CN215388736U - 脱硝还原剂流量调节单元以及scr脱硝装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种脱硝还原剂流量调节单元以及SCR脱硝装置，包括：升气筒，其设置于烟道内且位于脱硝催化剂床层的烟气上游处，用于接收来自烟道上游的烟气；活塞组件，其设置在升气筒内壁上，该活塞组件通过弹性力和进入升气筒的烟气升力的共同作用调节位于升气筒下端的脱硝还原剂喷嘴开度。本实用新型的脱硝还原剂流量调节单元以及SCR脱硝装置，可利用烟道中的烟气升力和流量的变化实现脱硝还原剂喷射量的自动调节，既可达到脱硝还原剂流量的调节要求，又可大幅减少投资和运行成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油化工烟气治理技术领域，特别涉及一种脱硝还原剂流量调节单元以及SCR脱硝装置。
背景技术
选择性催化还原脱硝技术(SCR)是以氨为还原剂，在催化剂和一定温度条件下，氨与烟气中的NOx反应生成氮气和水。烟气中NOx与还原剂氨的适宜配比是影响脱硝效果的重要因素之一。在烟道中局部的氨含量大于烟气中的NOx含量，就会带来氨逃逸；某些区域的氨含量小于NOx含量，就会降低脱硝效率。
FCC待生催化剂在再生过程中会产生SO2和SO3，其比例大约为8～12:1，经过SCR脱硝后，还会有约0.5％～2％的SO2被氧化成SO3。SO3的存在加剧了下游设备的腐蚀和结垢的可能性，SO3和脱硝还原剂NH3在低温环境下会反应生成NH4HSO4(ABS)，ABS(低温下具有粘附性)的存在容易导致催化剂孔道堵塞，ABS还会附着在设备表面引起积灰、结垢和腐蚀。当烟气中的SO3浓度达到10ppm以上时，烟囱周围就会出现“蓝烟”现象。目前烟气中SO3主要脱除手段包括湿法脱硫技术、湿式电除尘技术以及碱性吸收剂喷射脱除SO3技术等。碱性吸收剂喷射脱除烟气中SO3技术是利用碱性吸收剂与烟气中的SO3反应，从而脱除烟气中的SO3。相比于湿法脱硫技术和湿式电除尘技术，其可以在装置前部实现对烟气中SO3的脱除，从而减缓其对后续设备的不利影响。
中国专利申请CN108380043A公开了一种SCR脱硝装置分区喷氨调节控制方法。该方案通过监测SCR脱硝装置入口NOx浓度、出口分区NOx浓度、喷氨总量、分区氨流量等重要参数，以分区氨流量测量值作为喷氨分区调平阀调节控制的闭环信号，提高了分区喷氨在线调节的品质，减少了氨逃逸率，从而减轻甚至消除氨逃逸对SCR脱硝装置下游设备的不利影响。但这种方法需要额外配置大量的测量仪表和控制系统，投资和运行成本较高。
因此，亟需一种脱硝还原剂氨的流量调节单元以及相应的脱硝装置，既可达到氨流量的调节要求，又可大幅减少投资和运行成本。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种，脱硝还原剂流量调节单元以及SCR脱硝装置，可利用烟道中的烟气升力和流量的变化实现脱硝还原剂喷射量的自动调节，既可达到脱硝还原剂流量的调节要求，又可大幅减少投资和运行成本。
为实现上述目的，根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供了一种脱硝还原剂流量调节单元，包括：升气筒，其设置于烟道内且位于脱硝催化剂床层的烟气上游处，用于接收来自烟道上游的烟气；活塞组件，其设置在升气筒内壁上，该活塞组件通过弹性力和进入升气筒的烟气升力的共同作用调节位于升气筒下端的脱硝还原剂喷嘴开度。
进一步，上述技术方案中，活塞组件包括：活塞，其设于活塞杆的一端且与脱硝还原剂喷嘴的形状和尺寸相适配，活塞的上下移动用于调节脱硝还原剂喷嘴开度；弹簧，其设于活塞杆的另一端；第一限位机构，其用于限制弹簧的整体位移并保留弹簧的压缩空间；第二限位机构，其用于限制活塞的上下移动行程。
