CN214345590U - 一种脱硝装置和锅炉尾部烟气处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脱硝装置和锅炉尾部烟气处理设备，该脱硝装置包括脱硝反应器以及与所述脱硝反应器的入口相连接的入口烟道、与所述脱硝反应器的出口相连接的出口烟道；其中，所述入口烟道包括依次连接的下降烟道段、水平烟道段和上升烟道段，所述上升烟道段的出口与所述脱硝反应器的入口相连接，所述水平烟道段的底部设置有灰斗，所述水平烟道段的底部的高度沿靠近所述灰斗一侧向远离所述灰斗一侧的方向逐渐变高。通过上述方式，本申请能够有效避免出现积灰问题。

Description

一种脱硝装置和锅炉尾部烟气处理设备

技术领域

本实用新型涉及烟气处理技术领域，特别是涉及一种脱硝装置和锅炉尾部烟气处理设备。

背景技术

脱硝设备主要是脱去烟气中的氮氧化物(NOx)，以防止这些氮氧化物进入大气而造成环境危害。

一般以煤炭为燃料的烟气都含有这些物质，例如火电厂，因此建火电厂要同时建设脱硝设备，现有的脱硝设备在长时间运行后，烟道内会存在严重的积灰问题，而严重的积灰会降低脱硝效率，影响催化剂使用寿命。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种脱硝装置和锅炉尾部烟气处理设备，能够有效避免出现积灰问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种脱硝装置，所述脱硝装置包括脱硝反应器以及与所述脱硝反应器的入口相连接的入口烟道、与所述脱硝反应器的出口相连接的出口烟道；其中，所述入口烟道包括依次连接的下降烟道段、水平烟道段和上升烟道段，所述上升烟道段的出口与所述脱硝反应器的入口相连接，所述水平烟道段的底部设置有灰斗，所述水平烟道段的底部的高度沿靠近所述灰斗一侧向远离所述灰斗一侧的方向逐渐变高。

根据本实用新型一具体实施方式，所述出口烟道的出口连接有空气预热器，所述空气预热器设置于所述灰斗的下方，所述灰斗的底部与所述空气预热器的顶部连接。

根据本实用新型一具体实施方式，所述灰斗的底部通过锁气器与所述空气预热器的顶部相连通。

根据本实用新型一具体实施方式，所述上升烟道段包括相连的第一上升部和第二上升部，所述第一上升部与所述水平烟道段连接，所述第二上升部与所述脱硝反应器连接，所述第一上升部的底部的高度自与所述水平烟道段连接的一侧向与所述第二上升部连接的一侧逐渐变高。

根据本实用新型一具体实施方式，所述第二上升部内设置有喷氨装置，所述脱硝反应器的入口设置有整流装置。

根据本实用新型一具体实施方式，所述水平烟道段设置有至少一个第一吹灰装置。

根据本实用新型一具体实施方式，所述出口烟道内设置有至少一个省煤器，所述省煤器的上方设置有至少一个第一吹灰装置。

根据本实用新型一具体实施方式，所述脱硝反应器内设置有至少一层催化剂层，每层所述催化剂层对应设置有至少一个第二吹灰装置。

根据本实用新型一具体实施方式，所述催化剂层的层数为三层，三层所述催化剂层间隔设置于所述脱硝反应器内，每层所述催化剂层对应设置有三个所述第二吹灰装置，三个所述第二吹灰装置分别设置在所述脱硝反应器的壳体的三个侧面上。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是提供一种锅炉尾部烟气处理设备，所述锅炉尾部烟气处理设备包括上述任意一种脱硝装置。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请的脱硝装置包括脱硝反应器以及与脱硝反应器的入口相连接的入口烟道、与脱硝反应器的出口相连接的出口烟道；其中，入口烟道包括依次连接的下降烟道段、水平烟道段和上升烟道段，上升烟道段的出口与脱硝反应器的入口相连接，水平烟道段的底部设置有灰斗，水平烟道段的底部的高度沿靠近灰斗一侧向远离灰斗一侧的方向逐渐变高。通过在水平烟道段的底部设置灰斗，并且灰斗四周的水平烟道段的底部形成一定的坡度，而灰斗的高度最低，因此灰尘等杂物在重力的作用下，会沿着水平烟道段具有一定坡度的底部汇集到灰斗内，从而可以有效避免烟道内积灰。

