CN220513844U - 脱硝流场调节系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及废气净化装置技术领域，具体为脱硝流场调节系统，包括依次连通的入口烟道、除尘器、反应器，在入口烟道和除尘器入口之间设置弯头，在弯头内部固定设置有弧形导流板，弧形导流板的曲率与弯头的曲率相适应，在除尘器出口变径段和反应器入口处分别设置纵向导流板装置和横向导流板装置，纵向导流板装置和横向导流板装置上均包括导流板和用于调节导流板角度的调节装置；调节装置包括固定在导流板一侧的导向轴，导向轴两端分别伸出除尘器和反应器外，在交接处设置轴承用于固定能够旋转的导向轴；可以解决现有的单层导流板结构对烟气流速均匀性的调整有限以及用于连通入口烟道和除尘器的弯头磨损消耗大的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及废气净化装置技术领域，具体为脱硝流场调节系统。
背景技术
水泥行业普遍采用SCR脱硝技术实现氮氧化物的去除，SCR脱硝技术是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术，SCR脱硝技术具体是采用NH3(也可以是尿素、H2、HC和CO等)作为还原剂，将NOx还原成N2和H2O，其优点是没有副产物、不形成二次污染、装置结构简单、技术成熟、便于维护，缺点是催化剂容易失活和尾气中残留NH3。其根本原因在于高温烟气流量通常较低，高温烟气在进入SCR脱硝系统烟道后和低温烟气未能很好地混合，导致第一层催化剂入口温度偏差过大，部分区域低于允许使用的最低温度，最终导致NH3逃逸现象严重，并且伴随着催化剂局部堵塞现象的发生容易导致催化剂出现失活的问题。
现有技术提出可以在脱销入口烟道内部设置导流板，使烟道内烟气流速分布基本均匀，以解决NH3逃逸和催化剂容易失活的问题，但在实际应用的过程中，仍然存在一定的技术问题：
1、现有技术通常采用在主烟道内设置单层导流板的方式以提升烟气流速分布的均匀性，但发明人对在第一层催化剂的入口前500mm处检测其氨浓度分布，结果显示该横截面流速分布的相对标准偏差值(通过截面最大流速和截面平均流速计算得出，相对标准偏差值越高，道内烟气流速均匀性更差)仍达到了13.5％，烟气流速分布虽较未设置导流板前的相对标准偏差值23.3％有了一定改善，但仍有可改进的空间。
2、弯头是连通入口烟道和除尘器的连接件，由于此处的烟气流速分布未经过调节，容易导致弯头处形成旋涡区，脱硝系统在长时间运行的过程中，可能导致弯头因旋涡带来的压力出现严重磨损。
实用新型内容
本实用新型提供了脱硝流场调节系统，可以解决现有的单层导流调节板结构对烟气流速均匀性的调整有限的技术问题，以及用于连通入口烟道和除尘器的弯头磨损消耗大的技术问题。
本申请提供如下技术方案：
脱硝流场调节系统，包括依次连通的入口烟道、除尘器、反应器，在所述入口烟道和除尘器入口之间设置弯头，在弯头内部固定设置有弧形导流板，所述弧形导流板的曲率与弯头的曲率相适应，在除尘器出口变径段和反应器入口处分别设置纵向导流板装置和横向导流板装置，所述纵向导流板装置和横向导流板装置上均包括导流板和用于调节导流板角度的调节装置；所述调节装置包括固定在导流板一侧的导向轴，所述导向轴两端分别伸出除尘器和反应器外，在交接处设置轴承用于固定能够旋转的导向轴。
有益效果：
