方法：外壳钢板间固定焊接。高温热风喷射管另一端部分插入低温烟气通道另一侧，所述高温热风喷射管内表面设置有高纯型HP硅酸铝纤维块，所述耐高温高纯型HP硅酸铝纤维块表面涂刷高温防护涂料。所述高温热风喷射管上表面根据低温烟气的温度区间230℃-265℃开不同孔径的孔，不同的温度区间由换热设备顺时针或逆时针旋转所得，首选旋转进入低温烟气部分侧出口温度较低，热风出口孔径相对较大来补热量。
可行的，所述低温烟气进口为不规则外形，在进口前设计整理器，整流器截面与长方形低温烟气通道截面一致，选用10mm钢板格栅式布置，形成一个规则的网格状，高度300mm.进一步增加流场的均匀性效果，从而减少对壁板的磨损。
可行的，所述低温烟气从高温热风喷射管下方垂直进入热风段，在冷热风混合段上方设置椭圆形混合器，进一步增加混合效果，实现短时、短距离温度均匀性，防止高温风烧损低温烟气通道。
可行的，所述椭圆形混合器设有用于限制及支撑混合盘的支撑杆，防止混合盘的角度变化，影响混合效果。
可行的，所述耐高温耐材选型为波纹型模块，热膨胀时利用波纹型的优点模块与模块之间挤压，避免出现搭接型材料搭接不理想出现间隙造成热损失。
采用上述结构后，本实用新型具有以下优点：
1.安全：采用上级椭圆形混合器，能够快速调整达到温度均匀性，防止局部温度过高造成风道烧损变形，实现安全目的；
2.节能：采用耐高温高纯型HP硅酸铝纤维块能有效降低高温热风的热量损失，实现节能目的；
3.经济：
本实用新型提供了一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置，选用普通碳钢材料内表面衬耐高温高纯型HP硅酸铝纤维块材料替代原有高等金属材料310S，单位面积成本降低至47％；不需要做设备基础及大量风道的接引支架；总之，设备简单、施工量少、安全可靠、投资成本低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置结构示意图；
图2是本实用新型的一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置热风箱刨面示意图；
图3是本实用新型的一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置低温烟气整流器示意图；
图4是本实用新型的一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置椭圆形混合器俯视示意图；
图5是本实用新型的一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置扰流片放大侧视图；
图中，1-高温热风储存及缓冲室，2-内衬保温材料I型(普通耐火纤维)，3-内衬保温材料II型(高纯型HP硅酸铝纤维块)，4-锚固件，5-高温热风喷射管，6-高温热风喷口， 7-低温烟气整流器，8-低温烟气通道，9-椭圆盘混合器、10-高温防护涂料。
具体实施方式
为了将本实用新型的目的、技术优点更加清楚的表述，以下结合附图及具体实施方式做进一步的详细说明。此处所描述的具体实施方式仅用于解释本实用新型，并不限定于本实用新型。
本实用新型一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置，如图1和图2所示，由一个高温热风储存及缓冲室1、高温热风喷射管5、低温烟气整流器、低温烟气通道、椭圆盘混合器组成，所述高温热风储存及缓冲室1内衬保温材料I型(普通耐火纤维)2和保温材料II 型(高纯型HP耐火纤维块)3，所述内衬保温材料I型(普通耐火纤维)2和保温材料II 型(高纯型HP耐火纤维块)通过锚固件4与储存及缓冲室壁连接，所述锚固件4和高温热风储存及缓冲室内表面垂直固定焊接，内衬保温材料I型(普通耐火纤维)2和锚固件 4垂直安装，内衬保温材料I型(普通耐火纤维)2安装时需要挤压压缩约10mm，内衬保温材料II型(高纯型HP硅酸铝纤维块)3配套带304材质角铁式固定件和锚固件4搭接固定，所述内衬保温材料II型(高纯型HP硅酸铝纤维块)3表面设置有1400℃高温防护涂料，喷涂、刮抹5mm防护层，间隔2米在高纯型HP硅酸铝纤维块，钻孔100mm深度填充高温防护涂料。
如图1所示，高温热风喷射管5均匀错层布置于高温热风储存及缓冲室1，通过与高温热风储存及缓冲室焊接；高温热风喷射管5上表面设置一排小圆孔--高温热风喷口6，所有热风喷射管上开孔数量一致，单根热风支管开孔孔径不一致，每根支管开孔率不一致。
如图1所示，低温烟气自下而上流动，通过低温烟气整流器7时，可以减少流体流经弯道时的分离现象，以优化流场、提高性能。
低温热烟气自下而上流动，因通流面积减小，高温热风喷射管起到扰流作用。加快冷热风的混合速度。
冷热混风气流自下而上流动，上升烟道直段较短，上游会存在明显偏流，温度不均匀性，通过上级椭圆盘混合器9，混合器分两组，气流导流方向各不相同，偏折气流在混合器上部形成剧烈湍流区域，有效加快了冷热风的混合时间，均匀度。
Claims (7)
1.一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置，所述装置包括高温热风储存及缓冲室，高温热风喷射管，高温热风喷口，低温烟气整流器，低温烟气通道，椭圆盘混合器、高温防护涂料，其特征在于：储存及缓冲室内平均温度≥1000℃，储存及缓冲室长度与低温烟气通道长边保持一致，所述储存及缓冲室内表面设置有普通耐火纤维和耐高温高纯型HP硅酸铝纤维块，长期使用温度可高达1500℃，高纯型HP硅酸铝纤维块外表面涂刷高温防护涂料；高温热风喷射管的一端与储存及缓冲室直接连通，另一端部分插入低温烟气通道另一侧；整流器设置在低温烟气通道下方，选用10mm钢板格栅式，形成一个规则的网格状，高度300mm；高低温烟气出口段安装有椭圆形混合器，进一步增加混合效果，实现短时、短距离温度均匀性，防止高温风烧损低温烟气通道。
2.根据权利要求1所述的一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置，其特征在于：高温热风储存及缓冲室内采用耐高温高纯型HP硅酸铝纤维块，能有效降低高温热风的热量损失，实现节能目的。
3.根据权利要求1所述的一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置，其特征在于：储存及缓冲室和喷射管选用普通碳钢材料内表面衬耐高温高纯型HP硅酸铝纤维块材料，高温热风喷射管内径一般为650-750mm。
4.根据权利要求1所述的一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置，其特征在于：高温热风喷口小圆孔孔径一般为200mm-400mm，孔间距为350-400mm，单根支管开孔孔径不一致。
5.根据权利要求1所述的一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置，其特征在于：混合器扰流片与气流方向成45°夹角，单组扰流片成镜像布置，相邻两组扰流片成90°垂直布置；相邻四个扰流片将气流导流方向各不相同，构成明显的湍流区。
6.根据权利要求1所述的一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置，其特征在于：混合器扰流片可为矩形、菱形或椭圆形。
7.根据权利要求1所述的一种烧结后置脱硝烟气温升优化装置，其特征在于：整流器模块为0.5～2.0m的矩形模块。
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