进一步，上述技术方案中，第一限位机构为固定在升气筒内壁上的第一固定盒，弹簧设置在第一固定盒内，弹簧底部通过端板与活塞杆连接，活塞杆穿设在第一固定盒的下壁面。
进一步，上述技术方案中，第二限位机构可以为设置在脱硝还原剂喷嘴相应位置处的第二固定盒。
进一步，上述技术方案中，第二固定盒可与脱硝还原剂喷嘴一体成型且朝向升气筒中央一侧为敞开状。
进一步，上述技术方案中，升气筒可以为多个且均匀间隔设置在烟道内，升气筒外壁与烟道内壁之间设有密封板。
进一步，上述技术方案中，升气筒侧壁上设有SO3吸收剂喷嘴，SO3吸收剂的喷射方向与上升的烟气流动方向垂直。
进一步，上述技术方案中，每个升气筒侧壁上设有两个对侧设置的SO3吸收剂喷嘴。
根据本实用新型的第二方面，本实用新型提供了一种SCR脱硝装置，包括：前述的脱硝还原剂流量调节单元；还包括：脱硝还原剂喷枪，其设置于脱硝还原剂流量调节单元的下端，该脱硝还原剂喷枪上的喷嘴数量与升气筒数量相对应；SO3吸收剂喷枪，其设置于升气筒的中上部，该SO3吸收剂喷枪上的喷嘴数量与升气筒数量相对应。
进一步，上述技术方案中，该脱硝装置还包括脱硝催化剂床层，床层设置在脱硝还原剂流量调节单元的烟气下游位置处，用于接收流经升气筒的烟气及脱硝还原剂。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
1)本实用新型的脱硝还原剂流量调节单元可通过活塞组件中的弹簧弹性力和进入升气筒的烟气升力的共同作用，自动调节位于升气筒下端的脱硝还原剂喷嘴的开度，可随烟气流量的变化对脱硝还原剂的流量进行有效控制，结构简单，占用升气筒中的空间较小；
2)脱硝还原剂流量调节单元设置在脱硝催化剂床层的上游位置，脱硝催化剂床层处的烟气经过在上游升气筒中的与SO3吸收剂的充分混合，SO3含量已经非常小，基本消除了对脱硝催化剂床层以及后续设备的不利影响。
3)SO3吸收剂喷嘴的喷射方向与烟气上升方向垂直，利用喷入SO3吸收剂的垂直气流作用扰动烟气和脱硝还原剂，使烟气、SO3吸收剂和脱硝还原剂可以达到一个良好的混合效果；SO3吸收剂喷嘴在升气筒的壁面对侧设置，可进一步提高混合效果。
上述说明仅为本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本实用新型的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本实用新型的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。
附图说明
图1是本实用新型SCR脱硝装置的内部结构示意图。
图2是本实用新型脱硝还原剂流量调节单元结构示意图。
图3是本实用新型升气筒的俯视示意图。
主要附图标记说明：
1-脱硝还原剂流量调节单元，11-升气筒，12-活塞，13-活塞杆，14-弹簧，141-端板，15-第一固定盒，16-第二固定盒，2-脱硝还原剂喷枪，21-脱硝还原剂喷嘴，3-SO3吸收剂喷枪，31-SO3吸收剂喷嘴，4-密封板，5-脱硝催化剂床层，6-烟道。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。
在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在所述元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向(旋转90度或其他取向)且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。
在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。
