專利名稱：一種電廠廢氣預除塵噴氨圓盤scr脫硝裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬電廠廢氣處理技術領域，涉及電廠廢氣處理設備，特別涉及一種用于電廠廢氣的預除塵噴氨圓盤SCR脫硝裝置。
背景技術：
SCR (選擇性催化還原)脫硝系統的反應原理是在285 400°C的有氧情況下，通過催化劑使煙氣中的NOx和上游煙道內噴入的還原劑NH3發生反應，生成N2和H2O,從而達 到去除煙氣中NOx的目的。其基本的工作流程為在煙氣進入催化劑層前的煙道適當位置噴入還原劑NH3，煙氣與NH3均勻混合后，進入催化劑反應層，反應方程式為
4NO + 4NH3 十 On 4 4N，十 6H，06N02 - SNH3 JN2 4- 12H20SCR反應器布置在鍋爐省煤器和空氣預熱器之間，煙氣未經過ESP (電除塵器)除塵。由于煙氣中煙塵含量較高，容易造成催化劑磨損和中毒，縮短了催化劑的使用壽命，增加了運行成本。煙氣氣流分布不均勻還容易造成NOx和NH3的混合不均，反應不充分或局部噴氨過量，從而導致副反應的發生，嚴重影響脫硝效果及其運行的經濟性。為解決上述問題，現有技術采用在鍋爐省煤器與SCR催化反應器之間的垂直煙道上安裝前置預除塵裝置和噴氨混合裝置，對煙氣進行預除塵、均流或混合后通過SCR催化反應器內的催化劑進行反應。但在垂直煙道內安裝預除塵裝置，容易造成豎直煙道內積灰，若不及時人工清灰，甚至可能造成煙道堵塞，人工清灰又增加運行成本；由于以上缺點，垂直煙道上安裝前置預除塵裝置技術難以推廣應用，現有投入運行的SCR脫硝裝置大多未設置煙氣預除塵裝置。這樣，煙氣進入脫硝反應層前，煙氣中含塵量較高，不但容易造成催化劑摩損及微孔堵塞，而且因為在噴氨嘴之前未設置擋塵裝置，易造成噴氨嘴堵塞，影響噴氨效果。在SCR脫硝裝置垂直煙道內設置噴氨裝置，采用交錯排列的噴氨管道形成的方形噴氨格柵，噴氨格柵空隙較小，系統壓降相對較大，噴氨量難以準確控制；而且無噴氨擴散裝置，噴氨嘴處及噴氨嘴上方液氨濃度高于其他位置，易造成氨氮混合不均勻，影響氮氧化物脫除效率，增大了氨逃逸率。

發明內容
有鑒于此，本發明提供一種用于電廠廢氣預除塵噴氨圓盤SCR脫硝裝置，該裝置可同時完成對煙氣的預除塵和氨氣的均流、混合，有效降低SCR脫硝系統的投資和運行成本。為達到上述目的，釆用的技術方案是
一種用于電廠廢氣預除塵噴氨圓盤SCR脫硝裝置，包括水平煙道、重力除塵裝置、豎直煙道和置于所述豎直煙道內的噴氨裝置，其特征在于所述重力除塵裝置，置于所述水平煙道內，包括沿煙氣流動方向依次設置的豎直重力除塵板陣和傾斜重力除塵板陣；所述豎直重力除塵板面迎煙氣流動方向豎直設置，所述傾斜重力除塵板陣數量有多塊，相互平行設置，其斜度與煙塵流動方向夾角為a，所述重力除塵裝置的下方置有倒錐形灰斗；
