CN216125445U - 一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置，包括SCR反应器、氨气储罐、还原剂注入系统和沼气发电机组本体，所述SCR反应器设置于沼气发电机组本体的上方，所述还原剂注入系统包括空气压缩机、泵体和雾化喷嘴，所述还原剂经过泵体再与空气压缩机喷出的高压空气混合后由雾化喷嘴喷入于转接器的内部，所述SCR反应器内设置有高温氧化钛基催化剂层，且所述高温氧化钛基催化剂层设置为双层结构，SCR脱硝工艺通过对还原剂溶液前端高压雾化后，再与烟气对冲混合，经过两级翅片扰动混合，达到更充分的混合反应效果，且高温氧化钛基催化剂层为双层结构，前后端设置烟气导流板，以保证机组烟气背压，提高催化剂和烟气分散均匀接触的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及烟气脱销设备技术领域，具体为一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置。
背景技术
随着世界经济的发展，化石能源消费需求仍不断增长，环境压力巨大。未来在相当长的一段时间内，常规化石能源仍然是能源供给的主力。截至2018 年末，全国发电装机容量19.0亿千瓦，同比增加6.5％，其中煤电装机容量约 10.1亿千瓦。全国发电量69940亿千瓦时，同比增长8.4％，其中火电发电量49231亿千瓦时、同比增长7.3％。全年发电设备平均利用小时数为3862小时，同比增加73小时；其中，全年火电设备平均利用小时数为4361小时，同比增加143小时，目前，全国达到超低排放限值的煤电机组8.1亿千瓦，占煤电总装机容量的80％，建成世界最大的煤炭清洁发电体系。
沼气发电机组利用的填埋气体、餐厨垃圾厌氧沼气、工业废水厌氧沼气、瓦斯气、煤层气、油田伴生气、天然气等也是国内存在比较广泛的能源供给来源，相比与常规化石能源污染大、储量有限的特点，该类气体燃料的燃烧也会产生氮氧化物，也会对环境空气造成污染，目前NOx减排一般通过控制燃烧过程中的生成，即低氮燃烧技术，通过调配合适的空燃比实现燃料的稀薄燃烧；二是对产生的NOx进行处理，即烟气脱硝技术，因为仅靠燃气机组的燃烧控制无法满足日益严苛的排放标准，沼气发电机组烟气属于高流速、大流量、高含硫的混合气体，其脱硝难度大，因此需要在机组的排烟管道上增加一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置，通过对还原剂溶液前端高压雾化后，再与烟气对冲混合，经过两级翅片扰动混合，达到更充分的混合反应效果，且高温氧化钛基催化剂层为双层结构，能够有效地进行脱硝，前后端设置烟气导流板，以保证机组烟气背压，提高催化剂和烟气分散均匀接触的效率，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置，包括SCR反应器、氨气储罐、还原剂注入系统和沼气发电机组本体，所述氨气储罐的内部储存有还原剂，所述SCR反应器设置于沼气发电机组本体的上方，所述氨气储罐设置于沼气发电机组本体的一侧，所述SCR反应器的下端连通有转接器，所述沼气发电机组本体连通于转接器的下端，所述氨气储罐通过还原剂注入系统连通于转接器的上端，所述还原剂注入系统包括空气压缩机、泵体和雾化喷嘴，所述泵体与空气压缩机连通，且所述空气压缩机与雾化喷嘴连通，所述SCR反应器内设置有高温氧化钛基催化剂层，且所述高温氧化钛基催化剂层设置为双层结构，且两组所述高温氧化钛基催化剂层之间间隔设置有烟气导流板。
优选的，所述沼气发电机组本体的一侧设置有安装架，所述安装架为交叉设置的钢结构安装架，所述氨气储罐焊接于安装架的上端，且所述安装架的内侧焊装有攀爬架。
优选的，所述氨气储罐的内部设置有加热器，所述加热器设置为电加热管式的加热器，所述加热器中的电加热管插入于还原剂溶液中。
优选的，所述氨气储罐内部储存的还原剂设置为液氨、氨水溶液或者尿素溶液中的任意一种。
优选的，所述雾化喷嘴共设置有四组，且四组所述雾化喷嘴沿转接器的管道四周对立设置，且所述雾化喷嘴按向下°喷射还原剂溶液。
优选的，所述转接器内设置有混合器，所述混合器设置为内部由混合翅片所组成的混合器。
优选的，所述混合器位于高温氧化钛基催化剂层的正下方。
