35]所述第一旋流催化反應(yīng)腔8-2的頂部密封，并在脫硝塔本體的上側(cè)壁沿脫硝塔本體內(nèi)圓周切向方向設(shè)置煙氣通入管道11 ;沿?zé)煔馔ㄈ牍艿?1的內(nèi)圓周面以及第一旋流催化反應(yīng)腔8-2頂部的內(nèi)圓周面分別布置有多個旋流霧化噴嘴7。
[0036]當(dāng)煙氣進入煙氣通入管道11時，與旋流霧化噴嘴7噴射的氨氣相遇，由于氨氣以旋流的方式噴出，使煙氣與氨氣相互卷吸混合，形成混合氣，混合氣沿著第一旋流催化反應(yīng)腔8-2的圓周自上而下以切圓的方式螺旋下沉，當(dāng)下沉至第一旋流催化反應(yīng)腔8-2底部后，在旋流器9的旋流作用下，混合氣沿著第二旋流催化反應(yīng)腔8-3的圓周自下而上以切圓的方式螺旋上升。強化了煙氣與催化劑混合，使整個流場充分達到紊流態(tài)，解決了傳統(tǒng)SCR脫硝內(nèi)流場呈現(xiàn)的層流態(tài)，煙氣與氨氣混合不良，流場不均的問題。從第一旋流催化反應(yīng)腔8-2反應(yīng)后出來的混合氣在旋流氣的作用下，旋流上升進入第二旋流催化反應(yīng)腔8-3，反復(fù)旋流沖刷各式催化劑層，實現(xiàn)二次高效脫硝反應(yīng)，增大了混合氣與催化劑接觸的比表面積，進一步增加了氨和煙氣中^^^與催化劑的接觸時間。
[0037]各旋流霧化噴嘴7通過管路連接設(shè)置在脫硫塔外的氨供給系統(tǒng)。
[0038]所述煙氣通入管道11、第一旋流催化反應(yīng)腔8-2和第二旋流催化反應(yīng)腔8-3的截面為圓形。
[0039]所述氨供給系統(tǒng)包括依次管路連接的液氨儲罐6、用于對液氨進行蒸發(fā)的液氨蒸發(fā)器5、用于對氨氣進行緩沖的氨氣緩沖槽4、用于對氨和空氣進行混合的氨/空氣混合器3和用于對氨氣進行稀釋的稀釋風(fēng)機2 ;
[0040]所述氨/空氣混合器3通過一帶有電磁閥12的管路連接旋流霧化噴嘴7 ;所述脫硝塔本體的外部還設(shè)有一個氨逃逸反饋控制系統(tǒng)1，所述脫硝塔本體頂部的煙氣出口設(shè)置有用于檢測氨濃度的探頭13 ;氨逃逸反饋控制系統(tǒng)1根據(jù)探頭13檢測到的氨的濃度數(shù)據(jù)，控制氨供給系統(tǒng)以及電磁閥12的開度，用于實時控制旋流霧化噴嘴7對氨的噴入量，使噴入煙氣通道內(nèi)的氨量與NOJ^度相匹配。
[0041]本發(fā)明在保證煙氣軸向流速不變或減少的情況下，增大了圓周速度，促進了混合氣在催化劑表面反復(fù)高速旋流作用，減少了催化劑表面的積灰，使催化劑使用效率達到較高水平。通過設(shè)置兩級旋流催化還原反的串聯(lián)布置，有效地實現(xiàn)了煙氣的多次脫硝，并設(shè)置氨逃逸反饋控制系統(tǒng)，實時控制氨的噴入量，可使噴入氨量與NOJ^度相匹配。有效的解決了流場不均，煙氣中顆粒物的沉積，催化劑表面大量積灰出現(xiàn)的催化劑失效問題，保證了催化劑的活性，提高了脫硝效率，減少了氨的逃逸，避免二次污染的問題，降低了運行成本。
[0042]板式催化劑層適合含灰濃度高，不易堵塞，但其比表面積小。為了解決這個矛盾，既可提高脫硝效率，又可防止積灰堵塞，本發(fā)明采用先混合氣旋流下沉在旋流上升，反復(fù)旋流沖刷該兩個旋流催化反應(yīng)腔的板式催化劑層，利用煙氣旋流霧化所產(chǎn)生的離心力和慣性力使得部分灰塵分離出來，灰塵沿塔壁滾落到設(shè)置在脫硝塔底部的密閉式積灰箱10中，SP可達到自吹灰的目的，這樣既使催化劑發(fā)揮其最大的作用又避免了積灰堵塞。
[0043]采用本發(fā)明雙旋式SCR脫硝裝置實現(xiàn)煙氣脫硝，可通過如下步驟實現(xiàn):
[0044]一級旋流催化還原反應(yīng)步驟:
[0045]當(dāng)煙氣進入煙氣通入管道11時，與旋流霧化噴嘴7噴射的氨氣相遇，由于氨氣以旋流的方式噴出，使煙氣與氨氣相互卷吸混合，形成混合氣，混合氣沿著第一旋流催化反應(yīng)腔8-2的圓周自上而下以切圓的方式螺旋下沉，螺旋下沉過程中，反復(fù)切向沖刷第一板式催化劑層8的內(nèi)壁和第二板式催化劑層8-1的外壁，并與之發(fā)生一級旋流催化還原反應(yīng)；
[0046]二級旋流催化還原反應(yīng)步驟:
[0047]當(dāng)混合氣螺旋下沉至第一旋流催化反應(yīng)腔8-2底部后，在旋流器9的旋流作用下，混合氣沿著第二旋流催化反應(yīng)腔8-3的圓周自下而上以切圓的方式螺旋上升，螺旋上升的過程中反復(fù)切向沖刷第二板式催化劑層8-1的內(nèi)壁，并與之發(fā)生二級旋流催化還原反應(yīng)；最后由脫硝塔本體頂部出口排出，實現(xiàn)了煙氣脫硝。
[0048]氨逃逸反饋控制步驟:當(dāng)探頭13檢測到煙氣中氨的濃度大于預(yù)設(shè)值時，氨逃逸反饋控制系統(tǒng)1根據(jù)該探頭13反饋的氨濃度數(shù)據(jù)，控制氨供給系統(tǒng)以及電磁閥12的開度，用于實時控制旋流霧化噴嘴7對氨的噴入量，使噴氨量與NOJ^度與預(yù)設(shè)值相匹配。
[0049]旋流霧化噴嘴7，將氣體或者液體以旋轉(zhuǎn)射流的方式噴出。
[0050]如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。
[0051]本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種雙旋式SCR脫硝裝置，其特征在于:包括脫硝塔本體和沿脫硝塔本體的內(nèi)圓周面設(shè)置的第一板式催化劑層(8)，在第一板式催化劑層(8)內(nèi)設(shè)有第二板式催化劑層(8-1);第一板式催化劑層(8)與第二板式催化劑層(8-1)之間的空腔為第一旋流催化反應(yīng)腔(8-2)，第二板式催化劑層(8-1)內(nèi)的空腔為第二旋流催化反應(yīng)腔(8-3);第二旋流催化反應(yīng)腔(8-3)底端設(shè)有旋流器(9); 所述第一旋流催化反應(yīng)腔(8-2)的頂部密封，并在脫硝塔本體的上側(cè)壁沿脫硝塔本體內(nèi)圓周切向方向設(shè)置煙氣通入管道(11);沿?zé)煔馔ㄈ牍艿?11)的內(nèi)圓周面以及第一旋流催化反應(yīng)腔(8-2)頂部的內(nèi)圓周面分別布置有多個旋流霧化噴嘴(7); 當(dāng)煙氣進入煙氣通入管道(11)時，與旋流霧化噴嘴(7)噴射的氨氣相遇，由于氨氣是以旋流的方式噴出，使煙氣與氨氣相互卷吸混合，形成混合氣，混合氣沿著第一旋流催化反應(yīng)腔(8-2)的圓周自上而下以切圓的方式螺旋下沉，當(dāng)下沉至第一旋流催化反應(yīng)腔(8-2)底部后，在旋流器(9)的旋流作用下，混合氣沿著第二旋流催化反應(yīng)腔(8-3)的圓周自下而上以切圓的方式螺旋上升； 各旋流霧化噴嘴(7)通過管路連接設(shè)置在脫硫塔外的氨供給系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙旋式SCR脫硝裝置，其特征在于:所述煙氣通入管道(11)、第一旋流催化反應(yīng)腔(8-2)和第二旋流催化反應(yīng)腔(8-3)的截面為圓形。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙旋式SCR脫硝裝置，其特征在于:所述氨供給系統(tǒng)包括依次管路連接的液氨儲罐￠)、用于對液氨進行蒸發(fā)的液氨蒸發(fā)器(5)、用于對氨氣進行緩沖的氨氣緩沖槽(4)、用于對氨和空氣進行混合的氨/空氣混合器(3)和用于對氨氣進行稀釋的稀釋風(fēng)機⑵； 所述氨/空氣混合器(3)通過一帶有電磁閥(12)的管路連接旋流霧化噴嘴(7);所述脫硝塔本體的外部還設(shè)有一個氨逃逸反饋控制系統(tǒng)(1)，所述脫硝塔本體頂部的煙氣出口設(shè)置有用于檢測氨濃度的探頭(13);氨逃逸反饋控制系統(tǒng)(1)根據(jù)探頭(13)檢測到的氨的濃度數(shù)據(jù)，控制氨供給系統(tǒng)以及電磁閥(12)的開度，用于實時控制旋流霧化噴嘴(7)對氨的噴入量，使噴入煙氣通道內(nèi)的氨量與N0X濃度相匹配。