專利名稱：具有重力沉降預除塵與高效煙氣整流功能的煙氣脫硝裝置的制作方法
技術領域：
具有重力沉降預除塵與高效煙氣整流功能的煙氣脫硝裝置技術領域[0001]本實用新型涉及對燃煤鍋爐尾部煙氣的凈化處理技術，具體地指一種具有重力 沉降預除塵與高效煙氣整流功能的煙氣脫硝裝置。
背景技術：
[0002]酸雨問題是當今人類面臨的全球性環(huán)境問題之一，燃煤產(chǎn)生的氮氧化物污染是 我國酸雨的主要原生物之一。由于我國的能源結構以煤炭為主，燃煤是我國大氣污染 的第一大污染源。對燃煤鍋爐煙氣污染進行控制是實現(xiàn)經(jīng)濟、社會、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的要 求，也是發(fā)揮我國煤炭儲量優(yōu)勢、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求。[0003]對于燃煤煙氣中氮氧化物的脫除技術，即煙氣脫硝技術，主要有選擇性催化還 原法(SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)。SNCR法脫硝工藝系統(tǒng)簡單，但是脫 硝效率不高，難以達到國家煙氣排放標準的要求；SCR法脫硝技術可以實現(xiàn)很高的脫硝 效率，能夠滿足嚴格的煙氣排放標準，是燃煤電站應用最多的脫硝技術。[0004]SCR法脫硝原理為采用氨作為還原劑，將液氨或氨水稀釋后噴入脫硝反應器入 口煙道中，與煙氣充分混合后進入脫硝反應器，脫硝反應器內(nèi)安裝有催化劑，煙氣與氨 的混合物在催化劑表面進行還原反應，生成N2和H2O,，達到脫除煙氣中氮氧化物的目 的。SCR法脫硝技術的關鍵是在催化劑表面的煙氣與氨充分接觸，快速反應以脫除煙氣 中的氮氧化物，所以煙氣與氨的混合物在催化劑表面的流場要均勻分布，要求氣流速度 偏差在士 15%的范圍內(nèi)，在脫硝反應器入口處安裝有煙氣整流裝置，現(xiàn)有的煙氣整流裝 置為多孔板，為達到氣流均勻分布指標要求，多孔板開孔密集，使得系統(tǒng)壓損較大；而 且容易發(fā)生堵灰，一旦堵灰將導致壓損明顯升高，氣流分布不均，嚴重影響系統(tǒng)脫硝效 率。[0005]傳統(tǒng)的SCR法煙氣脫硝工藝流程如圖4所示，鍋爐省煤器1出口煙氣由煙道引 出，噴氨裝置10將稀釋后的氨噴入煙道，煙氣與氨的混合物再經(jīng)過一級靜態(tài)混合器9、 二級靜態(tài)混合器8后達到充分混合，然后進入脫硝反應器5，脫硝反應器5內(nèi)自上向下依 次布置煙氣整流裝置7、多層催化劑裝置6，催化劑的布置層數(shù)根據(jù)實際工程設計確定， 煙氣與氨的混合物在催化劑表面充分反應，生成N2和H2O,脫硝后凈煙氣進入鍋爐空氣 預熱器，然后經(jīng)過鍋爐后續(xù)其他設備處理后排出。在上述傳統(tǒng)SCR法脫硝工藝中，脫硝 反應器5入口煙氣中粉塵濃度較高，特別是含有一定量的大顆?；覊m，易造成催化劑堵 塞、磨損，大大縮短催化劑的使用壽命，降低了系統(tǒng)運行安全性，增大了運行成本。發(fā)明內(nèi)容[0006]本實用新型的目的正是針對上述現(xiàn)有技術中所存在的不足之處而提供一種具有 重力沉降預除塵與高效煙氣整流功能的煙氣脫硝裝置。該裝置的使用能夠完全適應燃煤 煙氣中粉塵濃度高的特點，有效提高煙氣中氮氧化物脫除率，降低系統(tǒng)運行成本，顯著 提高系統(tǒng)運行安全性能。[0007]本實用新型的目的可以通過下述技術措施來實現(xiàn)[0008]本實用新型的裝置包括燃煤鍋爐省煤器、通過煙道與燃煤鍋爐省煤器的排煙口 相連接的重力沉降預除塵器、在重力沉降預除塵器的排煙口端依次設置有第一水平煙 道、豎直煙道、第二水平煙道、以及與第二水平煙道出煙口相連的脫硝反應器、與脫硝 反應器出煙口相連的鍋爐空氣預熱器；在燃煤鍋爐省煤器的排煙口煙道上設置收塵口， 在第一水平煙道與豎直煙道接口處設置收塵口，在豎直煙道間沿煙氣流動方向依次設置 有噴氨格柵、一級靜態(tài)混合器，在第二水平煙道間設置二級靜態(tài)混合器。