CN214681040U - 一种沥青搅拌站烟气脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种沥青搅拌站烟气脱硝装置，涉及烟气脱硝领域，其技术方案要点是：包括溶解与储存系统、尿素热解系统、加热与混合系统、烟气反应系统和尾气换热系统，所述烟气反应系统包括设置有若干层催化剂层的反应器，所述反应器内设置有吹灰装置；所述加热与混合系统包括加热装置和氨气混合器，所述氨气混合器联通热解装置、反应器和烟气气源，用于混合热解装置输出的氨气和烟气，所述加热装置设置于联通氨气混合器和烟气气源的烟气管路上。本实用新型结合沥青搅拌站尾气特性和低温SCR催化反应的技术特性，能够对尾气的温度进行调节控制，实现沥青搅拌站尾气脱硝处理。

Description

一种沥青搅拌站烟气脱硝装置

技术领域

本实用新型涉及烟气脱硝领域，更具体地说，它涉及一种沥青搅拌站烟气脱硝装置。

背景技术

沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料，是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物；在工业上使用时，一半由沥青搅拌站进行搅拌混合处理，而沥青搅拌站在工作过程当中会产生一定的尾气污染，传统的沥青搅拌站尾气处理的方法包括机械分离法、冷凝法、吸收净化法、过滤法、吸附净化法、静电捕集法、燃烧法、低温等离子发等，这些方法只能针对尾气中的粉尘和有机污染物进行清洁处理，但是沥青搅拌站尾气当中还存在氮氧化物的污染物，上述处理方法均无法对氮氧化物进行处理，导致沥青搅拌站排放的烟气存在一定的污染。

公开号为CN206240311U的实用新型专利公开了一种沥青混合料搅拌设备烟道废气脱硫脱硝装置，其技术要点在于：包含缓冲系统、喷淋系统和储供系统，缓冲系统设有进气管路，缓冲系统通过连接管道与喷淋系统进行连接，连接管道内设有发生体装置，喷淋系统包含酸性喷淋塔以提供复合吸收液与缓冲系统混合后的烟道废气充分混合并发生化学反应从而将烟道废气转化为清洁气体，喷淋系统连接至储供系统从而进行混合和反应后的复合吸收液通过储供系统进行储存和再次供给，通过脱硝处理有效降低目前沥青混合料搅拌设备在生产作业过程中产生的废气污染；但是上述方案当中，废气与复合吸收液进行充分反应，复合吸收试剂与尾气的反应不充分，而且由于沥青搅拌站尾气的温度较低一般为60摄氏度左右，不适用烟气的低温催化反应。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就在为了解决上述的问题而提供一种沥青搅拌站烟气脱硝装置，结合沥青搅拌站尾气特性和低温SCR催化反应的技术特性，能够对尾气的温度进行调节控制，实现沥青搅拌站尾气脱硝处理。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种沥青搅拌站烟气脱硝装置，包括溶解与储存系统、尿素热解系统、加热与混合系统、烟气反应系统和尾气换热系统，所述烟气反应系统包括设置有若干层催化剂层的反应器，所述反应器内设置有吹灰装置；所述加热与混合系统包括加热装置和氨气混合器，所述氨气混合器联通热解装置、反应器和烟气气源，用于混合热解装置输出的氨气和烟气，所述加热装置设置于联通氨气混合器和烟气气源的烟气管路上。

作为优选：所述尿素热解系统包括热解装置、电加热器二和风机，所述电加热器二设置于联通热解装置和风机的空气管路上。

作为优选：所述尾气换热系统包括换热器，所述换热器连接于加热装置与烟气气源的烟气管路和反应器输出端的尾气管路之间，用于烟气和尾气的热量交换。

作为优选：所述溶解与储存系统包括尿素溶解罐和尿素储存罐，所述尿素溶解罐内设有搅拌器和电加热器一，所述尿素溶解罐与尿素储存罐通过尿素管路连接。

作为优选：所述尿素储存罐与尿素热解系统联通的尿素管路上安装有输送泵和流量计。

作为优选：所述吹灰装置包括设置与催化剂层上方的吹灰管路，所述吹灰管路上安装有若干个朝向催化剂层的吹嘴。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型采用低温SCR脱硝，消除了沥青搅拌站尾气当中的氮氧化物污染，解决了沥青搅拌站无法实现尾气脱硝的问题；通过氨气混合器对烟气和氨气进行快速充分混合，能在短时间内混合均匀，提高氨气分布的均匀性；通过压缩空气管路组构成的吹灰装置，能够对催化剂层表面的飞灰进行清洁，有效预防催化剂堵塞，能够长时间保持催化剂的催化活性。

