CN212915177U - 一种烟气处理装置 - Google Patents

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李凯
吴锐
朱红太
何洪
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Abstract

本实用新型公开了一种烟气处理装置，包括：依次连接的除尘室、SCR脱硝反应仓室及热交换仓室；除尘室用于除去烟气中的颗粒性杂质；SCR脱硝反应仓室设置有贵金属催化剂，贵金属催化剂用于氧化CO和NH3；热交换仓室用于利用经SCR脱硝反应仓室温度升高的烟气加热除尘室进口的烟气。该装置通过设置贵金属催化剂，有效脱除烟气中的CO和经过脱硝催化剂床层中未反应的NH3，达到超低排放的标准。并且将热交换仓室与烟气的进出口相链接，有效地利用CO氧化的热量加热进口的烟气，提高了能源利用率，减低了运行成本；在SCR反应仓室内增设了除尘室，进一步降低烟气中的灰尘含量，有效避免地低温SCR脱硝催化剂因少量硫酸氢铵吸附烟尘导致催化剂快速失活，提高催化活性。

Description

一种烟气处理装置
技术领域
本实用新型涉及环境保护及工业尾气处理技术领域，尤其涉及一种烟气处理装置。
背景技术
SCR是工业上应用最广的一种脱硝技术，可应用于电站锅炉、工业锅炉等，理想状态下，可使NOX的脱除率达90％以上，由于此法效率较高，是目前能找到的最好的可以广泛应用于固定源NOX治理的技术。此法的原理为：使用适当的还原剂，在一定条件下，用氨作为催化反应的还原剂，使氮氧化物转化为无害的氮气和水蒸气。
但是经检测，工业上经过SCR处理后排放的烟气仍然存在一定有害气体或者温室气体逃逸。
实用新型内容
(一)实用新型目的
本实用新型的目的是提供一种烟气处理装置以解决现有工业烟气处理不完善，不彻底，仍存有逃逸的有害气体的问题。
(二)技术方案
为解决上述问题，本实用新型的第一方面提供了一种烟气处理装置，包括：依次连接的除尘室、SCR脱硝反应仓室及热交换仓室；所述除尘室用于除去烟气中的颗粒性杂质；所述SCR脱硝反应仓室设置有贵金属催化剂，所述贵金属催化剂用于氧化CO和NH3；所述热交换仓室用于利用经所述SCR脱硝反应仓室温度升高的烟气加热所述除尘室进口的烟气。
进一步地，所述除尘室的内部设置有除尘器、引流板和泄灰器；所述除尘器装配在所述除尘室的出烟口；所述引流板设置在所述除尘室的进烟口；所述泄灰器设置在所述除尘器下方，所述泄灰器的泄灰口与所述除尘室的灰尘排放口连通。
进一步地，所述引流板与进烟方向呈钝角设置。
进一步地，所述SCR脱硝反应仓室内设置有脱硝催化剂层和贵金属催化剂床层；所述贵金属催化剂床层设置在所述脱硝催化剂层的上方，用于氧化烟气在脱硝反应中逃逸的CO和NH3。
进一步地，所述脱硝催化剂层为两层；两层所述脱硝催化剂层呈上下布置。
进一步地，所述脱硝催化剂层设置有蜂窝型脱硝催化剂和/或所述贵金属催化剂床层设置有蜂窝型催化剂。
进一步地，所述脱硝催化剂层包括脱硝催化剂载体和所述脱硝催化剂载体承载的脱硝催化剂；所述脱硝催化剂载体为二氧化钛或二氧化铈；所述脱硝催化剂为五氧化二钒、氧化锰、三氧化钼及三氧化钨中的一种或多种组合。
进一步地，所述贵金属催化剂床层包括陶瓷载体和所述陶瓷载体承载的贵金属氧化催化剂；所述陶瓷载体为堇青石或莫来石；所述贵金属氧化催化剂为铂、铑及钯中的一种或多种组合。