所述噴氨裝置釆用上下兩層導流錐噴氨圓盤結構上層導流錐噴氨圓盤的噴氨管和下層導流錐噴氨圓盤的噴氨管分別交錯配置，并通過噴氨圓盤連接桿連接固定，所述噴氨管上置有的噴氨圓孔呈中心對稱均布噴氨圓孔向上配置，所述噴氨圓孔的上方通過導流錐連接桿與等直徑的導流錐連接組成噴氨嘴，同一噴氨層，采用等徑噴氨嘴，氨氣噴出量通過噴氨調節閥門控制；所述上下兩層導流錐噴氨圓盤結構的平面與豎直煙道的平面形狀相匹配，由噴氨管支撐架與所述豎直煙道壁固定連接。所述噴氨裝置之后，還依次設置有弧形導流元件、整流元件和催化劑層。所述傾斜重力除塵板陣的數量至少設置3塊，斜度與水平方向夾角a在45° 60°之間。所述倒錐形灰斗的錐頂處設置有振打除灰裝置，根據灰斗中積聚的粉塵量，通過控制灰斗底部開關，進行粉塵清除。所述導流錐與噴氨圓孔之間距離(即導流錐連接桿的長度)在150 180mm之間，導流錐的錐角Y為45° 60°。氨氣從噴氨圓孔噴出后撞擊導流錐產生的湍流使氨氣呈倒錐形擴散。同一噴氨層，采用等徑噴氨嘴，有利于控制反應器內噴氨均勻，提高氨氣反應效率，減少氨逃逸現象。所述弧形導流元件由多塊等間距均布的弧形導流板組成。所述整流元件為菱形格柵整流器板，邊長為15_ 200_，菱形格柵整流器板面積大小與催化劑層匹配對應，一方面促進了氨氣與煙氣的混合，另一方面控制了進入催化劑層混合氣體的流速。催化劑層采用“2+1”布置方式，較好的適應了煙氣量變化，有利于機組的持續運行。所述重力除塵板陣、帶導流錐的噴氨管、弧形導流元件和整流元件與SCR脫硝裝置殼體焊接固定。本發明與現有技術相比，具有以下優點及突出性效果在水平煙道內設置重力除塵板陣，經重力除塵板陣后，煙氣中的大顆粒及部分細顆粒粉塵得到脫除，經過除塵后，煙氣中的含塵量大大下降，減輕了催化劑層的堵塞、磨損，減少了脫硝催化劑的更換次數，同時重力除塵板陣起到擾流作用，煙氣經重力除塵板陣后，煙氣混合更加均勻，有利于下一步與氨氣的混合；豎直煙道內設置帶導流錐的噴氨管，一方面經過導流錐后增大了氨氣的擴散面積，有利于氨氣與煙氣的混合；另一方面導流錐底面直徑與噴氨圓孔的直徑一一對應，有效地解決了噴氨嘴的堵塞問題；同一噴氨層，采用等徑噴氨嘴，使同一界面噴氨均勻，有利于氨氣與煙氣的均勻分布，提高氨氣反應效率，減少氨逃逸現象；在豎直煙道噴氨裝置之后設置弧形導流元件，使煙氣與氨氣混合后均勻地流向整流元件，保證了在整流元件煙氣進口處，同一界面煙氣與氨氣混合均勻、濃度相同。在導流元件后設置整流元件，一方面促進了氨氣與煙氣的混合，另一方面控制了進入催化劑層混合氣體的流速。本發明在所述水平煙道內的重力除塵裝置和在豎直煙道內的設置的噴氨裝置，結構簡單實用，降低了設備 投資及運行費用。


以下根據

和具體實施方式
對本發明作進一步說明。圖I為本發明SCR脫硝裝置結構示意 圖2為圖I中重力除塵裝置放大結構示意 圖3為圖I中噴氨裝置的上下二層導流錐噴氨圓盤結構示意 圖4為圖3中B向導流錐噴氨圓盤結構示意圖之一(圓形)；
圖5為圖3中B向導流錐噴氨圓盤結構示意圖之二 (橢圓形)； 圖6為圖3中噴氨嘴結構示意圖(放大)；
圖7為圖I中A向整流器結構示意圖(放大)。圖中1 一水平煙道；2 —倒錐形灰斗；3 —重力除塵裝置(3. I 一豎直重力除塵板陣，3. 2 一傾斜重力除塵板陣)；4 一噴氨裝置；5 —弧形導流元件(弧形導流板)；6 一整流兀件；7 —催化劑層；8 —豎直煙道；9 一噴氨嘴(9. I 一噴氨圓孔,9. 2 一導流錐,9. 3 一導流錐連接桿);10 —噴氨圓盤連接桿；11 一上層噴氨管；12 —下層噴氨管；13 —噴氨管支撐架；14 一噴氨調節閥門；15 —菱形格柵整流器板。