附图说明

图1为本实用新型一种沥青搅拌站烟气脱硝装置的结构示意图；

图2为本实用新型的溶解与储存系统的结构示意图；

图3为本实用新型的尿素热解系统的结构示意图；

图4为本实用新型的尾气换热系统和加热与混合系统的结构示意图；

图5为本实用新型的烟气反应系统的结构示意图；

附图标记：A、溶解与储存系统；A0、尿素管路；A1、尿素溶解罐；A2、尿素储存罐；A3、搅拌器；A4、电加热器一；A5、输送泵；A6、流量计；B、尿素热解系统；B0、空气管路；B1、热解装置；B2、电加热器二；B3、风机；C、尾气换热系统；C0、烟气管路；C1、换热器；D、加热与混合系统；D0、混合管路；

D1、加热装置；D2、氨气混合器；D3、尾气气源；E、烟气反应系统；E0、尾气管路；E1、反应器；E2、催化剂层；E3、吹灰管路；E4、吹嘴。

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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图5所示，一种沥青搅拌站烟气脱硝装置，包括溶解与储存系统A、尿素热解系统B、加热与混合系统D、烟气反应系统E和尾气换热系统C。

溶解与储存系统A包括尿素溶解罐A1和尿素储存罐A2，在尿素溶解罐A1 内设有搅拌器A3和电加热器一A4，能够对尿素进行搅拌和加热，使得尿素能够制备成均匀的溶液；尿素溶解罐A1与尿素储存罐A2通过尿素管路A0连接，两者之间可通过自流，也可通过泵送；尿素储存罐A2与尿素热解系统B之间通过尿素管路A0连通，并在连通的尿素管路A0上安装有输送泵A5和流量计A6，能够通过泵送的方式向尿素热解系统B当中供给尿素；而其中的输送泵A5为变频计量泵，能够对泵送的尿素液量进行准确控制，并配合流量计A6进行监控，提高尿素供给的精度和准确性。

尿素热解系统B能够对输入的尿素溶液进行加热，在加热作用下使得尿素实现热解形成氨气；该系统具体包括热解装置B1、电加热器二B2和风机B3，电加热器二B2设置与联通热解装置B1和风机B3的空气管路B0上，通过风机 B3的作用能够将外界的空气输入到热解装置B1当中，并在输送过程中使得空气经过电加热器二B2进行加热，再通入热解装置B1当中，而热解装置B1内安装有喷淋机构，能够将从尿素储存罐A2输出的试剂均匀喷淋形成雾滴，使得尿素雾滴能够充分接触到热空气进行热解反应。

为了提高热量的利用效率，风机B3也可与烟气反应系统E输出的尾气连通，能够将有余温的尾气作为加热的空气，从而能够减少加热电能的消耗，而且又能够使得尾气进一步的脱硝处理，有利于提高尾气的清洁程度，减少空气的污染。

烟气反应系统E包括反应器E1，具体为SCR反应器E1，反应器E1内设置有若干层SCR催化剂层E2，能够在高温下对烟气当中的氮氧化物进行还原，形成无污染的氮气和水。

在反应器E1内设置有吹灰装置，吹灰装置包括设置与催化剂层E2上方的吹灰管路E3，所述吹灰管路E3上安装有若干个吹嘴E4，所述吹嘴E4朝向催化剂层E2，能够对催化剂层E2进行吹灰处理，该吹嘴E4与设备协同控制，在设备停止运行前对催化剂表面的灰吹掉，避免飞灰冷却后产生粘性，易造成催化剂表面活性位堵塞。

