CN215782720U - 一种炭基催化剂脱硝塔内均布式喷氨装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种炭基催化剂脱硝塔内均布式喷氨装置，包括喷氨主管和喷氨支管，喷氨主管与喷氨支管连通，喷氨支管包括一级喷氨支管、二级喷氨支管和三级喷氨支管，一级喷氨支管、二级喷氨支管和三级喷氨支管依次连通，二级喷氨支管水平设置于脱硝塔内，若干二级喷氨支管在同一竖直平面均匀设置，二级喷氨支管所在竖直平面与脱硝塔内烟气方向相垂直，多个三级喷氨支管设置于二级喷氨支管底部，且与二级喷氨支管相垂直，三级喷氨支管设有适用于固体颗粒的不锈钢烧结网喷嘴，多个三级喷氨支管长短不一，且在二级喷氨支管底部均匀间隔设置。该均布式喷氨装置适用于铺设在固体催化剂颗粒中，不需增设混合器且可以使氨气在固体颗粒中最大程度的与烟气充分混合。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种炭基催化剂脱硝塔内均布式喷氨装置，属于环境工程技术领域。
背景技术
炭基催化剂干法烟气污染物控制技术，是一种可实现硫硝一体化脱除、耗水少、脱硫副产品资源化利用率高的新型烟气污染物控制技术，具有广阔的应用前景。
炭基催化剂烟气脱硫脱硝的技术原理为：
脱硫过程：烟气中的SO2在110-150℃的温度下，与烟气中的氧气、水蒸气发生化学反应生成硫酸并吸附在炭基催化剂表面，反应式如下：
SO2+1/2O2+H2O= H2SO4+178.4KJ/mol
SO3+H2O→H2SO4+79.5kJ
脱硝过程：烟气中的氮氧化物与通入的氨气混合，在炭基催化剂的催化作用下发生选择性催化还原反应，将氮氧化物转化为氮气。反应式如下：
NO+NH3+1/4H2O=N2+3/2H2O-407.9KJ/mol
NO2＋2NH3＋1/2O2＝3/2N2+3H2O-699.594KJ/mol
通常，由于竞争反应的原因，脱硫脱硝过程并非同时进行，沿烟气流动方向首先发生脱硫反应，之后发生脱硝过程。在脱硝过程中如何及时地将氨气与烟气均匀混合，是影响脱硝效率的重要因素。
而且传统孔状喷嘴为点状喷射，喷孔与脱销塔内的固体炭基催化剂颗粒接触面积有限，喷射范围小，不利于氨气与炭基催化剂的充分均匀混合，若要提高混合效率则需要增大喷嘴尺寸，而增大喷嘴尺寸易造成催化剂颗粒堵塞喷嘴孔隙。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中存在的问题，提供一种设置在固体颗粒催化剂中不需混合器的均布式喷氨装置。
为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案为：一种炭基催化剂脱硝塔内均布式喷氨装置，包括喷氨主管和喷氨支管，所述喷氨主管与喷氨支管连通，所述喷氨支管包括依次联通的一级喷氨支管、二级喷氨支管和三级喷氨支管，二级喷氨支管水平设置于脱硝塔内，若干二级喷氨支管在同一竖直平面内均匀设置，若干二级喷氨支管所在竖直平面与脱硝塔内烟气流动方向相垂直，多个三级喷氨支管设置于二级喷氨支管底部，且设置方向与二级喷氨支管相垂直，所述三级喷氨支管底部设有烧结金属网喷嘴，多个三级喷氨支管长短不一，且在二级喷氨支管底部均匀间隔设置。
对上述技术方案的进一步设计为：所述喷氨主管上设置有主管流量调节阀及流量计。
对上述技术方案的进一步设计为：所述喷氨主管位于脱销塔外部，且一端与氨气稀释系统连接，另一端与一级喷氨支管连接。
对上述技术方案的进一步设计为：所述二级喷氨支管靠近一级喷氨支管的一端与脱硝塔外壁密封焊接，且端部穿过脱硝塔外壁与一级喷氨支管通过配对法兰连接。