具體實施例方式 圖I為本發明SCR脫硝裝置結構示意圖，圖2為本發明SCR脫硝裝置中重力除塵裝置放大結構示意圖，圖3 6為噴氨裝置中噴氨圓盤和噴氨嘴結構示意圖，圖7為菱形整流器結構示意圖。由圖可見，一種用于電廠廢氣預除塵噴氨圓盤SCR脫硝裝置，包括水平煙道I、重力除塵裝置3、豎直煙道8和置于所述豎直煙道8內的噴氨裝置4，其特征在于所述重力除塵裝置3置于所述水平煙道I內，包括沿煙氣流動方向依次設置的豎直重力除塵板陣3. I和傾斜重力除塵板陣3. 2，所述豎直重力除塵板陣3. I面迎煙塵流動方向豎直設置，所述傾斜重力除塵板陣3. 2數量有多塊，相互平行設置，其斜度與煙塵流動方向夾角為a (圖2)，所述重力除塵裝置3的下方置有倒錐形灰斗2 ;所述倒錐形灰斗2的錐頂處設置有振打除灰裝置，根據灰斗2中積聚的粉塵量，通過控制灰斗2底部開關，進行粉塵清除。所述傾斜重力除塵板陣3. 2的數量至少設置3塊，斜度與水平方向夾角a在45° 60°之間(圖2)。所述噴氨裝置4釆用上下兩層導流錐噴氨圓盤結構(圖3):上層導流錐噴氨圓盤的噴氨管11和下層導流錐噴氨圓盤的噴氨管12分別交錯配置，并通過噴氨圓盤連接桿10連接固定(圖4成圖5)，所述噴氨管11/12上置有的噴氨圓孔9. I呈中心對稱均布噴氨圓孔向上配置。所述噴氨圓孔9. I的上方通過導流錐連接桿9. 3與等直徑的導流錐9. 2連接組成噴氨嘴9，氨氣噴出量由噴氨調節閥門14控制；所述上下兩層導流錐噴氨圓盤結構的平面與豎直煙道8的平面形狀相匹配，并由噴氨管支撐架13/13'與所述豎直煙道8壁固定連接。所述上層噴氨管11上的噴氨嘴9和下層噴氨管12上的噴氨嘴9'中，所述導流錐9. 2與噴氨圓孔9. I之間距離(即導流錐連接桿9. 3的長度)在150 180mm之間，導流錐9. 2錐角Y為45° 60°，氨氣從導流錐噴氨圓孔9. I噴出后撞擊導流錐9. 2產生的湍流使氨氣成倒錐形擴散。同一噴氨層，采用等徑噴氨嘴，有利于控制反應器內噴氨均勻，減少氨逃逸現象。
沿煙氣流動方向所述噴氨裝置4之后，還依次設置有弧形導流元件5、整流元件6和催化劑層7。所述弧形導流元件5由多塊等間距均布的弧形導流板組成。所述整流元件6為菱形格柵整流器板15，邊長L為15_ 200_，菱形格柵整流器板15面積大小與催化劑層7匹配對應，一方面促進了氨氣與煙氣的混合，另一方面控制了進入催化劑層7混合氣體的流速。催化劑層7采用“2+1”布置方式，較好的適應了煙氣量變化，有利于機組的持續運行。重力除塵裝置3、帶導流錐9. 2的上層/下層噴氨管11/12、導流元件5、整流元件6與SCR脫硝裝置殼體焊接固定。本發明一種用于電廠廢氣預除塵噴氨圓盤SCR脫硝裝置脫硝工藝包括 (I)除塵將來自鍋爐省煤器出口含有氮氧化物NOx的煙氣經連接煙道送入脫硝裝置水平煙道1，在重力除塵裝置3的作用下，除去煙塵中的顆粒物。