1、在弯头处设置弧形导流板以及除尘器出口变径段和反应器入口处分别设置纵向导流板装置和横向导流板装置后，发明人对反应器入口处的烟气流速分布做了检测，结果显示横截面流速分布的相对标准偏差为9.5％，较改进前只在主烟道内设置单层导流板，相对标准偏差下降了4％，烟气的流速分布均匀性进一步加强，使得高温烟气与低温烟气的混合效果更好，以解决NH3逃逸和催化剂容易失活的问题，同时纵向导流板装置和横向导流板装置内的导流板的倾斜角度可以自由调节，可以解决导流板在长时间的烟气流通过程中容易出现的各块导流板之间存在倾斜角度偏差的问题，以更好地消除烟气流速分布不均的情况。
2、在弯头处设置弧形导流板后，根据断面流速分布云图检测结果显示，弯头处旋涡消失，且流速大大下降，可以有效降低弯头的磨损消耗，有利于延长工件使用寿命以节约生产成本。
进一步，在所述导向轴的端部同轴设置驱动电机，所述驱动电机上设置有控制器用于调节导向轴的转向角度。
有益效果：通过控制器控制驱动电机驱动导向轴的旋转，再带动固定在导向轴上的导流板的旋转，以调节导流板的倾斜角度，有利于更好地消除烟气流速分布不均的情况
进一步，在所述反应器入口处位于横向导流板装置后设置有均匀格栅结构的整流器。
有益效果：烟气在通入反应器进行催化反应前，在格栅内的碰撞、整合作用下，将进入整流器前的水平方向流动的烟气调整为竖直向下流动，同时也能将烟气流速分布整合的相对均匀，保证催化剂能被充分利用，有利于达到理想的脱硝效率。
进一步，所述弯头选用固定直径弯头，在弯头和除尘器入口之间设置用于连通的变径直段烟道。
有益效果：发明人分别对烟气通入固定直径弯头和通入变径弯头处的烟气流速分布做了检测，发现选用固定直径弯头时，弯头处横截面流速分布的相对标准偏差更小，因此选用固定直径弯头有利于更好地消除弯头处容易产生的旋涡以减少弯头损耗。
进一步，所述除尘器包括骨架和固定在骨架内的多孔板和滤袋，在骨架的底部固定有收集烟尘的布袋。
有益效果：对进入反应器的烟气进行除尘，防止烟气中的烟尘堵塞反应器，有利于保证催化脱硝效果。
进一步，所述反应器包括从上至下的四层催化剂，将催化剂安装在最下两层。
有益效果：发明人对将催化剂分别安装在最上两层和最下两层时，在第一层催化剂的入口前500mm的横截面做了烟气流速分布检测，结果显示将催化剂分别安装在最下两层，该100％横截面流速分布的相对标准偏差仅为6.9％，将安装在最上两层而言下降了2.6％，因此将催化剂安装在最下两层更有利于整合烟气流速分布。
附图说明
图1为本实用新型脱硝流场调节系统实施例一的正视图；
图2为图1中纵向导流板装置和横向导流板装置的结构示意图；
图3为图2中横向导流板装置的俯视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的标记包括：入口烟道1、除尘器2、反应器3、弯头4、变径直段烟道5、弧形导流板6、骨架21、多孔板22、布袋23、整流器31、安装位32、纵向导流板装置7、横向导流板装置8、导向轴9、驱动电机10。
实施例一
结合图1-图3所示，脱硝流场调节系统，包括依次连通的入口烟道1、除尘器2、反应器3。
在入口烟道1和除尘器2入口之间设置弯头4，弯头4选用固定直径的弯头4，在弯头4和除尘器2入口之间设置用于连通的变径直段烟道5，弯头4的两端分别与入口烟道1和变径直段烟道5套接，变径直段烟道5靠近除尘器2的一端与除尘器2入口螺纹连接，在弯头4内部焊接有上下两块弧形导流板6，弧形导流板6的曲率与弯头4的曲率相适应。
除尘器2选用布袋式除尘器2，除尘器2具体包括骨架21和固定在骨架21内的多孔板22和滤袋，多孔板22的作用是固定滤袋，在骨架21的底部固定有收集烟尘的布袋23。