进一步地，所述SCR脱硝反应仓室内还设置有喷氨格栅；所述喷氨格栅安装在所述SCR脱硝反应仓室的入口。
进一步地，所述热交换仓室内设置有温度控制系统；所述烟气温度控制系统用于检测烟气温度，并且当烟气温度低于预设值时，所述烟气温度控制系统对烟气进行加热。
进一步地，所述烟气温度控制系统包括：温度传感器和加热器；所述温度传感器用于检测烟气温度；所述加热器用于对所述烟气加热。
根据本实用新型的另一个方面，提供一种烟气处理方法，包括：将锅炉烟气依次进行除尘处理和脱硝处理，得到含有逃逸气体烟气；利用贵金属催化氧化处理将所述含有CO和NH3的逃逸气体烟气进行氧化，得到高温洁净烟气；利用所述高温洁净烟气的热量加热所述锅炉烟气。
进一步地，所述脱硝处理采用蜂窝型脱硝催化剂。
进一步地，所述蜂窝型脱硝催化剂包括：脱硝催化剂载体和所述催化剂载体承载的脱硝催化剂；所述催化剂载体为二氧化钛或二氧化铈；所述脱硝催化剂为五氧化二钒、氧化锰、三氧化钼及三氧化钨中的一种或多种组合。
进一步地，所述脱硝催化剂载体的质量分数为85-95％；所述脱硝催化剂的质量分数为5-15％。
进一步地，所述贵金属催化氧化处理采用蜂窝型贵金属氧化催化剂。
进一步地，所述蜂窝型贵金属氧化催化剂包括：贵金属氧化催化剂载体和涂覆在所述贵金属催化剂载体上的贵金属氧化催化剂；所述贵金属催化剂载体为堇青石或莫来石；所述贵金属氧化催化剂为铂、铑及钯中的一种或多种组合。
进一步地，所述贵金属氧化催化剂载体的质量分数为98-99.5％；所述贵金属氧化催化剂的质量分数为0.5-2％。
本实用新型旨在提供本实用新型提供一种净化烟气中NOX、CO和NH3逃逸的工艺，包括除尘室、SCR脱硝反应仓室、热交换仓室；所述的除尘室与烟气入口相连，另一端与SCR脱硝反应仓室相连；热交换仓室与烟气的进出口相链接。本实用新型在脱硝催化剂床层后布置氧化CO和NH3的贵金属催化剂，有效脱除烟气中的CO和经过脱硝催化剂床层中未反应的NH3，达到超低排放的标准，同时有效地利用CO氧化的热量加热进口的烟气，提高了能源利用率，减低了运行成本。
(三)有益效果
本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本实用新型在脱硝催化剂床层后布置氧化CO和NH3的贵金属催化剂，可以有效脱除烟气中的CO和经过脱硝催化剂床层中未反应的NH3，达到超低排放的标准。并且将热交换仓室与烟气的进出口相链接，可以有效地利用CO氧化的热量加热进口的烟气，提高了能源利用率，减低了运行成本；
在SCR反应仓室内增设了除尘室，进一步降低烟气中的灰尘含量，有效避免地低温SCR脱硝催化剂因少量硫酸氢铵吸附烟尘导致催化剂快速失活，提高低温SCR脱硝催化剂的催化活性，并且，将除尘室、SCR反应仓室整合设计在一个筒体外壳内，整个装置设计紧凑，有效降低了烟气的管道输送流程，减少了烟气在管道运输过程中的热量损耗(即温降)，同时可以节省脱硝装置的占地面积。
附图说明
图1是根据本实用新型一具体实施方式的烟气处理装置结构示意图；
图2是根据本实用新型第二实施方式的烟气处理方法流程图。
附图标记：