优选的，所述SCR反应器内的催化剂设置为波纹板式结构所组成的高温氧化钛基催化剂层。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型中SCR脱硝工艺通过对还原剂溶液前端高压雾化后，再与烟气对冲混合，经过两级翅片扰动混合，达到更充分的混合反应效果，且高温氧化钛基催化剂层为双层结构，能够有效地进行脱硝，前后端设置烟气导流板，以保证机组烟气背压，提高催化剂和烟气分散均匀接触的效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型雾化喷嘴的垂直分布结构示意图；
图3为本实用新型雾化喷嘴的水平分布结构示意图；
图4为本实用新型SCR反应器的结构示意图。
图中：1、SCR反应器；2、氨气储罐；3、还原剂注入系统；4、沼气发电机组本体；5、转接器；6、安装架；7、攀爬架；8、雾化喷嘴；9、高温氧化钛基催化剂层；10、混合器；11、烟气导流板。
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。
实施例1
请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置，包括SCR反应器1、氨气储罐2、还原剂注入系统3和沼气发电机组本体4，沼气发电机组本体4的一侧设置有安装架6，安装架6为交叉设置的钢结构安装架，氨气储罐2焊接于安装架6的上端，且安装架6的内侧焊装有攀爬架7，这样设置的目的在于方便后期检修；
氨气储罐2的内部储存有还原剂，氨气储罐2内部储存的还原剂可设置为液氨、氨水溶液或者尿素溶液中的任意一种，氨气储罐2的内部设置有加热器，加热器设置为电加热管式的加热器，电加热器中的电加热管插入于还原剂溶液中,SCR脱硝工艺的还原剂为氨气，一般通过液氨蒸发或由氨水、尿素间接制备取得，尿素法是先将尿素固体颗粒在容器中完全溶解，然后将溶液泵送至水解槽中，通过加热器将溶液加热反应至反应温度后与水反应生成氨气，氨水法是将25％的氨水溶液通过加热装置使其蒸发，形成氨气及水蒸汽。液氨法是将液氨在蒸发器中加热成氨气，然后与稀释风机的空气混合成氨气体积含量5％的混合气体进入烟气系统；
各种还原剂之间的差异
SCR反应器1设置于沼气发电机组本体4的上方，氨气储罐2设置于沼气发电机组本体4的一侧，SCR反应器1的下端连通有转接器5，沼气发电机组本体4连通于转接器5的下端；
氨气储罐2通过还原剂注入系统3连通于转接器5的上端，还原剂注入系统3包括空气压缩机、泵体和雾化喷嘴8，还原剂经过泵体再与空气压缩机喷出的高压空气混合后由雾化喷嘴8喷入于转接器5的内部，雾化喷嘴8共设置有四组，且四组雾化喷嘴8沿转接器5的管道四周对立设置，且雾化喷嘴8按向下45°喷射还原剂溶液，该角度雾化溶液与烟气具有较好的对流混合效果；
转接器5内设置有混合器10，混合器10位于高温氧化钛基催化剂层9的正下方，混合器10设置为内部由混合翅片所组成的混合器，设置混合翅片可以延长混合及反应流程，以达到更好的防氨逃逸及脱硝效果；
SCR反应器1内设置有高温氧化钛基催化剂层9，高温氧化钛基催化剂层 9为双层结构，经过多次试验，烟气脱硝后NOx浓度40-90mg/Nm3(折算后)，距离订立的控制标准80mg/Nm3尚有距离，通过叠加一层催化剂可以确保稳定达标；
SCR反应器1内的催化剂设置为载体和活性成分混合物整体挤压成型的蜂窝式结构所组成的高温氧化钛基催化剂层9。
实施例2
与实施例1不同的是，SCR反应器1内的催化剂设置为以不锈钢网格作为基材负载上含有活性成分的载体压制而成的平板式催化剂结构所组成的高温氧化钛基催化剂层9。
实施例3
与实施例1不同的是，SCR反应器1内的催化剂设置为波纹板式结构所组成的高温氧化钛基催化剂层9。
各种高温氧化钛基催化剂层9结构所导致的性能区别
| 蜂窝式 | 平板式 | 波纹板式 | |
| 基材 | 整体挤压 | 不锈钢金属板 | 玻璃纤维板 |
| 催化剂活性 | 中等 | 中等 | 高 |
| SO2/SO3转化率 | 中等 | 中等 | 低 |
| 压力损失 | 偏高 | 中等 | 低 |
| 抗腐蚀性 | 高 | 中等 | 低 |
| 抗中毒性 | 高 | 中等 | 低 |
| 防灰堵塞能力 | 中等 | 较高 | 中等 |
| 相同条件下体积 | 小 | 大 | 较大 |
| 比表面积 | 高 | 低 | 中等 |
| 表面抗磨损力 | 高 | 低 | 很低 |
| 内部抗磨损力 | 高 | 低 | 很低 |
| 催化剂再生 | 有效 | 无效 | 无效 |
SCR脱硝技术的核心物质是催化剂，所选催化剂的优劣直接影响烟气脱硝的效率，催化剂的选择根据SCR反应塔的布置、烟气温度、烟气流速、NOx浓度分布，以及设计脱硝效率、允许的氨逃逸率、催化剂寿命等因素确定。