本实用新型提供了一种FCC再生烟气SCR脱硝装置，利用SO3吸收剂与烟气中的SO3发生反应，脱除烟气中的SO3，SO3吸收剂采用碳酸氢钠、亚硫酸氢钠和碳酸钠中的一种或几种吸收剂的复配溶液，脱硝还原剂采用氨气，利用脱硝还原剂氨气和脱硝催化剂脱除烟气中的氮氧化物NOx。在脱硝装置中使用了脱硝还原剂流量调节单元。
实施例1
如图1至3所示，本实施例的脱硝还原剂流量调节单元1包括升气筒11和活塞组件。升气筒11设置在烟道6内，且位于脱硝催化剂床层5的烟气上游处，用于接收来自烟道6上游的烟气。活塞组件设置在升气筒11的内壁上，该活塞组件通过组件中弹簧14的弹性力和进入升气筒的烟气升力的共同作用，调节位于升气筒11下端的脱硝还原剂喷嘴21的开度。
进一步如图2所示，活塞组件包括活塞12、活塞杆13、弹簧14、第一限位机构和第二限位机构。活塞12、弹簧14分设于活塞杆13的两端，即活塞12设于活塞杆13的下端且与脱硝还原剂喷嘴21的形状和尺寸相适配，这样活塞12的上下移动可调节脱硝还原剂喷嘴开度，从而控制和调节来自脱硝还原剂喷嘴21的流量大小，满足烟气脱硝的要求。第一限位机构可用于限制弹簧14的整体位移并保留弹簧14的压缩空间，即弹簧14可在第一限位机构中被压缩和回弹，但弹簧14的整体被限制在该第一限位机构中。优选而非限制性地，第一限位机构可采用固定在升气筒11内壁上的第一固定盒，弹簧14设置在第一固定盒15内，第一固定盒15固定在升气筒11的内壁面上，第一固定盒15的下壁面具有开口，弹簧14底部通过端板141与活塞杆13连接，活塞杆13穿设在第一固定盒15的下壁面。该开口一方面可以作为活塞杆13的穿设空间，另一方面可以通过进入升气筒11的烟气升力推动端板141上移从而压缩弹簧14，进而通过联动的活塞杆13和活塞12上移改变脱硝还原剂喷嘴21的开度。优选而非限制性地，第二限位机构可用于限制活塞12的上下移动行程。具体地，第二限位机构可以采用设置在脱硝还原剂喷嘴21相应位置处的第二固定盒16。第二固定盒16可与脱硝还原剂喷嘴一体成型，也可以分体设置，第二固定盒16朝向升气筒11中央一侧为敞开状，这样可以保证来自脱硝还原剂喷嘴21的脱硝还原剂经流量调节后能顺利进入升气筒11中。
进一步如图1至3所示，升气筒11为多个且均匀间隔设置在烟道6内，升气筒11外壁与烟道6的内壁之间设有密封板4，密封板4预留出升气筒11的位置且固定在烟道6的内壁上，密封板4的设置一方面可以使下游烟气在此处完全进入升气筒，不会使烟气从升气筒外的烟道内空间直接进入下游的脱硝催化剂床层5，另一方面可以利用密封板4对升气筒11进行固定。
烟道6中上升的烟气进入升气筒11中，当烟气流量较大时可带动流量调节单元1的端板141向上移动，下端的活塞12和活塞杆13随之向上移动，此时，脱硝还原剂喷嘴21和活塞12之间的开度变大，脱硝还原剂的流量随之增大；当烟气流量较小时，流量调节单元1的端板141向下移动，下端的活塞12和活塞杆13随之向下移动，脱硝还原剂喷嘴21和活塞12之间的开度变小，脱硝还原剂的流量随之减小。本实施例的脱硝还原剂流量调节单元可通过活塞组件中的弹簧弹性力和进入升气筒的烟气升力的共同作用，自动调节位于升气筒下端的脱硝还原剂喷嘴的开度，结构简单，占用升气筒中的空间较小。
实施例2
