CN217568158U

CN217568158U - 一种用于工业尾气NOx的高效分解系统

Info

Publication number: CN217568158U
Application number: CN202221631227.2U
Authority: CN
Inventors: 张昌会; 赵铎; 刘镇江; 钟儒学; 田言峰; 李晓叶; 姚鑫; 李增光; 宋铭铭; 冯欣; 赵晓伟; 刘雯; 张思维; 苏钰涵
Original assignee: Henan Shenma Carbon Reduction Technology Co ltd
Current assignee: Henan Shenma Carbon Reduction Technology Co ltd
Priority date: 2022-06-28
Filing date: 2022-06-28
Publication date: 2022-10-14
Anticipated expiration: 2032-06-28

Abstract

本实用新型公开一种用于工业尾气NO_X的高效分解系统，属于工业尾气处理技术领域，包括分解反应塔、预热换热器、强制换热器和氨气化罐：分解反应塔包括塔身及其内至少设有一层催化剂填料层和气体分布器；塔身底端设有列管式换热器，列管式换热器的加热通路接入脱盐水源；预热换热器的加热通路与原料气源连通，预热换热器的换热通路与列管式换热器的换热通路连通；强制换热器的加热通路与预热换热器的加热通路连通，且其换热通路进口端与中压蒸汽源连通；氨气化罐内设有加热盘管；氨气化罐与强制换热器通过管路与气体分布器连通。本实用新型可高效的实现对工业尾气NO_X的高效分解，实现对高温净化尾气的热能多次循环利用。

Description

一种用于工业尾气NOx的高效分解系统

技术领域

本实用新型涉及工业尾气处理技术领域，具体涉及一种用于工业尾气NO_X的高效分解系统。

背景技术

工业尾气中通常含有大量的氮氧化物，氮氧化物通常包括一氧化二氮、一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化三氮等，含有氮氧化物的工业尾气直接排放会对大气造成负担，传统方式是将其分解后排出，在分解的过程中产生的氮气和氧气具有更高的温度，直接排放会造成热能的浪费。

因此，提供一种用于工业尾气NO_X的高效分解系统，以实现对净化尾气中的热能高效回收利用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种用于工业尾气NO_X的高效分解系统，以解决现有技术中存在的诸多问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于工业尾气NO_X的高效分解系统，包括：

分解反应塔，所述分解反应塔包括塔身，所述塔身内至少设有一层催化剂填料层，且催化剂填料层上方对应设有气体分布器；所述塔身底端出气端设有列管式换热器；

所述列管式换热器的换热通路进口端与塔身内腔连通，且列管式换热器的加热通路接入脱盐水源；

预热换热器，所述预热换热器的加热通路进口端与原料气源连通，预热换热器内的换热通路进口端与列管式换热器的换热通路出口端连通；

强制换热器，所述强制换热器的加热通路进口端与预热换热器的加热通路出口端连通；强制换热器的换热通路进口端与中压蒸汽源连通；

氨气化罐，所述氨气化罐内设有加热盘管，加热盘管进口端与列管式换热器的加热通路出口端连通；

其中，所述氨气化罐的出口端与强制换热器的加热通路出口端连通，且与气体分布器进口端连通。

优选地，预热换热器的加热通路进口端与原料气源之间管路上连接有增压泵。

优选地，预热换热器的换热通路出口端连接有气体透平发电机构，且气体透平发电机构的出口端与排空塔连通。

优选地，塔身顶端设有检修罩顶；塔身底端与列管式换热器之间设有集气罩底。

优选地，催化剂填料层包括填料网筐以及填料网筐上配合设置的填料网板；

所述填料网筐包括筐体，且筐体顶端外缘翻折形成卡接翻沿。

优选地，塔身内壁设有环状支撑圈；填料网筐的卡接翻沿卡装在环状支撑圈上。

优选地，塔身由若干塔体单节拼接而成；塔体单节与检修罩顶、集气罩底或塔体单节之间通过圆周向设置的若干快接组件固定扣合连接。

优选地，塔体单节包括支撑环壁，且支撑环壁上下端向外翻折形成连接翻沿；

快接组件包括两组快接卡扣，快接卡扣前端分别卡合在连接翻沿外侧；且两组快接卡扣通过连接螺栓组件固定连接。

优选地，两组连接翻沿之间设有供催化剂填料层卡装的支撑卡槽。

本实用新型的上述技术方案的至少包括以下技术效果：

1、本申请实施例的高效分解系统，不仅可高效的实现对工业尾气NO_X的高效分解，而且可实现对高温净化尾气的热能多次循环利用，有效降低分解反应塔出口氮氧化物浓度含量；