[0009]本實用新型中所述重力沉降預除塵器是由上部橫截面呈矩形或前寬后窄的梯形 結構、下部呈錐斗形結構的容器構成，且在重力沉降預除塵器底部設置有收塵斗。[0010]本實用新型中所述的脫硝反應器頂部設置有煙氣進口，底部設置有煙氣出口， 在脫硝反應器內(nèi)按煙氣流向依次設置高效煙氣整流裝置、多層催化劑裝置；且對應于每 層催化劑裝置分別設置有清灰裝置，在末層催化劑裝置的下方預留有一層催化劑的安裝 位置。更具體說所述的多層催化劑裝置根據(jù)設計可以設置2-4層，同時需要定期對催 化劑表面的積灰進行清理，保證催化劑表面清潔，有利于煙氣中氮氧化物與氨在催化劑 表面的充分接觸，快速反應以脫除煙氣中氮氧化物。[0011]本實用新型中所述的高效煙氣整流裝置是由若干根并列布置的T型板或是由若 干根并列間隔布置的T型板與直板構成，其橫截面形狀類似文丘里裝置，這種結構壓力 損失較小，不容易發(fā)生堵灰現(xiàn)象。煙氣在經(jīng)過該裝置時流通面積迅速減小然后增大，煙 氣流速則先增大而后迅速減小，極大程度地促使煙氣均勻擴散，很好地優(yōu)化了脫硝反應 器進口煙氣的流場分布，使得煙氣與氨的混合物在催化劑表面的流場均勻分布，有利于 煙氣中氮氧化物與氨在催化劑表面的充分接觸，有效提高反應速度以達到良好的脫硝效 率。[0012]本實用新型中所述的重力沉降預除塵器的除塵效率約30-50%，主要除去煙氣中 的較大顆?；覊m，有效解決催化劑堵塞、磨損問題，延長催化劑的使用壽命，提高系統(tǒng) 運行安全性，減少運行成本。[0013]本實用新型中所述的收塵口與收塵口是根據(jù)整體煙氣脫硝裝置的特點而設置， 在煙氣流動方向轉(zhuǎn)變劇烈處設置收塵口，利用煙氣中灰塵的慣性力將部分灰塵捕集外 排，收塵口與收塵口配合重力沉降預除塵器，使得煙氣進入脫硝反應器前的預除塵功能 達到更好效果，脫硝反應器入口煙氣中粉塵濃度較低，有利于系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行。[0014]本實用新型中所述的噴氨格柵、一級靜態(tài)混合器、二級靜態(tài)混合器之間的間距 應以能夠保證煙氣與氨能夠達到充分混合為宜。[0015]本實用新型的工作原理如下[0016]經(jīng)由燃煤鍋爐省煤器排出的煙氣經(jīng)煙道引入重力沉降預除塵器的中空腔內(nèi)，煙 氣流速猛然下降，煙氣中的較大顆?；覊m在重力作用下沉降至收塵斗中，從而達到除塵 效果，除去較大顆?；覊m后的煙氣經(jīng)煙氣出口引出后，依次進入第一水平煙道、豎直煙 道、第二水平煙道，稀釋后的氨由噴氨格柵噴入煙道內(nèi)與煙氣混合，煙氣與氨的混合物 經(jīng)一級靜態(tài)混合器和二級靜態(tài)混合器后達到充分混合，然后進入脫硝反應器，煙氣在脫 硝反應器7內(nèi)依次流經(jīng)高效煙氣整流裝置、多層催化劑裝置時，煙氣中的氮氧化物與氨 在催化劑表面進行催化還原反應生成氮氣和水，從而達到脫除煙氣中氮氧化物的目的，脫硝后凈煙氣由煙道引入鍋爐空氣預熱器。[0017]本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果[0018]其一，脫硝反應器前設置有重力沉降預除塵器，煙氣經(jīng)過重力沉降預除塵器時 除去煙氣中的較大顆?；覊m，重力沉降預除塵器的除塵效率約30-50%，主要除去煙氣中 的較大顆?；覊m，有效解決催化劑堵塞、磨損問題，延長催化劑的使用壽命，提高系統(tǒng) 運行安全性，減少運行成本。[0019]其二，脫硝反應器煙氣進口處設置高效煙氣整流裝置，其結構特點為T型板結 構或者是T型板與直板相間布置的結構，這種結構壓力損失較小，不容易發(fā)生堵灰現(xiàn) 象。該裝置極大程度地促使煙氣均勻擴散，使得脫硝反應器進口煙氣的流場分布更加均 勻，有利于煙氣中氮氧化物與氨在催化劑表面的充分接觸，有效提高反應速度以達到良 好的脫硝效率。[0020]其三，通過管道將重力沉降預除塵器、噴氨格柵、一級靜態(tài)混合器、二級靜態(tài) 混合器、脫硝反應器等設備有機地組合成一個完整的工藝體系，優(yōu)化了工藝流程和系統(tǒng) 結構，提高了設備的安全運行性能，大幅度降低了設備的運行和維護費用。