如图1至3所示，本实施例的SCR脱硝装置除包含实施例1的脱硝还原剂流量调节单元1外，还包括脱硝还原剂喷枪2、SO3吸收剂喷枪3以及脱硝催化剂床层5。脱硝还原剂喷枪2设置于脱硝还原剂流量调节单元的下端，脱硝还原剂喷枪2上的喷嘴数量与升气筒数量相对应；SO3吸收剂喷枪3设置于升气筒的中上部，SO3吸收剂喷枪3上的喷嘴数量也与升气筒数量相对应。进一步如图3所示，每个升气筒11的侧壁上设有SO3吸收剂喷嘴31，SO3吸收剂的喷射方向与上升的所述烟气流动方向垂直。利用垂直于烟气上升方向喷入的SO3吸收剂可使烟气和脱硝还原剂的混合气流发生扰动，强化烟气与SO3吸收剂、脱硝还原剂的混合效果。优选而非限制性地，每个升气筒11侧壁上可设有两个对侧设置的SO3吸收剂喷嘴，可进一步强化混合效果。进一步如图1所示，脱硝催化剂床层5设置在脱硝还原剂流量调节单元1的烟气下游位置处，用于接收流经升气筒的烟气及脱硝还原剂，脱硝催化剂床层5处的烟气经过在上游升气筒中的与SO3吸收剂的充分混合，SO3含量已经非常小，基本消除了对脱硝催化剂床层以及后续设备的不利影响。
本实施例中的SO3吸收剂喷嘴在升气筒对侧设置两组或多组，可利用喷嘴向升气筒中喷入SO3吸收剂，喷嘴的方向与烟气上升方向垂直，利用喷入SO3吸收剂的垂直气流作用扰动烟气和脱硝还原剂，使烟气、SO3吸收剂和脱硝还原剂可以达到一个良好的混合效果。
前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。针对上述示例性实施方案所做的任何简单修改、等同变化与修饰，都应落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种脱硝还原剂流量调节单元，其特征在于，包括：
升气筒，其设置于烟道内且位于脱硝催化剂床层的烟气上游处，用于接收来自烟道上游的烟气；
活塞组件，其设置在所述升气筒内壁上，该活塞组件通过弹性力和进入所述升气筒的烟气升力的共同作用调节位于所述升气筒下端的脱硝还原剂喷嘴开度。
2.根据权利要求1所述的脱硝还原剂流量调节单元，其特征在于，所述活塞组件包括：
活塞，其设于活塞杆的一端且与所述脱硝还原剂喷嘴的形状和尺寸相适配，所述活塞的上下移动用于调节所述脱硝还原剂喷嘴开度；
弹簧，其设于所述活塞杆的另一端；
第一限位机构，其用于限制所述弹簧的整体位移并保留所述弹簧的压缩空间；
第二限位机构，其用于限制所述活塞的上下移动行程。
3.根据权利要求2所述的脱硝还原剂流量调节单元，其特征在于，所述第一限位机构为固定在所述升气筒内壁上的第一固定盒，所述弹簧设置在所述第一固定盒内，弹簧底部通过端板与所述活塞杆连接，所述活塞杆穿设在所述第一固定盒的下壁面。
4.根据权利要求2所述的脱硝还原剂流量调节单元，其特征在于，所述第二限位机构为设置在所述脱硝还原剂喷嘴相应位置处的第二固定盒。
5.根据权利要求4所述的脱硝还原剂流量调节单元，其特征在于，所述第二固定盒与所述脱硝还原剂喷嘴一体成型且朝向所述升气筒中央一侧为敞开状。
6.根据权利要求1所述的脱硝还原剂流量调节单元，其特征在于，所述升气筒为多个且均匀间隔设置在所述烟道内，所述升气筒外壁与烟道内壁之间设有密封板。
7.根据权利要求6所述的脱硝还原剂流量调节单元，其特征在于，每个所述升气筒侧壁上设有SO3吸收剂喷嘴，所述SO3吸收剂的喷射方向与上升的所述烟气流动方向垂直。
8.根据权利要求7所述的脱硝还原剂流量调节单元，其特征在于，每个所述升气筒侧壁上设有两个对侧设置的SO3吸收剂喷嘴。
9.一种SCR脱硝装置，其特征在于，包括：如权利要求1至8中任意一项所述的脱硝还原剂流量调节单元；还包括：
脱硝还原剂喷枪，其设置于所述脱硝还原剂流量调节单元的下端，该脱硝还原剂喷枪上的喷嘴数量与升气筒数量相对应；
SO3吸收剂喷枪，其设置于所述升气筒的中上部，该SO3吸收剂喷枪上的喷嘴数量与升气筒数量相对应。
10.根据权利要求9所述的SCR脱硝装置，其特征在于，还包括脱硝催化剂床层，所述床层设置在所述脱硝还原剂流量调节单元的烟气下游位置处，用于接收流经所述升气筒的烟气及脱硝还原剂。
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