2、本申请实施例的气体透平发电机构可利用流经预热换热器的换热通路的净化尾气的余压发电，实现余压的回收利用，进一步实现净化尾气热量、能量的清洁利用；

3、本申请实施例的塔身顶端设有检修罩顶，检修罩顶可便于对分解反应塔内进行维修或对催化剂的便捷更换；塔身底端与列管式换热器之间设有集气罩底，集气罩底可对流经催化剂填料层的工业尾气进行汇集，以便于通过列管式换热器的换热管；

4、本申请实施例采用分层拼接式的塔身结构可提高塔身的安装效率，也便于对分解反应塔内催化剂填料层的更换；

5、本申请实施例内的催化剂填料层可便捷的实现塔身的固定卡接，可提高催化剂填料层的更换便捷性。

本申请实施例还包括其他有益效果，详见实施例中相关陈述。

附图说明

图1为本实用新型实施例的工业尾气NO_X高效分解装置流程示意图；

图2为本实用新型实施例的分解反应塔内部结构示意图；

图3为图2中A处放大结构示意图。

附图标记：

100、高效分解系统；1、原料气源；2、增压泵；3、脱盐水源；4、预热换热器；5、气体透平发电机构；6、强制换热器；7、中压蒸汽源；

8、分解反应塔；

810、塔体单节；811、支撑环壁；812、连接翻沿；813、支撑卡槽；

820、快接组件；821、快接卡扣；822、连接螺栓组件；

830、催化剂填料层；831、填料网板；832、填料网筐；8321、筐体；8322、卡接翻沿；

840、气体分布器；

850、检修罩顶；

860、集气罩底；

870、列管式换热器；

9、氨气化罐；10、液氨源；11、加热盘管；12、电动阀；13、第一截止阀；14、第二截止阀；15、低压蒸汽源；16、排空塔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图1-3，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种用于工业尾气NO_X的高效分解系统，高效分解系统100包括分解反应塔8、预热换热器4、强制换热器6和氨气化罐9：分解反应塔8包括塔身，塔身内至少设有一层催化剂填料层830，且催化剂填料层830上方对应设有气体分布器840；塔身底端出气端设有列管式换热器870，列管式换热器870的换热通路进口端与塔身内腔连通，且列管式换热器的加热通路接入脱盐水源3；预热换热器4的加热通路进口端与原料气源1连通，预热换热器4内的换热通路进口端与列管式换热器870的换热通路出口端连通；强制换热器6的加热通路进口端与预热换热器4的加热通路出口端连通；强制换热器6的换热通路进口端与中压蒸汽源7连通；氨气化罐9内设有加热盘管11，加热盘管11进口端与列管式换热器870的加热通路出口端连通；氨气化罐9的出口端与强制换热器6的加热通路出口端连通，且与气体分布器840进口端连通。

如图1-2所示：本实用新型公开了一种用于工业尾气NO_X的高效分解系统，高效分解系统100包括分解反应塔8、预热换热器4、强制换热器6和氨气化罐9：分解反应塔8包括塔身，塔身内至少设有一层催化剂填料层830，且催化剂填料层830上方对应设有气体分布器840，工业尾气NO_X与氨气混合后通过气体分布器均匀分散并通过催化剂填料层，实现对工业尾气NO_X的高效催化分解；塔身底端出气端设有列管式换热器870，列管式换热器870的换热通路进口端与塔身内腔连通，且列管式换热器的加热通路接入脱盐水源3，经过分解反应塔内催化分解的高温净化气体流经列管式换热器的换热通路，并实现对流经列管式换热器的加热通路内脱盐水源加热，从而将脱盐水源转变成高温热蒸汽，实现分解反应塔高温净化尾气的热能利用第一次利用；预热换热器4的加热通路进口端与原料气源1连通，预热换热器4内的换热通路进口端与列管式换热器870的换热通路出口端连通，经过列管式换热器换热通路的次高温净化尾气再次通过预热换热器的换热通路实现对原料气源的初次换热加热，原料气通过初次加热后温度可达到120-180℃左右，进一步实现对分解反应塔高温净化尾气的二次热能利用；强制换热器6的加热通路进口端与预热换热器4的加热通路出口端连通，经过一次预热的原料气在强制换热器的二次加热可将原料气加热至200℃-300℃左右；强制换热器6的换热通路进口端与中压蒸汽源7连通，中压蒸汽源在流经换热通路后可将其携带的热量转移至预热原料气，从而实现对预热原料气的二次加热，达到满足反应条件的温度；氨气化罐9气化腔体与液氨源10连通，氨气化罐9内设有加热盘管11，加热盘管11进口端与列管式换热器870的加热通路出口端连通，脱盐水源经过列管式换热器的加热转变成热蒸汽，热蒸汽可用于对氨气化罐内液氨的加热气化，从而提高液氨气化速度，并实现对氨气预热；氨气化罐9的出口端与强制换热器6的加热通路出口端连通，且与气体分布器840进口端连通，氨气化罐内气化的氨气与经过强制换热器加热的原料气混合后通过气体分布器均匀的分布至分解反应塔内，实现对氮氧化物的高效分解。