工作原理：本装置公开了一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置，包括SCR反应器1、氨气储罐2、还原剂注入系统3和沼气发电机组本体4，氨气储罐2的内部储存有还原剂，氨气储罐2内部储存的还原剂可设置为液氨、氨水溶液或者尿素溶液中的任意一种，通过加热器将溶液加热反应至反应温度后形成氨气及水蒸汽，氨气储罐2通过还原剂注入系统3连通于转接器5 的上端，还原剂注入系统3包括空气压缩机、泵体和雾化喷嘴8，还原剂经过泵体再与空气压缩机喷出的高压空气混合后由雾化喷嘴8喷入于转接器5的内部，雾化喷嘴8共设置有四组，且四组雾化喷嘴8沿转接器5的管道四周对立设置，且雾化喷嘴8按向下45°喷射还原剂溶液，该角度雾化溶液与烟气具有较好的对流混合效果，SCR反应器1内设置有高温氧化钛基催化剂层9，高温氧化钛基催化剂层9为双层结构，经过多次试验，烟气脱硝后NOx浓度 40-90mg/Nm3(折算后)，距离订立的控制标准80mg/Nm3尚有距离，通过叠加一层催化剂可以确保稳定达标，转接器5内设置有混合器10，混合器10位于高温氧化钛基催化剂层9的正下方，混合器10设置为内部由混合翅片所组成的混合器，设置混合翅片可以延长混合及反应流程，以达到更好的防氨逃逸及脱硝效果。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置，包括SCR反应器(1)、氨气储罐(2)、还原剂注入系统(3)和沼气发电机组本体(4)，其特征在于：所述氨气储罐(2)的内部储存有还原剂，所述SCR反应器(1)设置于沼气发电机组本体(4)的上方，所述氨气储罐(2)设置于沼气发电机组本体(4)的一侧，所述SCR反应器(1)的下端连通有转接器(5)，所述沼气发电机组本体(4)连通于转接器(5)的下端，所述氨气储罐(2)通过还原剂注入系统(3)连通于转接器(5)的上端，所述还原剂注入系统(3)包括空气压缩机、泵体和雾化喷嘴(8)，所述泵体与空气压缩机连通，且所述空气压缩机与雾化喷嘴(8)连通，所述SCR反应器(1)内设置有高温氧化钛基催化剂层(9)，且所述高温氧化钛基催化剂层(9)设置为双层结构,且两组所述高温氧化钛基催化剂层(9)之间间隔设置有烟气导流板(11)。
2.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置，其特征在于：所述沼气发电机组本体(4)的一侧设置有安装架(6)，所述安装架(6)为交叉设置的钢结构安装架，所述氨气储罐(2)焊接于安装架(6)的上端，且所述安装架(6)的内侧焊装有攀爬架(7)。
3.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置，其特征在于：所述氨气储罐(2)的内部设置有加热器，所述加热器设置为电加热管式的加热器，所述加热器中的电加热管插入于还原剂溶液中。
4.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置，其特征在于：所述氨气储罐(2)内部储存的还原剂设置为液氨、氨水溶液或者尿素溶液中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置，其特征在于：所述雾化喷嘴(8)共设置有四组，且四组所述雾化喷嘴(8)沿转接器(5)的管道四周对立设置，且所述雾化喷嘴(8)按向下45°喷射还原剂溶液。
6.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置，其特征在于：所述转接器(5)内设置有混合器(10)，所述混合器(10)设置为内部由混合翅片所组成的混合器。
7.根据权利要求6所述的一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置，其特征在于：所述混合器(10)位于高温氧化钛基催化剂层(9)的正下方。
8.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置，其特征在于：所述SCR反应器(1)内的催化剂设置为波纹板式结构所组成的高温氧化钛基催化剂层(9)。
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| CN202120504811.0U CN216125445U (zh) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | 一种烟气脱硝设备气液雾化喷淋混合装置 |
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