重力除塵裝置3采用豎直、傾斜兩種布置方式，即豎直重力除塵板陣3. I和傾斜重力除塵板陣3. 2，豎直重力除塵板陣3. I面迎向煙塵流動方向；傾斜重力除塵板陣3. 2至少設置3塊相互平行布置，傾斜重力除塵板陣3. 2與水平方向夾角a在45° 60°之間。在重力和慣性作用下，煙氣中的大顆粒及部分細顆粒粉塵得到脫除，經過除塵后，煙氣中的含塵量大大下降，減輕了催化劑層的堵塞、磨損，減少了脫硝催化劑的更換次數。脫除的粉塵進入重力除塵裝置3正下方的灰斗2中，根據灰斗2中積聚的粉塵量，通過控制灰斗2底部開關，進行粉塵清除，重力除塵裝置3同時起到擾流作用，煙氣經重力除塵裝置3的板陣后，煙氣混合更加均勻，有利于下一步與氨氣的混合。(2)噴氨煙氣經水平煙道I重力除塵裝置3預除塵后，進入豎直煙道8，豎直煙道8內設置噴氨裝置4，其導流錐噴氨圓盤兩層組成，面積與豎直煙道面積相匹配，若豎直煙道為圓形或長方形，則導流錐變徑噴氨圓盤可以為圓形(圖4)，或呈橢圓形布置(圖5)。為了保證豎直煙道內同一層面噴氨的均勻性，優化噴氨嘴的布置，保證豎直煙道內同一層面單位面積內噴氨嘴9數量相當，通過噴氨嘴9準確控制脫硝系統內氨噴射均勻性。將氨氣經加壓后注入噴氨裝置4，氨氣從導流錐噴氨圓盤上的噴氨圓孔9. I噴出，噴出的氨氣撞擊導流錐9. 2后流動方向發生變化，呈倒錐體向外擴散，增大了氨氣擴散面積，輸送氨氣的管道上裝有調控閥門14，調節脫硝系統內的噴氨總量選擇最佳氨氮摩爾比，實現氨氣和煙氣中的氮氧化物充分均勻混合。噴氨圓孔9. I與對應的導流錐9. 2的直徑一一對應，導流錐9. 2起到了很好的防塵作用，有效地防止了灰塵落入噴氨圓孔9. I中，避免造成噴氨圓孔9. I堵塞。導流錐9. 2錐角Y范圍在45° 60°之間，角度過大，對氨氣的擾流作用不夠，氨氣擴散面積不大。不利于氨氣與氮氧化物的混合；角度過小，會對氨氣造成較強烈的阻流，氨氣擴散速度極大減小，增大了系統壓力損失，同時不利于氨氣的擴散。(3)導流煙氣與噴氨圓孔9. I噴出的氨氣混合后，經導流元件5進入SCR反應器的上部氣室，導流元件5由若干等間距均布的弧形導流板組成，弧形導流板圓心設置在同一平面上，按照等差數列平均分布，保證了整流元件6煙氣進口處的同一界面煙氣與氨氣的混合比較均勻。(4)整流經導流元件5之后，氨氣與煙氣的混合氣體通過由扁鋼拼焊而成的菱形格柵整流器板15，生成混合均勻、流速平緩的氣流，菱形格柵整流器板15的邊長L為15mm 200_。菱形格柵整流器板15與催化劑層7對應布置，一方面促進了氨氣與煙氣的混合，另一方面控制了進入催化劑層7混合氣體的流速。(5)催化還原最后混合煙氣進入催化劑層7，催化劑層7采用“2+1”布置方式，較好的適應了煙氣量變化，有利于機組的持續運行。混合煙氣進入多層催化劑層中還原成N2和H2O,完成脫硝，經SCR反應器出來的脫硝煙氣返回鍋爐空預器前的煙道，經熱交換、除塵和脫硫后排出。以上對本發明具體實施方式