本申请实施例的高效分解系统，不仅可高效的实现对工业尾气NO_X的高效分解，而且可实现对高温净化尾气的热能多次循环利用，有效降低分解反应塔出口氮氧化物浓度含量。

在本申请的另一实施例中，如图1所示：

列管式换热器的加热通路出口端与加热盘管进口端之间连接管路上连接有电动阀12和第二截止阀14，且电动阀与第二截止阀之间管路上还与低压蒸汽源15管路连通，该低压蒸汽源管路上还连接有第一截止阀13；低压蒸汽源作为对脱盐水蒸汽的热能补充，在脱盐水蒸汽热能不足时，采用低压蒸汽源对氨气化罐进行热源补充。

在本申请的一实施例中，如图1所示：

预热换热器4的加热通路进口端与原料气源1之间管路上连接有增压泵2；增压泵可将原料气源压力0.05-0.15MPa提升至0.15-0.6MPa，以适当提升原料气也即工业尾气在系统中的流动压力，提高反应器内的压力，在较高压力下降低反应温度。

在本申请的另一实施例中，如图1所示：

预热换热器4的换热通路出口端连接有气体透平发电机构5，且气体透平发电机构5的出口端与排空塔16连通；气体透平发电机构5可利用流经预热换热器的换热通路的净化尾气的余压发电，实现余压的回收利用，进一步提高净化尾气热量的清洁利用；流经气体透平发电机构的净化尾气可通过排空塔放空。

在本申请的一实施例中，如图2所示；

塔身顶端设有检修罩顶850，检修罩顶可便于对分解反应塔内进行维修或对催化剂的便捷更换；塔身底端与列管式换热器之间设有集气罩底860，集气罩底可对流经催化剂填料层的工业尾气进行汇集，以便于通过列管式换热器的换热管。

在本申请的一实施例中，如图2所示；

催化剂填料层830包括填料网筐832以及填料网筐上配合设置的填料网板831；填料网筐832包括筐体8321，且筐体顶端外缘翻折形成卡接翻沿8322；塔身内壁设有环状支撑圈，填料网筐832的卡接翻沿卡装在环状支撑圈上；催化剂颗粒盛装在填料网筐内并通过填料网板扣合，并支撑在环状支撑圈上，可便于填料网筐的更换。

在本申请的一实施例中，如图2-3所示：

塔身由若干塔体单节810拼接而成；塔体单节810与检修罩顶850、集气罩底860或塔体单节810之间通过圆周向设置的若干快接组件820固定扣合连接；塔体单节810包括支撑环壁811，且支撑环壁811上下端向外翻折形成连接翻沿812；快接组件820包括两组快接卡扣821，快接卡扣821前端分别卡合在连接翻沿812外侧；且两组快接卡扣821通过连接螺栓组件822固定连接；采用分层拼接式的塔身结构可提高塔身的安装效率，也便于对分解反应塔内催化剂填料层的更换。

在本申请的另一实施例中，如图2-3所示：

催化剂填料层830包括填料网筐832以及填料网筐上配合设置的填料网板831；填料网筐832包括筐体8321，且筐体顶端外缘翻折形成卡接翻沿8322；两组连接翻沿812之间设有供催化剂填料层830卡装的支撑卡槽813，填料网筐及填料网板边缘的卡接翻沿相应卡装在支撑卡槽内，并通过两组连接翻沿固定卡合；该种设置进一步提高催化剂填料层的更换便捷性。

