CN113144896A - 烟气除尘脱硝装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟气除尘脱硝装置,包括:除尘装置、氨气喷射区、SCR反应区,其中:氨气喷射区,内置有喷氨装置;SCR反应区,内部至上而下逐层间隔设有SCR催化剂;所述氨气喷射区与SCR反应区交接区域设有用于气体分流并将气体导向SCR反应区的分流式导流结构。本发明中分流式导流结构使得烟气沿SCR反应区入口高度方向上分流成多个区域,并按照导流方向引导烟气进入SCR催化剂上方降低较高入射流速带来的负面影响,合理的烟气流速可以减小飞灰颗粒对SCR催化剂的磨损,烟气速度分布更加均匀。
Description
技术领域
本领域涉及烟气除尘脱硝技术领域,具体涉及一种烟气除尘脱硝装置。
背景技术
为了解决SCR脱硝过程中灰量大造成催化剂层堵塞、磨损、中毒而大大缩短了催化剂的寿命的问题,现有技术中出现了在SCR脱硝之前先进行除尘工序的烟气除尘脱硝技术,经过除尘之后的烟气再进行SCR脱硝处理,由此避免了催化剂出现堵塞、磨损、中毒。然而,申请人发现,上述除尘脱硝工艺在实际生产应用过程中始终无法达到理想的SCR脱硝效率。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种烟气除尘脱硝装置,以解决现有技术中SCR脱硝效率不理想的问题。
为了实现上述目的,本发明提供了一种烟气除尘脱硝装置,包括:除尘装置、氨气喷射区、SCR反应区,其中:
氨气喷射区,内置有喷氨装置;
SCR反应区,内部至上而下逐层间隔设有SCR催化剂;
所述氨气喷射区与SCR反应区交接区域设有用于气体分流并将气体导向SCR反应区的分流式导流结构。
本发明中分流式导流结构使得烟气沿SCR反应区入口高度方向上分流成多个区域,并按照导流方向引导烟气进入SCR催化剂上方降低较高入射流速带来的负面影响,合理的烟气流速可以减小飞灰颗粒对SCR催化剂的磨损,烟气速度分布更加均匀。
进一步地,所述喷氨装置包括均布设置于氨气喷出面上中下区域的氨气喷嘴。氨气喷出面指的是氨气喷射区内喷出氨气的位置所在横截面。由此避免了烟气中形成中心高四周低的氨气浓度分布情况,使得喷射出的氨气在烟气中更均匀地分布。
进一步地,所述喷氨装置与分流式导流结构之间区域内设置有扰流结构。设置扰流结构,由此加强烟气与氨气的混合。
进一步地,所述扰流结构为错位设置于喷氨装置与分流式导流结构之间区域内的扰流柱。
进一步地,所述氨气喷嘴设置于除尘装置的净气出口处。氨气喷嘴后置到除尘装置的净气出口处,由此加强烟气与氨气的混合,可以使得氨气具有充足的流动和混合时间,在烟气速度分布也变得更加均匀。
进一步地,所述分流式导流结构包括若干个上下间隔设置于氨气喷射区与SCR反应区交接区域的导流板。
进一步地,所述氨气喷射区与SCR反应区交接区域包括一端连接氨气喷射区的水平通道段以及一端连接SCR反应区的弧形通道段,所述导流板包括前直板、弧形板以及后直板,所述前直板上下间隔固定于水平通道段内,所述弧形板上下间隔设置于弧形通道段内,所述后直板设置于SCR反应区入口处。
进一步地,还包括设置于分流式导流结构与SCR反应区之间的整流格栅。对烟气进一步整流。
进一步地,所述除尘装置的原气腔进气区域设有挡流结构。挡流结构用于整合原气腔内的烟气流场。
进一步地,所述挡流结构包括若干个间隔设置于原气腔进气区域的挡流板。
可见,本发明烟气除尘脱硝装置中分流式导流结构使得烟气沿SCR反应区入口高度方向上分流成多个区域,并按照导流方向引导烟气进入SCR催化剂上方降低较高入射流速带来的负面影响,合理的烟气流速可以减小飞灰颗粒对SCR催化剂的磨损,烟气速度分布更加均匀。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解,附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明,但不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明烟气除尘脱硝装置的示意图。
图2为本发明烟气除尘脱硝装置中分流式导流结构以及整流格栅的结构示意图。
图3为本发明烟气除尘脱硝装置中氨气喷嘴以及扰流主的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前,需要特别指出的是:
本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征,在不冲突的情况下,这些技术方案和技术特征可以相互组合。
此外,下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。因此,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
本发明烟气除尘脱硝装置,包括:除尘装置1a、氨气喷射区1b、SCR反应区1c,其中:
氨气喷射区1b,内置有喷氨装置;
SCR反应区1c,内部至上而下逐层间隔设有SCR催化剂8;
所述氨气喷射区1b与SCR反应区1c交接区域设有用于气体分流并将气体导向SCR反应区1c的分流式导流结构。
所述喷氨装置包括均布设置于氨气喷出面上中下区域的氨气喷嘴41。
所述喷氨装置与分流式导流结构之间区域内设置有扰流结构。
所述扰流结构为错位设置于喷氨装置与分流式导流结构之间区域内的扰流柱42。
所述喷氨装置设置于除尘装置1a的净气出口处。
所述分流式导流结构包括若干个上下间隔设置于氨气喷射区1b与SCR反应区1c交接区域的导流板6。
所述氨气喷射区1b与SCR反应区1c交接区域包括一端连接氨气喷射区1b的水平通道段31以及一端连接SCR反应区1c的弧形通道段32,所述导流板6包括前直板61、弧形板62以及后直板63,所述前直板61上下间隔固定于水平通道段31内,所述弧形板62上下间隔设置于弧形通道段32内,所述后直板63设置于SCR反应区1c入口处。
还包括设置于分流式导流结构与SCR反应区1c之间的整流格栅7。
所述除尘装置1a的原气腔1进气区域设有挡流结构。
所述挡流结构包括若干个间隔设置于原气腔1进气区域的挡流板11。
以下通过具体实施例对本发明做进一步说明:
发明人在研究传统的除尘脱硝装置中除尘装置和SCR反应区一体化装置内烟气流动和浓度分布时,传统除尘脱硝装置存在以下缺陷:第一,烟气以12.8m/s的速度进入除尘装置后,在金属化合物柔性膜滤芯区域速度大幅度降低,烟气速度约为1~2m/s。由于除尘装置水平出口横截面积较小,烟气流速迅速增至11.5m/s,具有较高的动量和刚性。因此,在依次通过水平通道段、弧形通道段进入整流格栅时,烟气冲刷弧形通道段的对侧壁面,导致烟气流速分布不均匀,形成对侧流速高背侧流速低的烟气速度分布,不均匀的速度场会严重影响SCR的脱硝效率;第二,氨气在烟气中扩散较慢,致使在进入整流格栅之前的烟气管道内氨气浓度偏差较大,在水平管道内呈现中心浓度高两侧浓度低的分布趋势,受到烟气流动影响,由于氨气喷嘴入射位置位于垂直于烟气截面的中心位置,烟气中形成中心高四周低的氨气浓度分布,并在较高射流速度条件下,高浓度氨气冲刷对面的侧墙壁后才进入SCR反应区1c,导致对侧壁面附近氨气浓度较高。
如图1所示,本实施例中烟气除尘脱硝装置,包括:除尘装置1a、氨气喷射区1b、SCR反应区1c,其中:氨气喷射区1b,内置有喷氨装置;SCR反应区1c,内部至上而下逐层间隔设有SCR催化剂8;所述氨气喷射区1b与SCR反应区1c交接区域设有用于气体分流并将气体导向SCR反应区1c的分流式导流结构。所述喷氨装置包括均布设置于氨气喷出面上中下区域的氨气喷嘴41。如图3所示,所述喷氨装置与分流式导流结构之间区域内设置有扰流结构。所述扰流结构为错位设置于喷氨装置与分流式导流结构之间区域内的扰流柱42。扰流柱42具体结构包括钢柱体以及焊接在钢柱体一侧的角钢,角钢的尖棱结构正对气流流动方向设置。所述喷氨装置设置于除尘装置1a的净气出口处。如图2所示,所述分流式导流结构包括若干个上下间隔设置于氨气喷射区1b与SCR反应区1c交接区域的导流板6。所述氨气喷射区1b与SCR反应区1c交接区域包括一端连接氨气喷射区1b的水平通道段31以及一端连接SCR反应区1c的弧形通道段32,所述导流板6包括前直板61、弧形板62以及后直板63,所述前直板61上下间隔固定于水平通道段31内,所述弧形板62上下间隔设置于弧形通道段32内,所述后直板63设置于SCR反应区1c入口处。还包括设置于分流式导流结构与SCR反应区1c之间的整流格栅7。所述除尘装置1a的原气腔1进气区域设有挡流结构。所述挡流结构包括若干个间隔设置于原气腔1进气区域的挡流板11。