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙旋式SCR脫硝裝置，其特征在于:所述脫硝塔本體的底部設(shè)置有密閉式積灰箱(10)，用于由收納第一板式催化劑層(8)和第二板式催化劑層(8-1)跌落下來的積灰。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙旋式SCR脫硝裝置，其特征在于:所述密閉式積灰箱(10)的底部設(shè)有排灰閥。6.一種雙旋式SCR脫硝方法，其特征在于采用權(quán)利要求1至5中任一項所述雙旋式SCR脫硝裝置實現(xiàn)，具體步驟如下: 一級旋流催化還原反應(yīng)步驟: 當(dāng)煙氣進入煙氣通入管道(11)時，與旋流霧化噴嘴(7)噴射的氨氣相遇，由于氨氣是以旋流的方式噴出，使煙氣與氨氣相互卷吸混合，形成混合氣，混合氣沿著第一旋流催化反應(yīng)腔(8-2)的圓周自上而下以切圓的方式螺旋下沉，螺旋下沉過程中，反復(fù)切向沖刷第一板式催化劑層(8)的內(nèi)壁和第二板式催化劑層(8-1)的外壁，并與之發(fā)生一級旋流催化還原反應(yīng)； 二級旋流催化還原反應(yīng)步驟: 當(dāng)混合氣螺旋下沉至第一旋流催化反應(yīng)腔(8-2)底部后，在旋流器(9)的旋流作用下，混合氣沿著第二旋流催化反應(yīng)腔(8-3)的圓周自下而上以切圓的方式螺旋上升，螺旋上升的過程中反復(fù)切向沖刷第二板式催化劑層(8-1)的內(nèi)壁，并與之發(fā)生二級旋流催化還原反應(yīng)；最后由脫硝塔本體頂部出口排出，實現(xiàn)了煙氣脫硝。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙旋式SCR脫硝方法，其特征在于:還包括一個氨逃逸反饋控制步驟: 當(dāng)探頭(13)檢測到煙氣中氨的濃度大于預(yù)設(shè)值時，氨逃逸反饋控制系統(tǒng)(1)根據(jù)該探頭(13)反饋的氨濃度數(shù)據(jù)，控制氨供給系統(tǒng)以及電磁閥(12)的開度，用于實時控制旋流霧化噴嘴(7)對氨的噴入量，使噴氨量與N0X*度與預(yù)設(shè)值相匹配。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙旋式SCR脫硝方法及其裝置。沿脫硝塔本體的內(nèi)設(shè)置了第一和第二旋流催化反應(yīng)腔；煙氣通入管道設(shè)在塔體上側(cè)壁；沿?zé)煔馔ㄈ牍艿赖膬?nèi)圓周面以及第一旋流催化反應(yīng)腔頂部的內(nèi)圓周面分別布置有多個旋流霧化噴嘴；當(dāng)煙氣進入煙氣通入管道時，與旋流霧化噴嘴噴射的氨氣相互卷吸混合，沿第一旋流催化反應(yīng)腔的圓周自上而下以切圓的方式螺旋下沉，并在旋流器的作用下，又沿第二旋流催化反應(yīng)腔的圓周自下而上以切圓的方式螺旋上升；本裝置在保證高效脫硝的前提下，催化劑用量少，技術(shù)手段簡便易行，與現(xiàn)有技術(shù)相比不僅脫硝塔結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉，且脫硝效率高，能耗低，降低了氨的逃逸率，使脫硝成本大幅降低，顯著提高了經(jīng)濟效益。
【IPC分類】B01D53/90, B01D53/56
【公開號】CN105289301
【申請?zhí)枴緾N201510768338
【發(fā)明人】劉定平, 王玲, 周俊
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月11日