对上述技术方案的进一步设计为：所述脱硝塔内远离一级喷氨支管一侧设有支架，二级喷氨支管远离一级喷氨支管一端通过支架支撑在脱硝塔内。
对上述技术方案的进一步设计为：所述一级喷氨支管均位于脱硝塔外部，且竖直设置。
对上述技术方案的进一步设计为：所述二级喷氨支管上设有支管调节阀和压力仪表。
对上述技术方案的进一步设计为：所述支管调节阀和压力仪表设置于二级喷氨支管位于脱硝塔外部分。
对上述技术方案的进一步设计为：所述不锈钢烧结网喷嘴包括烧结金属网和分别设置于烧结金属网两端的螺纹接口与端盖，所述螺纹接口与三级喷氨支管螺纹连接。
对上述技术方案的进一步设计为：所述烧结金属网的网格孔规格为100~200μm。
本实用新型的技术方案与现有技术相比具有的有益效果为：
本实用新型中二级喷氨支管与烟气方向垂直，其上设置的长短不一的三级喷氨支管，可根据脱硝反应区空间分布合理设计，使喷嘴在纵向和横向两方向分布基本一致。使喷氨更为均匀，避免喷氨盲区，有效提高脱硝反应区氨气、烟气混合均匀性。
喷嘴为不锈钢烧结网，结构件如图3所示，相较传统孔状喷嘴的点状喷射，烧结网喷嘴与固体颗粒接触面积大，喷射范围广，喷氨呈现面分布。同时细小的烧结网空隙使氨气溢流更为均匀，更有利于烟气、氨气混合。充分的均匀混合，有利于氨气与烟气中NOX发生反应，提高烟气的脱硝效率。同时金属烧结网细小的喷氨孔隙，较大的喷氨面积，能有效防止粒径较大的催化剂颗粒堵塞喷嘴孔隙，相较于孔状喷嘴，避免了单喷孔易被颗粒堵塞的风险。同时不锈钢烧结网能有效防止氨气对喷嘴的金属腐蚀，提高使用寿命。
有别于现有技术的催化剂前喷氨，先在混合系统中将烟气、氨气混合后，再通入催化剂层，本实用新型喷氨装置实现了直接在催化剂颗粒中喷氨和混合，并保证良好的喷氨均匀性。
本装置不需增设氨空混合器，简化了氨气-烟气混合系统结构，降低了混合器建造成本。相较于传统混合器的管内混合结构，本装置在很大的烟气流通截面上平面分散布置，对烟气流动几乎没有影响，大大降低了系统的烟气阻力，有利于减少设备投资及运行成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图2为图1中A-A向的剖视图。
图3为图2中喷嘴的局部放大图。
图中，1为喷氨主管，2为一级喷氨支管，3为二级喷氨支管，4为三级喷氨支管，5为主管调节阀，6为支管调节阀，7为压力仪表，8为喷嘴，81为螺纹接口，82为金属烧结网，83为端盖，9为配对法兰，10为脱硝塔。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例
如图1和图2所示，本实施例的一种炭基催化剂脱硝塔内均布式喷氨装置，包括喷氨主管1、一级喷氨支管2、二级喷氨支管3和三级喷氨支管4，喷氨主管1、一级喷氨支管2、二级喷氨支管3和三级喷氨支管4依次连通，主喷氨管1设置于脱硝塔10外部，主喷氨管1从氨气稀释系统将稀释后的氨气引入喷氨系统，并由主管分配到各级喷氨支管，主喷氨管1上设有主管流量调节阀5，主管流量调节阀5根据实际工况（烟气氮氧化物浓度、氨氮比、氨逃逸率等），调节喷氨总量，使烟气达到所需脱硝效率，同时控制烟气出口较低的氨逃逸量。
一级喷氨支管2设置于脱硝塔10外部，且竖直设置，一级喷氨支管2将氨气分流给设置于脱硝塔10内的各个二级喷氨支管3；二级喷氨支管3水平设置于脱硝塔10内，各个二级喷氨支管3在同一竖直平面内均匀分布，该竖直平面位于脱硝塔10脱硝反应区，且与烟气方向相垂直。二级喷氨支管3一端与脱硝塔10一侧塔壁密封焊接，同时该端端部穿过该侧壁面并通过配对法兰与一级喷氨支管2连接，脱硝塔内远离一级喷氨支管一侧设有支架，二级喷氨支管另一端通过塔内支架支撑在脱硝塔中，并与脱硝塔非刚性连接。二级喷氨支管3在脱硝塔10外部设有支管调节阀6和压力仪表7，在喷氨均匀性良好的情况下，可不调节各支路调节阀6，只由主管调节阀5控制氨气流量；在工况变化、或前期系统调试的情况下，可通过支管调节阀，实现对支管喷氨量调节。