附图说明

图1是本实用新型提供的脱硝装置的主视结构示意图；

图2是图1中的灰斗1026和锁气器1028的俯视结构示意图；

图3是图1中的灰斗1026和锁气器1028的主视结构示意图；

图4是图1中的第一吹灰装置101的主视结构示意图；

图5是图1中的第二吹灰装置107的安装位置结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1是本实用新型提供的脱硝装置的主视结构示意图。本实用新型的脱硝装置10包括脱硝反应器100以及与脱硝反应器100的入口相连接的入口烟道102、与脱硝反应器100的出口相连接的出口烟道104；其中，入口烟道102包括依次连接的下降烟道段1020、水平烟道段1022和上升烟道段1024，上升烟道段1024的出口与脱硝反应器100的入口相连接，水平烟道段1022的底部设置有灰斗1026，水平烟道段1022的底部的高度沿靠近灰斗1026一侧向远离灰斗1026一侧的方向逐渐变高。

可以理解的是，本申请中的脱硝装置10可以为采用选择性催化还原技术(SCR)的SCR脱硝装置，也可以为采用其他脱硝技术的脱硝装置，例如采用选择性非催化还原技术(SNCR)的SNCR脱硝装置。以SCR脱硝装置为例，一般在脱硝装置10长时间运行后，与脱硝反应器100相连的连接烟道会存在严重的积灰问题，而由于自重力和动能损失，积灰的位置一般在连接烟道的水平段，例如入口烟道102的水平烟道段1022；由于烟道内积灰较厚，在烟气通过入口烟道102进入脱硝反应器100的过程中，颗粒状的灰尘和杂物也被烟气带至脱硝反应器100，这会导致在脱硝反应器100的催化剂层1000形成堵塞，从而增加系统阻力、且降低脱硝效率，还会影响催化剂的使用寿命。因此，本实施例通过在水平烟道段1022的底部设置灰斗1026，并且水平烟道段1022的底部的高度沿靠近灰斗1026一侧向远离灰斗1026一侧的方向逐渐变高，因此灰斗1026四周的水平烟道段1022的底部的底板形成了一定的坡度，而灰斗1026的入口位置的高度最低，因此灰尘等杂物在重力的作用下，会沿着水平烟道段1022所具有一定坡度的底部的底板汇集到灰斗1026内，从而可以有效避免在烟道内积灰。

可以理解的是，在实际应用过程中，为了防止灰斗1026内收集的积灰过多而导致部分灰斗1026内的积灰以及后续烟气带入的灰尘等仍然流向脱硝反应器100，于是需要定时或者不定时的对灰斗1026内的积灰进行清理。因此，在一实施例中，本申请的出口烟道104的出口连接有空气预热器106，空气预热器106设置于灰斗1026的下方，灰斗1026的底部与空气预热器106的顶部连接。当然，灰斗1026的底部与空气预热器106的顶部之间可以设置有开关，在SCR脱硝装置运行停止后，可以将开关打开，于是灰斗1026内的积灰可以直接排入空气预热器106中。可以理解的是，开关的开启和关闭可以由人工操作完成，也可以在判断脱硝装置10是否运行后自动选择关闭和开启。