的詳細描述，旨在為了說明本發明涉及的技術方案， 揭示本發明的最佳實施方法，使本領域的普通技術人員能夠更好地理解本發明內容。但應當注意到本發明并非限于上文討論的實施方式，基于本發明所揭示精神的啟示，任何顯而易見的變換或等效替代，也應當被認為落入本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于電廠廢氣預除塵噴氨圓盤SCR脫硝裝置，包括水平煙道、重力除塵裝置、豎直煙道和置于所述豎直煙道內的噴氨裝置，其特征在于所述重力除塵裝置置于所述水平煙道內，包括沿煙氣流動方向依次設置的豎直重力除塵板陣和傾斜重力除塵板陣，所述豎直重力除塵板面迎煙氣流動方向豎直設置，所述傾斜重力除塵板陣數量有多塊，相互平行設置，其斜度與煙塵流動方向夾角為α，所述重力除塵裝置的下方置有倒錐形灰斗； 所述噴氨裝置釆用上下兩層導流錐噴氨圓盤結構上層導流錐噴氨圓盤的噴氨管和下層導流錐噴氨圓盤的噴氨管分別交錯配置，并通過噴氨圓盤連接桿連接固定，所述噴氨管上置有的噴氨圓孔呈中心對稱均布噴氨圓孔向上配置，所述噴氨圓孔的上方通過導流錐連接桿與等直徑的導流錐連接組成噴氨嘴，同一噴氨層，采用等徑噴氨嘴，氨氣噴出量通過噴氨調節閥門控制； 所述噴氨裝置之后，還依次設置有弧形導流元件、整流元件和催化劑層。
2.根據權利要求I所述一種用于電廠廢氣預除塵噴氨圓盤SCR脫硝裝置，其特征在于所述傾斜重力除塵板陣的數量至少設置3塊，斜度與煙塵流動方向夾角α在45° 60°之間。
3.根據權利要求I所述一種用于電廠廢氣預除塵噴氨圓盤SCR脫硝裝置，其特征在于所述倒錐形灰斗的錐頂處設置有振打除灰裝置。
4.根據權利要求I所述一種用于電廠廢氣預除塵噴氨圓盤SCR脫硝裝置，其特征在于所述導流錐與噴氨圓孔之間距離在150 180mm之間，導流錐的錐角Y為45° 60°。
5.根據權利要求I所述一種用于電廠廢氣預除塵噴氨圓盤SCR脫硝裝置，其特征在于所述弧形導流元件由多塊等間距均布的弧形導流板組成。
6.根據權利要求I所述一種用于電廠廢氣預除塵噴氨圓盤SCR脫硝裝置，其特征在于所述整流元件為菱形格柵整流器板，菱形格柵整流器板的面積大小與催化劑層匹配對應。
全文摘要
本發明提供一種電廠廢氣預除塵噴氨圓盤SCR脫硝裝置，要解決的技術問題是同時完成煙氣預除塵和與氨氣的均流混合，降低運行成本，屬電廠煙氣處理技術領域。其特征在于重力除塵裝置置于水平煙道內，設置豎直重力除塵板陣、傾斜重力除塵板陣和倒錐形灰斗；噴氨裝置置于豎直煙道內，釆用上下兩層導流錐噴氨圓盤結構噴氨圓孔的上方通過導流錐連接桿與等直徑的導流錐連接組成噴氨嘴。本發明的優點是經重力除塵裝置后煙氣中的大部分顆粒粉塵得到脫除，減輕了催化劑層的堵塞、磨損；帶導流錐的噴氨管，增大了氨氣的擴散面積，提高了混合的均勻度，并有效解決了噴氨嘴的堵塞問題。裝置簡單實用，脫硝效率高，使用壽命長，運行費用低。
文檔編號B01D50/00GK102814119SQ20121033299
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月11日 優先權日2012年9月11日
發明者范治國, 高繼賢, 閻冬, 何永勝, 李靜 申請人:上海龍凈環保科技工程有限公司