1：除尘室；2：SCR脱硝反应仓室；3：脱硝催化剂层；4：贵金属催化剂床层；5：热交换仓室。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在本实用新型实施例的第一方面，提供了一种烟气处理装置，包括：依次连接的除尘室、SCR脱硝反应仓室及热交换仓室；所述除尘室用于除去烟气中的颗粒性杂质；所述SCR脱硝反应仓室设置有贵金属催化剂，所述贵金属催化剂用于氧化CO和NH3；所述热交换仓室用于利用经所述SCR脱硝反应仓室温度升高的烟气加热所述除尘室进口的烟气。
近年来，随着我国SCR脱硝装置大面积的使用和烟气减排技术的发展，非电力行业中钢铁、焦化、冶金等逐步进入超低排放的阶段，除对传统烟气排放物提高要求之外，对NH3逃逸的控制越来越严格而且CO排放已经提成日程。目前，该类行业的烟气治理过程中，并未对CO的进行处理，但是CO的燃烧值较高(280KJ/mol)，具有较高的利用价值，提供的热量可以重新加热SCR脱硝催化剂。除此之外，钢铁、焦化、冶金等行业中由于NOX浓度波动较大、烟气流场的不均匀、催化剂局部堵塞老化等原因不可避免地产生NH3逃逸，对环境产生二次污染。因此，实用新型人在目前脱硝的基础之上，还需要脱除CO和逃逸的NH3，以达到更高的烟气排放标准。
本实施例提供的装置可以同时去除NOX、CO和NH3逃逸的工艺，该工艺依次进行除尘、脱硝和脱除CO和NH3，既能减少CO和NH3的排放，又能够降低再加热成本，而且除尘和脱除工艺放在同一个仓室，还可以减少占地面积。
可选的，所述除尘室的内部设置有除尘器、引流板和泄灰器；所述除尘器装配在所述除尘室的出烟口；所述引流板设置在所述除尘室的进烟口；所述泄灰器设置在所述除尘器下方，所述泄灰器的泄灰口与所述除尘室的灰尘排放口连通。所述除尘器装配在所述除尘室的出烟口处；所述泄灰器固定在所述除尘器下方，泄灰器的泄灰口与除尘室的灰尘排放口连接。
可选的，所述引流板与进烟方向呈钝角设置。具体的，所述引流板以与反应前烟气的进烟方向呈钝角的方式装配在所述除尘室的进烟口处。
可选的，所述SCR脱硝反应仓室内设置有脱硝催化剂层和贵金属催化剂床层；所述贵金属催化剂床层设置在所述脱硝催化剂层的上方，用于氧化烟气在脱硝反应中逃逸的CO和NH3。
可选的，所述脱硝催化剂层为两层；两层所述脱硝催化剂层呈上下布置。
可选的，所述脱硝催化剂层设置有蜂窝型脱硝催化剂和/或所述贵金属催化剂床层设置有蜂窝型催化剂。
可选的，所述脱硝催化剂层包括脱硝催化剂载体和所述脱硝催化剂载体承载的脱硝催化剂；所述脱硝催化剂载体为二氧化钛或二氧化铈；所述脱硝催化剂为五氧化二钒、氧化锰、三氧化钼及三氧化钨中的一种或多种组合。
可选的，所述贵金属催化剂床层包括陶瓷载体和所述陶瓷载体承载的贵金属氧化催化剂；所述陶瓷载体为堇青石或莫来石；所述贵金属氧化催化剂为铂、铑及钯中的一种或多种组合。
可选的，所述SCR脱硝反应仓室内还设置有喷氨格栅；所述喷氨格栅安装在所述SCR脱硝反应仓室的入口。
可选的，所述热交换仓室内设置有温度控制系统；所述烟气温度控制系统用于检测烟气温度，并且当烟气温度低于预设值时，所述烟气温度控制系统对烟气进行加热。
可选的，所述烟气温度控制系统包括：温度传感器和加热器；所述温度传感器用于检测烟气温度；所述加热器用于对所述烟气加热。