然而，上述方式需要在脱硝装置10停止运行后才可以将开关打开，以将灰斗1026内的积灰排入空气预热器106，因为如果在脱硝装置10运行的过程中打开了开关，则入口烟道102中的部分烟气未进入脱硝反应器100，而是直接进入空气预热器106中，从而影响脱硝效果。请结合图1至图3，其中，图2是图1中的灰斗1026和锁气器1028的俯视结构示意图，图3是图1中的灰斗1026和锁气器1028的主视结构示意图；因此，在一实施例中，本申请的灰斗1026的底部可以通过锁气器1028与空气预热器106的顶部相连通。锁气器1028可以维持灰斗1026内的灰尘等杂物顺利进入空气预热器106中，且可以防止灰尘等杂物由灰斗1026进入空气预热器106时发生空气窜流现象。因此，本申请将灰斗1026设置于水平烟道段1022的底部，灰尘沿着下降烟道段1020进入后、在经过水平烟道段1022时，会在重力作用下沿着一定坡度的底板汇集到灰斗1026中，而灰斗1026通过锁气器1028与正下方的空气预热器106的顶部相连，因此锁气器1028可以在灰斗1026内有积灰时使灰尘流动至空气预热器106，而在灰斗1026内无积灰时实现灰斗1026与空气预热器106之间的阻断，从而可以防止烟气在经过水平烟道段1022时直接通过灰斗1026进入空气预热器106中。

为了充分利用烟气的可利用部分，可以采用省煤器108来回收所排烟气的热量，以节省能源。而根据热力计算及催化剂的需求温度，可以在入口烟道102设置一省煤器管组，具体地，在下降烟道段1020内设置有至少一个省煤器108，在省煤器108的下方的水平烟道段1022中设置有至少一个第一吹灰装置101。可以理解的是，省煤器管组可以包括一个省煤器108，也可以包括多个省煤器108，而灰尘等杂物在重力的作用下，会沿着水平烟道段1022所具有一定坡度的底部的底板汇集到灰斗1026内，但是仅靠重力作用可能仍有部分灰尘附着在烟道内，因此，为增加除尘效果，在水平烟道段1022中可以设置有至少一个第一吹灰装置101，当然也可以设置多个第一吹灰装置101，例如，在水平烟道段1022的左右侧可以各安装一个第一吹灰装置101，通过定期进行吹扫，可以较为彻底地避免烟道形成积灰。

可以理解的是，为了进一步回收所排烟气的热量，还可以在出口烟道104设置一省煤器管组，具体地，在出口烟道104内设置有至少一个省煤器108，省煤器108的上方设置有至少一个第一吹灰装置101。本申请的第一吹灰装置101可以为蒸汽吹灰器，也可以为其他的锅炉吹灰器。请结合图4，图4是图1中的第一吹灰装置101的主视结构示意图；该第一吹灰装置101为耙式蒸汽吹灰器，包括进气管1010、电机1012、蒸汽主管1014和蒸汽支管1016，通过电机1012带动蒸汽主管1014作伸缩运行并从蒸汽支管1016喷出蒸汽或压缩空气进行持续吹扫。可以理解的是，省煤器管组可以包括一个省煤器108，也可以包括多个省煤器108，而从脱硝反应器100排出的经过脱硝处理后的烟气中，仍然可能残留有灰尘，因此，在利用省煤器108进一步回收经过脱硝处理后的烟气的余热时，可以在省煤器108所在的区域的上方设置有至少一个第一吹灰装置101，当然也可以设置多个第一吹灰装置101，通过定期进行吹扫，可以避免在省煤器108上形成积灰。

请继续参阅图1，在一实施例中，上升烟道段1024包括相连的第一上升部10241和第二上升部10242，第一上升部10241与水平烟道段1022连接，第二上升部10242与脱硝反应器100连接，第一上升部10241的底部的高度自与水平烟道段1022连接的一侧向与第二上升部10242连接的一侧逐渐变高。可以理解的是，烟气依次经过下降烟道段1020、水平烟道段1022后，从水平烟道段1022进入上升烟道段1024时，颗粒状的灰尘和杂物会由于自身重力和动能损失而在上升烟道段1024停留并聚集，由于第一上升部10241的底部的高度自与水平烟道段1022连接的一侧向与第二上升部10242连接的一侧逐渐变高，因此，灰斗1026与第一上升部10241之间的底板、第一上升部10241的底板以及第二上升部10242的底板均具有坡度，且坡度越来越大，于是原本停留并聚集在上升烟道段1024的灰尘和杂物会在重力作用下，顺着第二上升部10242往第一上升部10241回落，并最终从第一上升部10241回落到灰斗1026中，从而进一步避免在烟道内积灰，进而可以有效避免积灰被烟气带至脱硝反应器100而形成堵塞。