三级喷氨支管4长短不一，均匀设置于各二级喷氨支管3底部，且与二级喷氨支管3垂直设置，三级喷氨支管4均匀间隔分布，三级喷氨支管4与二级喷氨支管3焊接连接。
各级喷氨支管将氨气均匀的分配到脱硝塔10的反应截面，同时通过二级喷氨支管3的压力仪表及二级喷氨调节阀调节各支管的氨气流量，确保各三级喷氨支管4有相同的喷氨量。
本实施例中一、二级喷氨支管之间通过配对法兰9连接，便于安装和拆卸，管道连接处还设有密封件。
均布的三级喷氨支管4将氨气送入塔内进行脱硝反应，同时每个三级喷氨支管的末端设置氨气喷嘴8，喷嘴8如图3所示，喷嘴为适用于铺设在固体颗粒层中的不锈钢烧结网喷嘴，由螺纹接口81、金属烧结网82和端盖83构成。喷嘴8结构可保证氨气由喷嘴等量、均匀地喷出，不发生颗粒引起的喷嘴堵塞，同时有效防止氨气腐蚀。以上结构将氨气均匀喷入脱硝塔内脱硝反应区竖直截面，当烟气沿塔水平方向流过此竖直截面时，烟气能与氨气均匀、高效的混合，进而充分发生脱硝反应，提高脱硝效率。
本实用新型的技术方案不局限于上述各实施例，凡采用等同替换方式得到的技术方案均落在本实用新型要求保护的范围内。
Claims (10)
1.一种炭基催化剂脱硝塔内均布式喷氨装置，包括喷氨主管和喷氨支管，所述喷氨主管与喷氨支管连通，其特征在于：所述喷氨支管包括依次联通的一级喷氨支管、二级喷氨支管和三级喷氨支管，二级喷氨支管水平设置于脱硝塔内，若干二级喷氨支管在同一竖直平面内均匀设置，若干二级喷氨支管所在竖直平面与脱硝塔内烟气流动方向相垂直，多个三级喷氨支管设置于二级喷氨支管底部，且设置方向与二级喷氨支管相垂直，所述三级喷氨支管底部设有烧结金属网喷嘴，多个三级喷氨支管长短不一，且在二级喷氨支管底部均匀间隔设置。
2.根据权利要求1所述炭基催化剂脱硝塔内均布式喷氨装置，其特征在于：所述喷氨主管上设置有主管流量调节阀及流量计。
3.根据权利要求2所述炭基催化剂脱硝塔内均布式喷氨装置，其特征在于：所述喷氨主管位于脱销塔外部，且一端与氨气稀释系统连接，另一端与一级喷氨支管连接。
4.根据权利要求1所述炭基催化剂脱硝塔内均布式喷氨装置，其特征在于：所述二级喷氨支管靠近一级喷氨支管的一端与脱硝塔外壁密封焊接，且端部穿过脱硝塔外壁与一级喷氨支管通过配对法兰连接。
5.根据权利要求4所述炭基催化剂脱硝塔内均布式喷氨装置，其特征在于：所述脱硝塔内远离一级喷氨支管一侧设有支架，二级喷氨支管远离一级喷氨支管一端通过支架支撑在脱硝塔内。
6.根据权利要求1所述炭基催化剂脱硝塔内均布式喷氨装置，其特征在于：所述一级喷氨支管均位于脱硝塔外部，且竖直设置。
7.根据权利要求1所述炭基催化剂脱硝塔内均布式喷氨装置，其特征在于：所述二级喷氨支管上设有支管调节阀和压力仪表。
8.根据权利要求7所述炭基催化剂脱硝塔内均布式喷氨装置，其特征在于：所述支管调节阀和压力仪表设置于二级喷氨支管位于脱硝塔外部分。
9.根据权利要求1所述炭基催化剂脱硝塔内均布式喷氨装置，其特征在于：所述不锈钢烧结网喷嘴包括烧结金属网和分别设置于烧结金属网两端的螺纹接口与端盖，所述螺纹接口与三级喷氨支管螺纹连接。
10.根据权利要求1所述炭基催化剂脱硝塔内均布式喷氨装置，其特征在于：所述烧结金属网的网格孔规格为100~200μm。
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