在反应器3入口处位于横向导流板装置8后设置有均匀格栅结构的整流器31，反应器3包括从上至下的四层安装位32，安装位32为网板状，催化剂可安装在安装位32的顶部，烟气自上而下与催化剂反应并由安装位32中间的通孔向下流动，在本实施例中将催化剂安装在最下两层，在其他实施例中亦可在四层安装位32上均安装有催化剂。
在除尘器2出口变径段和反应器3入口处分别设置纵向导流板装置7和横向导流板装置8，纵向导流板装置7和横向导流板装置8均包括数块平行设置的导流板和用于调节导流板角度的调节装置；结合图2和图3所示，横向导流板装置8所用的调节装置包括固定在导流板一侧的导向轴9和用于驱动的电机10，导向轴9两端伸出反应器3壳体外，在其交接处与导向轴9同轴设置有轴承，轴承处转动密封，轴承选用圆柱滚子轴承，轴承用于支撑能够旋转的导向轴9，在导向轴9的端部同轴设置驱动电机10，驱动电机10上设置有控制器，控制器用于调节导向轴9的转向角度，控制器为PLC控制器或单片机，在本实施例中优选PLC控制器，在除尘器2出口变径段设置的纵向倒流装置上的调节装置同理设置。
在实际使用过程中，烟气由入口烟道1进入，然后由弯头4改向依次进入变径直段烟道5和除尘器2，烟气中的烟尘在通过滤袋时会被过滤掉而附着在滤袋外表，而经过除尘净化后的烟气继续经由纵向导流板装置7和横向导流板装置8，最后由反应器3顶部进入，途径多层安装位32，最后与设置在最下两层安装位32上的催化剂充分接触反应，以完成整个脱硝过程。
基于对脱硝烟道内流场分布及系统压力损失的考虑，为使得第一层催化剂入口前烟气流动速度足够的均匀，发明人将常用的单层导流板方案替换成在弯头4处设置弧形导流板6以及在除尘器2出口变径段和反应器3入口处分别设置可调节倾斜角度的纵向导流板装置7和横向导流板装置8，根据对第一层催化剂上层面距离0.5m处横截面上的流场分布检测结果显示该100％横截面速度分布的相对标准偏差为6.9％，较改进前的23.3％下降了16.4％，该方案对整合烟气流速分布具有积极影响，同时因弧形导流板6对烟气的流速分布进行调整，导致弯头4处的旋涡消失，有效降低了弯头4的磨损消耗。
以上的仅是本实用新型的实施例，该实用新型不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (6)
1.脱硝流场调节系统，包括依次连通的入口烟道、除尘器、反应器，在所述入口烟道和除尘器入口之间设置弯头，其特征在于：在弯头内部固定设置有弧形导流板，所述弧形导流板的曲率与弯头的曲率相适应，在除尘器出口变径段和反应器入口处分别设置纵向导流板装置和横向导流板装置，所述纵向导流板装置和横向导流板装置上均包括导流板和用于调节导流板角度的调节装置；
所述调节装置包括固定在导流板一侧的导向轴，所述导向轴两端分别伸出除尘器和反应器外，在交接处设置轴承用于固定能够旋转的导向轴。
2.根据权利要求1所述的脱硝流场调节系统，其特征在于：在所述导向轴的端部同轴设置驱动电机，所述驱动电机上设置有控制器用于调节导向轴的转向角度。
3.根据权利要求1或2所述的脱硝流场调节系统，其特征在于：所述弯头选用固定直径弯头，在弯头和除尘器入口之间设置用于连通的变径直段烟道。
4.根据权利要求3所述的脱硝流场调节系统，其特征在于：在所述反应器入口处位于横向导流板装置后设置有均匀格栅结构的整流器。
5.根据权利要求4所述的脱硝流场调节系统，其特征在于：所述除尘器包括骨架和固定在骨架内的多孔板和滤袋，在骨架的底部固定有收集烟尘的布袋。
6.根据权利要求5所述的脱硝流场调节系统，其特征在于：所述反应器包括从上至下的四层安装位，将催化剂固定安装在最下两层安装位上。
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