进一步地，第二上升部10242内设置有喷氨装置103，脱硝反应器100的入口设置有整流装置105。可以理解的是，烟气在经过第二上升部10242时会与喷氨装置103所喷出的氨气混合，混合后的气体经过整流装置105后，气体的流向变得相对一致，使进入脱硝反应器100的气体的流向尽可能与脱硝反应器100的催化剂层1000相垂直，以进行高效的脱硝反应。

进一步地，脱硝反应器100内设置有至少一层催化剂层1000，每层催化剂层1000对应设置有至少一个第二吹灰装置107。可以理解的是，脱硝反应器100内可以设置一层催化剂层1000，当然，为了保证脱硝效率，也可以设置多层催化剂层1000。进入脱硝反应器100的混合气体虽然经过了入口烟道102处的除尘处理，但仍然会残留有灰尘，因此，这些灰尘极有可能会在催化剂层1000进行聚集而形成积灰，于是，通过在每层催化剂层1000对应设置至少一个第二吹灰装置107，通过第二吹灰装置107进行吹扫，可以避免在催化剂层1000上形成积灰。

在一实施例中，催化剂层1000的层数为三层，三层催化剂层1000间隔设置于脱硝反应器100内，每层催化剂层1000对应设置有三个第二吹灰装置107，三个第二吹灰装置107分别设置在脱硝反应器100的壳体的三个侧面上。如图5所示，图5是图1中的第二吹灰装置107的安装位置结构示意图，图5为图1的A-A剖面示意图，其中示出了每层催化剂层1000设置有3个第二吹灰装置107，3个第二吹灰装置107设置在催化剂层1000的三个面上，通过定期或者不定期进行吹扫，可以避免在催化剂层1000上形成积灰。

可以理解的是，本申请的第二吹灰装置107可以为声波吹灰器，也可以为其他的锅炉吹灰器，本申请的第一吹灰装置101和第二吹灰装置107可以相同也可以不同。

本申请还提供一种锅炉尾部烟气处理设备，该锅炉尾部烟气处理设备包括上述任意一种脱硝装置。

在对烟气进行处理的过程中，本申请的锅炉尾部烟气处理设备通过在水平烟道段的底部设置灰斗，并且水平烟道段的底部的高度沿靠近灰斗一侧向远离灰斗一侧的方向逐渐变高，因此灰斗四周的水平烟道段的底部的底板形成了一定的坡度，而灰斗的入口位置的高度最低，因此灰尘等杂物在重力的作用下，会沿着水平烟道段所具有一定坡度的底部的底板汇集到灰斗内，从而可以有效避免在烟道内积灰。关于锅炉尾部烟气处理设备的脱硝装置的相关内容请参见上述脱硝装置10结构实施例的详细说明。