本申请实施例的工作方法或工作原理：

本申请实施例的工业尾气NO_X高效分离系统，工业尾气NO_X与氨气混合后通过气体分布器均匀分散并通过催化剂填料层，实现对工业尾气NO_X的高效催化分解；经过分解反应塔内催化分解的高温净化气体流经列管式换热器的换热通路，并实现对流经列管式换热器的加热通路内脱盐水源加热，从而将脱盐水源转变成高温热蒸汽，实现分解反应塔高温净化尾气的热能利用第一次利用；经过列管式换热器换热通路的次高温净化尾气再次通过预热换热器的换热通路实现对原料气源的初次换热加热，原料气通过初次加热后温度可达到120-180℃左右，进一步实现对分解反应塔高温净化尾气的二次热能利用；强制换热器的换热通路进口端与中压蒸汽源连通，中压蒸汽源在流经换热通路后可将其携带的热量转移至预热原料气，从而实现对预热原料气的二次加热，经过一次预热的原料气在强制换热器的二次加热可将原料气加热至200-300℃左右；分解后的尾气排放前设置气体透平发电机构，利用排放剩余压力发电，实现能量的回收利用；氨气化罐内设有加热盘管，脱盐水源经过列管式换热器的加热转变成热蒸汽，热蒸汽可通过加热盘管对氨气化罐内液氨的加热气化，从而提高液氨气化速度，并实现对氨气预热；氨气化罐内气化的氨气与经过强制换热器加热的原料气混合后通过气体分布器均匀的分布至分解反应塔内，实现对氮氧化物的高效反应分解。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上是本实用新型的优选实施方式，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的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种用于工业尾气NO_X的高效分解系统，其特征在于，包括：

分解反应塔（8），所述分解反应塔（8）包括塔身，所述塔身内至少设有一层催化剂填料层（830），且催化剂填料层（830）上方对应设有气体分布器（840）；所述塔身底端出气端设有列管式换热器（870）；

所述列管式换热器（870）的换热通路进口端与塔身内腔连通，且列管式换热器的加热通路接入脱盐水源（3）；

预热换热器（4），所述预热换热器（4）的加热通路进口端与原料气源（1）连通，预热换热器（4）内的换热通路进口端与列管式换热器（870）的换热通路出口端连通；

强制换热器（6），所述强制换热器（6）的加热通路进口端与预热换热器（4）的加热通路出口端连通；强制换热器（6）的换热通路进口端与中压蒸汽源（7）连通；

氨气化罐（9），所述氨气化罐（9）内设有加热盘管（11），加热盘管（11）进口端与列管式换热器（870）的加热通路出口端连通；

其中，所述氨气化罐（9）的出口端与强制换热器（6）的加热通路出口端连通，且与气体分布器（840）进口端连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于工业尾气NO_X的高效分解系统，其特征在于：预热换热器（4）的加热通路进口端与原料气源（1）之间管路上连接有增压泵（2）。

3.根据权利要求1所述的一种用于工业尾气NO_X的高效分解系统，其特征在于：预热换热器（4）的换热通路出口端连接有气体透平发电机构（5），且气体透平发电机构（5）的出口端与排空塔（16）连通。

4.根据权利要求1所述的一种用于工业尾气NO_X的高效分解系统，其特征在于：塔身顶端设有检修罩顶（850）；塔身底端与列管式换热器之间设有集气罩底（860）。

5.根据权利要求1所述的一种用于工业尾气NO_X的高效分解系统，其特征在于：催化剂填料层（830）包括填料网筐（832）以及填料网筐上配合设置的填料网板（831）；

所述填料网筐（832）包括筐体（8321），且筐体顶端外缘翻折形成卡接翻沿（8322）。

6.根据权利要求5所述的一种用于工业尾气NO_X的高效分解系统，其特征在于：塔身内壁设有环状支撑圈；填料网筐（832）的卡接翻沿卡装在环状支撑圈上。

7.根据权利要求1所述的一种用于工业尾气NO_X的高效分解系统，其特征在于：塔身由若干塔体单节（810）拼接而成；塔体单节（810）与检修罩顶（850）、集气罩底（860）或塔体单节（810）之间通过圆周向设置的若干快接组件（820）固定扣合连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于工业尾气NO_X的高效分解系统，其特征在于：塔体单节（810）包括支撑环壁（811），且支撑环壁（811）上下端向外翻折形成连接翻沿（812）；

快接组件（820）包括两组快接卡扣（821），快接卡扣（821）前端分别卡合在连接翻沿（812）外侧；且两组快接卡扣（821）通过连接螺栓组件（822）固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种用于工业尾气NO_X的高效分解系统，其特征在于：两组连接翻沿（812）之间设有供催化剂填料层（830）卡装的支撑卡槽（813）。