[0021]圖1是本實用新型裝置的結構原理圖。[0022]圖2是圖1中重力沉降預除塵器的結構示意圖。[0023]圖3是圖1中高效煙氣整流裝置結構示意圖。[0024]圖4是現(xiàn)有技術的結構原理圖。[0025]圖4中序號1 ‘鍋爐省煤器，2 ‘收塵口，3 ‘收塵口，4 ‘鍋爐空氣預熱器，5 ‘脫硝反應器，6 ‘多層催化劑裝置，7 ‘煙氣整流裝置，8 ‘ 二級靜態(tài)混合器，9 ‘ 一 級靜態(tài)混合器，10 ‘噴氨裝置。
具體實施方式
[0026]本實用新型以下將結合實施例(附圖)作進一步描述，但并不限制本實用新型。[0027]如圖1所示，本實用新型的裝置包括燃煤鍋爐省煤器1、通過煙道與燃煤鍋爐省 煤器1的排煙口相連接的重力沉降預除塵器3、在重力沉降預除塵器3的排煙口端依次設 置有第一水平煙道15、豎直煙道14、第二水平煙道10、以及與第二水平煙道出煙口相連 的脫硝反應器7、與脫硝反應器7出煙口相連的鍋爐空氣預熱器6;在燃煤鍋爐省煤器1 的排煙口煙道上設置收塵口 2，在第一水平煙道15與豎直煙道14接口處設置收塵口 5， 在豎直煙道14間沿煙氣流動方向依次設置有噴氨格柵13、一級靜態(tài)混合器12，在第二水 平煙道10間設置二級靜態(tài)混合器11 ；所述重力沉降預除塵器3是由上部橫截面呈前寬后 窄的梯形結構、下部呈錐斗形結構的容器構成(參見圖2)，且在重力沉降預除塵器3底 部設置有收塵斗4。[0028]本實用新型中所述的脫硝反應器7頂部設置有煙氣進口，底部設置有煙氣出 口，在脫硝反應器7內(nèi)按煙氣流向依次設置高效煙氣整流裝置9、多層催化劑裝置8;且 對應于每層催化劑裝置分別設置有清灰裝置，在末層催化劑裝置的下方預留有一層催化劑的安裝位置。更具體說所述的多層催化劑裝置8根據(jù)設計可以設置2-4層，同時需 要定期對催化劑表面的積灰進行清理，保證催化劑表面清潔，有利于煙氣中氮氧化物與 氨在催化劑表面的充分接觸，快速反應以脫除煙氣中氮氧化物。[0029]本實用新型中所述的高效煙氣整流裝置9是由若干根并列布置的T型板或是由若 干根并列間隔布置的T型板與直板構成，其橫截面形狀類似文丘里裝置(參見圖3)，這 種結構壓力損失較小，不容易發(fā)生堵灰現(xiàn)象。煙氣在經(jīng)過該裝置時流通面積迅速減小然 后增大，煙氣流速則先增大而后迅速減小，極大程度地促使煙氣均勻擴散，很好地優(yōu)化 了脫硝反應器進口煙氣的流場分布，使得煙氣與氨的混合物在催化劑表面的流場均勻分 布，有利于煙氣中氮氧化物與氨在催化劑表面的充分接觸，有效提高反應速度以達到良 好的脫硝效率。[0030]本實用新型中所述的重力沉降預除塵器的除塵效率約30-50%，主要除去煙氣中 的較大顆粒灰塵，有效解決催化劑堵塞、磨損問題，延長催化劑的使用壽命，提高系統(tǒng) 運行安全性，減少運行成本。[0031]本實用新型中所述的收塵口 2與收塵口 5是根據(jù)整體煙氣脫硝裝置的特點而設 置，在煙氣流動方向轉(zhuǎn)變劇烈處設置收塵口，利用煙氣中灰塵的慣性力將部分灰塵捕集 外排，收塵口 2與收塵口 5配合重力沉降預除塵器3，使得煙氣進入脫硝反應器7前的預 除塵功能達到更好效果，脫硝反應器7入口煙氣中粉塵濃度較低，有利于系統(tǒng)安全經(jīng)濟 運行。[0032]本實用新型中所述的噴氨格柵13、一級靜態(tài)混合器12、二級靜態(tài)混合器11之間 的間距應以能夠保證煙氣與氨能夠達到充分混合為宜。