加热与混合系统D包括加热装置D1和氨气混合器D2，氨气混合器D2联通热解装置B1、反应器E1和烟气气源，氨气混合器D2具有两个输入端和一个输出端，两个输入端分别连通热解装置B1和烟气气源，输出端则通过混合管路D0 连接反应器E1，能够将热解装置B1输出的氨气和烟气混合汇聚，并将混合后的烟气通过混合管理输入到反应器E1当中进行脱硝反应；加热装置D1安装在联通氨气混合器D2和烟气气源的烟气管路C0上，能够对输入的烟气进行加热，对沥青搅拌站当中输出的气体进行加热升温，加热到200摄氏度；加热装置D1可为导热油烟气加热器，能够通入导热油对经过其中的烟气进行加热，具有良好的换热效率。

尾气换热系统C则能够对反应器E1末端输出的尾气进行预热回收，具体包括换热器C1，换热器C1连接在加热装置D1与烟气气源的烟气管路C0和反应器 E1输出端的尾气管路E0之间，换热器C1内具有两路通道，一路通道通从沥青搅拌站输出的烟气，另一路通从反应器E1输出的尾气，能够在烟气和尾气之间进行热量交换，使得烟气能够从60摄氏度上升至160摄氏度左右，降低加热装置D1能够能耗，尾气也能够从200摄氏度左右将至105摄氏度左右的稳定，从而减少热量的排放。

在沥青搅拌站烟气处理过程中，通过溶解与储存系统A制备将尿素溶解制备成尿素溶液，通过尿素热解系统B对尿素进行热解制备氨气，替代了原有的液氨，提高了整个系统的安全性；再通过加热与混合系统D对烟气进行加热，将烟气和氨气混合，而后输入到烟气反应系统E进行SCR脱硝反应，消除烟气当中的氮氧化物的污染；最后通过尾气换热系统C将尾气当中的余热进行回收利用，通过该余热对沥青搅拌站产生的烟气进行预热，实现节能减排。

一种沥青搅拌站烟气脱硝工艺，包括以下步骤：

S1：将沥青搅拌站产生的烟气通入换热器C1进行预热，使烟气的温度从60℃上升到160℃；

S2：在将烟气通过导热油烟气加热器，在导热油烟气加热器当中通入热油对烟气进行加热，使得烟气从160℃上升至200℃；

S3：将加热后的烟气和氨气通入到氨气混合器D2当中，对氨气和烟气进行混合，能在短时间内混合均匀，提高氨气分布的均匀性形成混合烟气；

S4：将混合烟气通入SCR反应器E1当中，经整流罩的整流，使得混合烟气在SCR反应器E1内自上而下流通，从SCR反应器E1内的各层催化剂层E2通过，烟气当中的氮氧化物在SCR催化剂的催化作用下被氨气还原，生成无污染的氮气和水，形成尾气，尾气温度为200℃左右；

S5：尾气从SCR反应器E1下端的出口输出，经尾气管路E0输送至换热器 C1当中，与沥青搅拌站产生的低温烟气进行换热，使得低温烟气从60℃左右上升至160℃左右，而尾气则从200℃左右降温至105℃左右，实现热能的回收，并降低系统的能耗，减少废热的排放；反应器E1入口设置取样口，不间断测量NO_X、O₂；反应器E1出口设置取样口，不间断测量NO_X、O₂、NH₃等，根据尾气处理的情况动态调节通入氨气混合器D2的两组气体的含量；

S6：沥青搅拌站经常需要启停，在沥青搅拌站停止运行时，该脱硝装置再持续运行一端时间，将各管路和反应器E1当中的烟气处理，而后脱硝装置停止运行；停止运行前，将催化剂层E2表面的灰吹掉，打开阀门，通过压缩空气吹灰管路E3向吹嘴E4吹灰一段时间，将催化基层表面的飞灰吹掉，避免飞灰冷却后产生粘性，易造成催化剂表面活性位堵塞，从而能够始终保持催化剂层E2 表面的活性；

在S3步骤中，通入氨气混合器D2当中氨气通过尿素热解系统B制备，包括以下步骤：

T1：将尿素颗粒和吸湿水加入到尿素溶解罐A1当中，同时进行搅拌和加热，加速尿素的溶解，并保持尿素溶解罐A1内液体温度≥40℃，纺织尿素结晶，制备成40％的尿素溶液，将制备的尿素溶液自流至尿素储存罐A2当中储存；