在一应用场景中，采用SCR脱销装置对烟气进行脱硝处理，脱硝反应器为SCR反应器，根据锅炉热力计算及催化剂的需求温度，SCR脱销装置安装于省煤器管组之间，以满足SCR反应器进口温度在满负荷360℃、50％负荷315℃的烟温要求。于是尾部烟气处理流程为：烟气依次经过高温过热器和低温过热器，在从上半段的省煤器出来后，由入口烟道的下降烟道段、经过水平烟道段、再沿着上升烟道段进入SCR反应器，其中，喷氨装置位于上升烟道段的中部，烟气在与氨气充分混合后，通过SCR反应器入口的整流装置均匀分布到SCR反应器内，SCR反应器内布置有三层催化剂，在催化剂作用下,实现对烟气进行脱硝的目的。然后脱硝后的混合气体从SCR反应器出来后，依次经过下半段的省煤器、空气预热器、静电除尘装置、脱硫塔后，从烟囱排出。上述尾部烟气处理流程中，在上半段的省煤器和SCR反应器之间的入口烟道中，在入口烟道的水平烟道段加设灰斗,并且将灰斗四周的水平烟道段的底部的底板设置成具有一定的坡度，而灰斗的入口位置的高度最低，因此，大颗粒灰尘由上半段的省煤器出来后，沿着具有坡度的底板流动至水平段，并在重力的作用下收集至灰斗；而灰斗通过锁气器与正下方的空气预热器的顶部相连，因此在有积灰时可以使灰尘流动至空气预热器，在无积灰时实现阻断，可以防止烟气未进入SCR反应器、而直接进入空气预热器，从而可以避免影响脱销效果；另外，为了增强除积灰的效果，在水平烟道段以及省煤器的区域的左右侧均各安装1台蒸汽吹灰器，定期进行吹扫，可以较为彻底的排除形成积灰的因素；由于上升烟道段包括相连的第一上升部和第二上升部，第一上升部与水平烟道段连接，第二上升部与脱硝反应器连接，第一上升部的底部的高度自与水平烟道段连接的一侧向与第二上升部连接的一侧逐渐变高，因此烟气顺着入口烟道的上升烟道段流动时，大颗粒灰尘亦在重力作用下，顺着第二上升部、第一上升部、水平烟道段的倾斜部分，朝灰斗回落，因此可以有效避免大颗粒灰尘进入SCR反应器而形成堵塞；并且，烟气在进入SCR反应器时，在整流装置的作用下，均匀分配至各层催化剂的表面，通过在每层催化剂对应的左墙、右墙和后墙分别设置一台声波吹灰器，以清除催化剂表面的积灰，防止磨损，避免影响效率及寿命，从而确保设备运行稳定且烟气排放合格。

在本实用新型所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的脱硝装置和锅炉尾部烟气处理设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的脱硝装置和锅炉尾部烟气处理设备的实施方式仅仅是示意性的，各功能部分的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个功能部分可以结合或者可以集成到若干个模块中，也可以是各个功能部分单独物理存在等等。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效原理变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种脱硝装置，其特征在于，所述脱硝装置包括脱硝反应器以及与所述脱硝反应器的入口相连接的入口烟道、与所述脱硝反应器的出口相连接的出口烟道；

其中，所述入口烟道包括依次连接的下降烟道段、水平烟道段和上升烟道段，所述上升烟道段的出口与所述脱硝反应器的入口相连接，所述水平烟道段的底部设置有灰斗，所述水平烟道段的底部的高度沿靠近所述灰斗一侧向远离所述灰斗一侧的方向逐渐变高。

2.如权利要求1所述的脱硝装置，其特征在于，

所述出口烟道的出口连接有空气预热器，所述空气预热器设置于所述灰斗的下方，所述灰斗的底部与所述空气预热器的顶部连接。

3.如权利要求2所述的脱硝装置，其特征在于，

所述灰斗的底部通过锁气器与所述空气预热器的顶部相连通。

4.如权利要求1所述的脱硝装置，其特征在于，

所述上升烟道段包括相连的第一上升部和第二上升部，所述第一上升部与所述水平烟道段连接，所述第二上升部与所述脱硝反应器连接，所述第一上升部的底部的高度自与所述水平烟道段连接的一侧向与所述第二上升部连接的一侧逐渐变高。

5.如权利要求4所述的脱硝装置，其特征在于，

所述第二上升部内设置有喷氨装置，所述脱硝反应器的入口设置有整流装置。

6.如权利要求1所述的脱硝装置，其特征在于，

所述水平烟道段设置有至少一个第一吹灰装置。

7.如权利要求1所述的脱硝装置，其特征在于，

所述出口烟道内设置有至少一个省煤器，所述省煤器的上方设置有至少一个第一吹灰装置。

8.如权利要求1所述的脱硝装置，其特征在于，

所述脱硝反应器内设置有至少一层催化剂层，每层所述催化剂层对应设置有至少一个第二吹灰装置。

9.如权利要求8所述的脱硝装置，其特征在于，

所述催化剂层的层数为三层，三层所述催化剂层间隔设置于所述脱硝反应器内，每层所述催化剂层对应设置有三个所述第二吹灰装置，三个所述第二吹灰装置分别设置在所述脱硝反应器的壳体的三个侧面上。

10.一种锅炉尾部烟气处理设备，其特征在于，所述锅炉尾部烟气处理设备包括权利要求1-9任一项所述的脱硝装置。

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