[0033]本實用新型工作原理如下[0034]燃煤鍋爐尾部煙氣經(jīng)省煤器1后由煙道引入重力沉降預除塵器3，經(jīng)煙氣進口 17 進入的重力沉降預除塵器的中空腔體，煙氣流速猛然下降，煙氣中的較大顆粒灰塵在重 力作用下沉降至收塵斗4;經(jīng)重力沉降預除塵器除塵后的煙氣進入噴氨格柵13，稀釋后 的氨由噴氨格柵13噴入煙道內(nèi)與煙氣混合，煙氣與氨的混合物進入一級靜態(tài)混合器12進 行混合，再進入二級靜態(tài)混合器11后達到充分混合，然后煙氣與氨的混合物進入脫硝反 應器7，在脫硝反應器內(nèi)首先經(jīng)過高效煙氣整流裝置9，高效煙氣整流裝置極大程度地促 使煙氣均勻擴散，很好地優(yōu)化了煙氣的流場分布，然后流場分布均勻的煙氣與氨的混合 物進入多層催化劑裝置8，煙氣中的氮氧化物與氨在催化劑表面進行催化還原反應生成氮 氣與水，從而脫除煙氣中氮氧化物，脫硝后凈煙氣由煙道引出進入鍋爐空氣預熱器6。[0035]上述實施例僅是本實用新型較有代表性的例子。本實用新型不限于上述實施 例，凡是依據(jù)本實用新型的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改與修飾，均應認 為屬于本實用新型的保護范圍。[0036]本實用新型適用范圍除上述燃煤鍋爐外，還可適用于燃氣鍋爐、垃圾焚燒爐、 水泥窯等燃燒設備的煙氣凈化處理。在不同燃燒設備的煙氣凈化處理工程中，可以根據(jù) 實際工程需要進行設計煙氣脫硝設備安裝位置，保證脫硝反應器7中的煙氣溫度范圍為 280 450O。權利要求1.一種具有重力沉降預除塵與高效煙氣整流功能的煙氣脫硝裝置，其特征在于所 述裝置包括燃煤鍋爐省煤器(1)、通過煙道與燃煤鍋爐省煤器(1)的排煙口相連接的 重力沉降預除塵器(3)、在重力沉降預除塵器(3)的排煙口端依次設置有第一水平煙 道(15)、豎直煙道(14)、第二水平煙道(10)、以及與第二水平煙道出煙口相連的 脫硝反應器(7)、與脫硝反應器(7)出煙口相連的鍋爐空氣預熱器(6)；在燃煤鍋 爐省煤器(1)的排煙口煙道上設置收塵口(2)，在第一水平煙道(15)與豎直煙道(14)接口處設置收塵口(5)，在豎直煙道(14)間沿煙氣流動方向依次設置有噴氨 格柵(13)、一級靜態(tài)混合器(12)，在第二水平煙道(10)間設置二級靜態(tài)混合器 (11)。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述重力沉降預除塵器(3)是由上部 橫截面呈矩形或梯形結構、下部呈錐斗形結構的容器構成，且在重力沉降預除塵器(3) 底部設置有收塵斗(4)。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述的脫硝反應器(7)頂部設置有煙 氣進口，底部設置有煙氣出口，在脫硝反應器(7)內(nèi)按煙氣流向依次設置高效煙氣整流 裝置(9)、多層催化劑裝置(8)；且對應于每層催化劑裝置分別設置有清灰裝置，在 末層催化劑裝置的下方預留有一層催化劑的安裝位置。
4.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述的高效煙氣整流裝置(9)是由若 干根并列布置的T型板或是由若干根相間、并列布置的T型板與直板構成。
專利摘要一種具有重力沉降預除塵與高效煙氣整流功能的煙氣脫硝裝置，所述裝置包括燃煤鍋爐省煤器、通過煙道與燃煤鍋爐省煤器的排煙口相連接的重力沉降預除塵器、在重力沉降預除塵器的排煙口端依次設置有第一水平煙道、豎直煙道、第二水平煙道、以及與第二水平煙道出煙口相連的脫硝反應器、與脫硝反應器出煙口相連的鍋爐空氣預熱器；在燃煤鍋爐省煤器的排煙口煙道上設置收塵口，在第一水平煙道與豎直煙道接口處設置收塵口，在豎直煙道間沿煙氣流動方向依次設置有噴氨格柵、一級靜態(tài)混合器，在第二水平煙道間設置二級靜態(tài)混合器。
文檔編號B01D53/56GK201807247SQ20102051424
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權日2010年9月2日
發(fā)明者朱敬 申請人:朱敬