在本实用新型一具体实施例中，提供一种同时去除NOX、CO和NH3逃逸的工艺，其特征在于，包括除尘室1、SCR脱硝反应仓室2、热交换仓室5；所述的除尘室1与烟气入口相连，另一端与SCR脱硝反应仓室2相连；热交换仓室5与烟气的进出口相链接。入口烟气经过换热仓室5后，进入除尘室1，除尘室1内装配除尘器、引流板和泄灰器，引流板以与反应前烟气的进烟方向呈钝角的方式装配在所述除尘室的进烟口处；泄灰器固定在所述除尘器下方，泄灰器的泄灰口与除尘室的灰尘排放口连接。烟气进入SCR脱硝反应仓室内2内，首先经过两层脱硝催化剂层3，脱出NOX，之后进入氧化CO和NH3的贵金属催化剂床层4，脱出CO和逃逸NH3。所述的SCR脱硝反应仓安装喷氨格栅，所述的喷氨格栅安装在SCR反应器入口处。具体的，所述的脱硝催化剂为蜂窝型催化剂，催化剂载体为二氧化钛或二氧化铈，有效成分为五氧化二钒、氧化锰、三氧化钼、三氧化钨的一种或几种。所述的脱硝催化剂载体占质量比为85-95％，五氧化二钒或氧化锰占比为1-5％，三氧化钼或三氧化钨占比为4-8％。具体的，所述的贵金属催化剂为蜂窝型催化剂，催化剂涂覆在陶瓷载体上，所述的陶瓷载体为堇青石、莫来石；所述的贵金属催化剂中的贵金属为铂、铑、钯的一种或几种，质量占比为0.5-2％，氧化物成分为氧化铈、二氧化钛、三氧化二铝的一种或几种，质量占比为98-99.5％。进一步地，烟气经过热交换仓室5，内配有烟气温度控制系统，所述烟气温度控制系统包括温度传感器和加热器,可以调控入口烟气的温度。
上述实施例装置在脱硝催化剂床层后布置氧化CO和NH3的贵金属催化剂，可以有效脱除烟气中的CO和经过脱硝催化剂床层中未反应的NH3，达到超低排放的标准。热交换仓室与烟气的进出口相链接，可以有效地利用CO氧化的热量加热进口的烟气，提高了能源利用率，减低了运行成本。在SCR反应仓室内增设了除尘室，进一步降低烟气中的灰尘含量，有效避免地低温SCR脱硝催化剂因少量硫酸氢铵吸附烟尘导致催化剂快速失活，提高低温SCR脱硝催化剂的催化活性。将除尘室、SCR反应仓室整合设计在一个筒体外壳内，整个装置设计紧凑，有效降低了烟气的管道输送流程，减少了烟气在管道运输过程中的热量损耗(即温降)，同时可以节省脱硝装置的占地面积。
如图2所示，在本实用新型实施例的另一个方面，提供一种烟气处理方法，包括：
S1：将锅炉烟气依次进行除尘处理和脱硝处理，得到含有逃逸气体烟气；
S2：利用贵金属催化氧化处理将所述含有CO和NH3的逃逸气体烟气进行氧化，得到高温洁净烟气；
S3：利用所述高温洁净烟气的热量加热所述锅炉烟气。
可选的，所述脱硝处理采用蜂窝型脱硝催化剂。
可选的，所述蜂窝型脱硝催化剂包括：脱硝催化剂载体和所述催化剂载体承载的脱硝催化剂；
所述催化剂载体为二氧化钛或二氧化铈；
所述脱硝催化剂为五氧化二钒、氧化锰、三氧化钼及三氧化钨中的一种或多种组合。
可选的，所述脱硝催化剂载体的质量分数为85-95％；所述脱硝催化剂的质量分数为5-15％。
可选的，所述贵金属催化氧化处理采用蜂窝型贵金属氧化催化剂。
可选的，所述蜂窝型贵金属氧化催化剂包括：贵金属氧化催化剂载体和涂覆在所述贵金属催化剂载体上的贵金属氧化催化剂；所述贵金属催化剂载体为堇青石或莫来石；所述贵金属氧化催化剂为铂、铑及钯中的一种或多种组合。
可选的，所述贵金属氧化催化剂载体的质量分数为98-99.5％；所述贵金属氧化催化剂的质量分数为0.5-2％。