T2：通过变频计量泵将尿素溶液输送至热解装置B1内，在热解装置B1内进行喷淋，通过变频计量泵和流量计A6对尿素的流量进行监控；

T3：风机B3将外界空气或S5当中输出的尾气输入到电加热器二B2进行加热，经过电加热器二B2加热后达到600℃左右，形成热空气；

T4：将热空气通入到热解装置B1当中，从加热装置D1的上端进入，尿素溶液通过雾化喷嘴喷淋在热解装置B1的内腔当中，热空气与尿素雾滴相互混合，尿素热解成氨气，热解后的氨气混合气体从热解装置B1的下端流出，通入到氨气混合器D2；调节热空气的通入量，控制热解形成的氨气混合气体当中含有5％氨气，从而利用后续的脱硝反应，在保证有效脱硝的情况下减少物料消耗。

本实用新型采用低温SCR脱硝，消除了沥青搅拌站尾气当中的氮氧化物污染，解决了沥青搅拌站无法实现尾气脱硝的问题；通过对烟气和尾气的预热换热，采用GGH换热方式，节省了加热过程中的能耗，减少了废热的排放；采用计量泵和流量计A6结合控制的方式对小流量尿素的输送进行调节控制，提高了尿素供给输送的准确性和精度，减少了物料的损耗；在热解过程中，采用小口径雾化喷枪实现尿素溶液雾化喷射的均匀性，提高了热空气与尿素雾滴的混合反应效率；通过氨气混合器D2对烟气和氨气进行快速充分混合，能在短时间内混合均匀，提高氨气分布的均匀性；通过压缩空气管路B0组构成的吹灰装置，能够对催化剂层E2表面的飞灰进行清洁，有效预防催化剂堵塞，能够长时间保持催化剂的催化活性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种沥青搅拌站烟气脱硝装置，其特征在于，包括溶解与储存系统(A)、尿素热解系统(B)、加热与混合系统(D)、烟气反应系统(E)和尾气换热系统(C)，所述烟气反应系统(E)包括设置有若干层催化剂层(E2)的反应器(E1)，所述反应器(E1)内设置有吹灰装置；所述加热与混合系统(D)包括加热装置(D1)和氨气混合器(D2)，所述氨气混合器(D2)联通热解装置(B1)、反应器(E1)和烟气气源，用于混合热解装置(B1)输出的氨气和烟气，所述加热装置(D1)设置于联通氨气混合器(D2)和烟气气源的烟气管路(C0)上。

2.根据权利要求1所述的一种沥青搅拌站烟气脱硝装置，其特征在于，所述尿素热解系统(B)包括热解装置(B1)、电加热器二(B2)和风机(B3)，所述电加热器二(B2)设置于联通热解装置(B1)和风机(B3)的空气管路(B0)上。

3.根据权利要求1所述的一种沥青搅拌站烟气脱硝装置，其特征在于，所述尾气换热系统(C)包括换热器(C1)，所述换热器(C1)连接于加热装置(D1)与烟气气源的烟气管路(C0)和反应器(E1)输出端的尾气管路(E0)之间，用于烟气和尾气的热量交换。

4.根据权利要求1所述的一种沥青搅拌站烟气脱硝装置，其特征在于，所述溶解与储存系统(A)包括尿素溶解罐(A1)和尿素储存罐(A2)，所述尿素溶解罐(A1)内设有搅拌器(A3)和电加热器一(A4)，所述尿素溶解罐(A1)与尿素储存罐(A2)通过尿素管路(A0)连接。

5.根据权利要求4所述的一种沥青搅拌站烟气脱硝装置，其特征在于，所述尿素储存罐(A2)与尿素热解系统(B)联通的尿素管路(A0)上安装有输送泵(A5)和流量计(A6)。

6.根据权利要求1所述的一种沥青搅拌站烟气脱硝装置，其特征在于，所述吹灰装置包括设置与催化剂层(E2)上方的吹灰管路(E3)，所述吹灰管路(E3) 上安装有若干个朝向催化剂层(E2)的吹嘴(E4)。

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