本发明烟气除尘脱硝装置中除尘装置1a的高度为13.1m,宽度和深度皆为2.69m,净气腔2内布置有等间距相隔的100条金属化合物柔性膜滤芯21,金属化合物柔性膜滤芯21的规格为φ130mm×5000mm,总过滤面积为204m2,过滤风速为1.14m/min。除尘装置1a的上方布置有脉冲系统,为每个金属化合物柔性膜滤芯21提供脉冲高压空气,用于吹扫金属化合物柔性膜滤芯21表面附着的粉尘,除尘装置1a的底部设有灰斗,在灰斗处收集落下的飞灰。SCR反应区1c内部安装了三层SCR催化剂8,SCR催化剂8的尺寸为970×970×1070mm3,SCR催化剂8为25×25孔结构布置,除尘装置1a和SCR反应区水平连接段内设置有喷氨装置,垂直于烟气流动方向的截面即于氨气喷出面的上中下区域上各布置一排氨气喷嘴41,每排均间隔200mm水平布置四个氨气喷嘴41,氨气喷嘴41的直径为15mm,射入氨气方向与烟气流动方向相同。烟气由除尘装置1a的入口进入下方灰斗区域,然后向上方流动通过金属化合物柔性膜滤芯21区域进行烟气除尘,除尘后的低尘烟气通过氨气喷射区1b以及后续的水平通道段31、弧形通道段32与氨气充分混合,之后通过整流格栅7进入SCR反应区1c,SCR反应区1c包括竖直通道以及设置于内部上下间隔设置的SCR催化剂8,烟气进入SCR反应区1c后逐层经过SCR催化剂8进行催化脱硝。
鉴于传统除尘脱硝装置的结构中存在烟气流场和氨气浓度场分布的不均匀性,致使催化剂区域内脱硝反应效率较低,因此本发明在SCR反应区1c的入口处加装导流板6优化流场,降低较高入射流速带来的负面影响。在SCR反应区1c的入口至整流格栅上方区域加装等间距的五列并行的导流板6,使得烟气沿入口高度方向上均匀分成六个区域,并按照适当的导流板6方向引导烟气垂直进入SCR催化剂8上方。
在除尘器灰斗处加装一系列挡板,用于整合除尘器内烟气流场;将氨气喷嘴41后置到除尘装置1a的净气出口附近,并在氨气喷嘴41出口加装多组交错的扰流柱42用于扰流,加强烟气和氨气的混合。
在水平通道段31、弧形通道段32构成的折角处加装导流板6后,烟气流动不再偏向对侧墙壁,烟气流速由不均匀分布时最高可达12m/s降低至均匀分布时5m/s。合理的烟气流速可以减小飞灰颗粒对SCR催化剂的磨损,同时在进入SCR反应区后随着烟气向下流动,烟气速度分布更加均匀。此外,将氨气喷嘴后置可以使得氨气具有充足的流动和混合时间,在水平烟道中烟气速度分布也变得更加均匀。
以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.烟气除尘脱硝装置,其特征在于,包括:除尘装置(1a)、氨气喷射区(1b)、SCR反应区(1c),其中:
氨气喷射区(1b),内置有喷氨装置;
SCR反应区(1c),内部至上而下逐层间隔设有SCR催化剂(8);
所述氨气喷射区(1b)与SCR反应区(1c)交接区域设有用于气体分流并将气体导向SCR反应区(1c)的分流式导流结构。
2.如权利要求1所述的烟气除尘脱硝装置,其特征在于,所述喷氨装置包括均布设置于氨气喷出面上中下区域的氨气喷嘴(41)。
3.如权利要求1所述的烟气除尘脱硝装置,其特征在于,所述喷氨装置与分流式导流结构之间区域内设置有扰流结构。
4.如权利要求3所述的烟气除尘脱硝装置,其特征在于,所述扰流结构为错位设置于喷氨装置与分流式导流结构之间区域内的扰流柱(42)。
5.如权利要求3所述的烟气除尘脱硝装置,其特征在于,所述喷氨装置设置于除尘装置(1a)的净气出口处。
6.如权利要求1所述的烟气除尘脱硝装置,其特征在于,所述分流式导流结构包括若干个上下间隔设置于氨气喷射区(1b)与SCR反应区(1c)交接区域的导流板(6)。
7.如权利要求6所述的烟气除尘脱硝装置,其特征在于,所述氨气喷射区(1b)与SCR反应区(1c)交接区域包括一端连接氨气喷射区(1b)的水平通道段(31)以及一端连接SCR反应区(1c)的弧形通道段(32),所述导流板(6)包括前直板(61)、弧形板(62)以及后直板(63),所述前直板(61)上下间隔固定于水平通道段(31)内,所述弧形板(62)上下间隔设置于弧形通道段(32)内,所述后直板(63)设置于SCR反应区(1c)入口处。
8.如权利要求1所述的烟气除尘脱硝装置,其特征在于,还包括设置于分流式导流结构与SCR反应区(1c)之间的整流格栅(7)。
9.如权利要求1所述的烟气除尘脱硝装置,其特征在于,所述除尘装置(1a)的原气腔(1)进气区域设有挡流结构。
10.如权利要求9所述的烟气除尘脱硝装置,其特征在于,所述挡流结构包括若干个间隔设置于原气腔(1)进气区域的挡流板(11)。
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