本实用新型旨在保护一种烟气处理装置，包括：依次连接的除尘室、SCR脱硝反应仓室及热交换仓室；所述除尘室用于除去烟气中的颗粒性杂质；所述SCR脱硝反应仓室设置有贵金属催化剂，所述贵金属催化剂用于氧化CO和NH3；所述热交换仓室用于利用经所述SCR脱硝反应仓室温度升高的烟气加热所述除尘室进口的烟气。该装置通过设置贵金属催化剂，可以有效脱除烟气中的CO和经过脱硝催化剂床层中未反应的NH3，达到超低排放的标准。并且将热交换仓室与烟气的进出口相链接，可以有效地利用CO氧化的热量加热进口的烟气，提高了能源利用率，减低了运行成本；在SCR反应仓室内增设了除尘室，进一步降低烟气中的灰尘含量，有效避免地低温SCR脱硝催化剂因少量硫酸氢铵吸附烟尘导致催化剂快速失活，提高低温SCR脱硝催化剂的催化活性，并且，将除尘室、SCR反应仓室整合设计在一个筒体外壳内，整个装置设计紧凑，有效降低了烟气的管道输送流程，减少了烟气在管道运输过程中的热量损耗，同时可以节省脱硝装置的占地面积。
应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.一种烟气处理装置，其特征在于，包括：依次连接的除尘室、SCR脱硝反应仓室及热交换仓室；
所述除尘室用于除去烟气中的颗粒性杂质，且所述除尘室设置在所述SCR脱硝反应仓室内部；
所述SCR脱硝反应仓室设置有贵金属催化剂，所述贵金属催化剂用于氧化CO和NH3；
所述热交换仓室用于利用经所述SCR脱硝反应仓室温度升高的烟气加热所述除尘室进口的烟气。
2.根据权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于，所述除尘室的内部设置有除尘器、引流板和泄灰器；
所述除尘器装配在所述除尘室的出烟口；
所述引流板设置在所述除尘室的进烟口；
所述泄灰器设置在所述除尘器下方，所述泄灰器的泄灰口与所述除尘室的灰尘排放口连通。
3.根据权利要求2所述的烟气处理装置，其特征在于，所述引流板与进烟方向呈钝角设置。
4.根据权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于，所述SCR脱硝反应仓室内设置有脱硝催化剂层和贵金属催化剂床层；
所述贵金属催化剂床层设置在所述脱硝催化剂层的上方，用于氧化烟气在脱硝反应中逃逸的CO和NH3。
5.根据权利要求4所述的烟气处理装置，其特征在于，所述脱硝催化剂层为两层；
两层所述脱硝催化剂层呈上下布置。
6.根据权利要求4所述的烟气处理装置，其特征在于，所述脱硝催化剂层设置有蜂窝型脱硝催化剂和/或所述贵金属催化剂床层设置有蜂窝型催化剂。
7.根据权利要求4所述的烟气处理装置，其特征在于，所述SCR脱硝反应仓室内还设置有喷氨格栅；
所述喷氨格栅安装在所述SCR脱硝反应仓室的入口。
8.根据权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于，所述热交换仓室内设置有烟气温度控制系统；
所述烟气温度控制系统用于检测烟气温度，并且当烟气温度低于预设值时，所述烟气温度控制系统对烟气进行加热。
9.根据权利要求8所述的烟气处理装置，其特征在于，所述烟气温度控制系统包括：温度传感器和加热器；
所述温度传感器用于检测烟气温度；
所述加热器用于对所述烟气加热。
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