一种低温脱硝装置及利用其脱硝的方法

摘要

本发明涉及一种低温脱硝装置及利用其脱硝的方法，属于大气环保技术领域。包括加粉装置、加氨装置、混合装置及反应装置，所述加粉装置包括消化器和仓储装置，所述消化器的出口与所述仓储装置的入口连接，所述仓储装置的出口通过调节阀连接布散装置，所述布散装置包括至少一组雾状喷枪，每组雾状喷枪正下方对应设置一组喷嘴向上的冲击喷枪，所述雾状喷枪和冲击喷枪之间设置V型支架，所述V型支架上设置圆形凹槽均布板，所述均布板之间通过弹簧连接。与现有技术相比，利用本发明所述装置脱硝的方法，消除了催化剂运行时严重的不利干扰，实现催化剂的正常运行，从而提高脱硝装置的低温脱硝能力，真正解决相关排放企业的后顾之忧。

权利要求

1.一种低温脱硝装置，包括加氨装置(2)、混合装置(3)及反应装置(4)，所述加氨装置(2)内嵌连接在烟道中，所述混合装置(3)和反应装置(4)置于烟道外部，所述加氨装置(2)的出口与所述混合装置(3)的入口连通，所述反应装置(4)的入口与所述混合装置(3)的出口连通；其特征在于，还包括置于烟道内部的加粉装置(1)，所述加粉装置(1)的出口与所述混合装置(3)的入口连通；所述加粉装置(1)包括 至少一组布散装置，所述布散装置包括雾状喷枪(6)和冲击喷枪(7)，所述雾状喷枪(6)垂直向下设置，所述冲击喷枪(7)设置于所述雾状喷枪(6)的正下方，所述雾状喷枪(6)和冲击喷枪(7)的喷头出口相对设置，并且，所述冲击喷枪(7)的喷头上方设置圆形凹槽状均布板(9)，所述均布板(9)与所述雾状喷枪(6)之间形成均布空腔；

所述雾状喷枪(6)内部为一次成型偏心螺旋结构，末端喷嘴处设置耐磨合金五维通道式叶片；所述冲击喷枪(7)内部为空心锥结构，末端喷嘴处设置耐磨合金三维通道式叶片。

2.根据权利要求1所述的一种低温脱硝装置，其特征在于，所述均布板(9)通过V型支架(8)固定设置。

3.根据权利要求1所述的一种低温脱硝装置，其特征在于，所述布散装置为2组以上时，所述均布板(9)之间通过弹簧(10)连接。

4.根据权利要求1所述的一种低温脱硝装置，其特征在于，所述反应装置(4)内至少设有一层催化剂模块(11)。

5.根据权利要求4所述的一种低温脱硝装置，其特征在于，所述反应装置(4)的催化剂模块(11)为3层。

6.根据权利要求4所述的一种低温脱硝装置，其特征在于，所述反应装置(4)的催化剂模块(11)为V-Ti系列陶瓷均质材料。

7.根据权利要求4所述的一种低温脱硝装置，其特征在于，所述反应装置(4)为流场化设计，其流速矢量夹角<10°。

8.利用权利要求1-7任一权利要求所述的一种低温脱硝装置脱硝的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过消化器制备的脱硝粉剂通过气力输送到仓储装置，经烟气成分反馈信号传入模块的PLC控制中心，PLC控制中心分析发出信号，指挥调节单元控制本模块运行，整个模块经过流场分析，在PLC控制中心的指令下，向加粉装置(1)注入脱硝粉剂，在雾状喷枪(6)和冲击喷枪(7)的共同作用下，形成弥漫式粉剂团，在达到预设弥漫式粉剂团的浓度时，停止喷洒脱硝粉剂；在参数发生特征变化引起连锁动作后再开始喷射粉剂，如此周而复始；

(2)在稀释风机的作用下，加氨装置(2)产生的氨气达到预设浓度，并与由步骤(1)中产生的弥漫式粉剂团在混合装置(3)中充分混合并顺次进入反应装置(4)；

(3)在反应装置(4)中催化剂模块(11)的作用下，发生脱硝还原反应。

说明书

一种低温脱硝装置及利用其脱硝的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种脱硝装置及脱硝方法，具体涉及一种低温脱硝装置及利用其脱硝的方法，属于大气环保技术领域。

背景技术

[0002] 电力，包括冶金、水泥及玻璃行业，由于工艺特性，其工业窑炉工作温度常常在中低温以下；有的窑炉相关热燃烧反应场虽然有高温，但仅局局限于小空间；火焰中心1～2米外温度已经急剧下降；特别像回转窑高温段还是旋转运行方式；SNCR脱硝技术可以工作在炉膛，但需要炉膛900℃～1000℃温度区段并且需要一定大小的空间。

[0003] 生产过程中会产生大量含氮氧化物的废气，其浓度通常超出了国家的排放标准，因此需要进行脱硝处理，上述这些行业几乎所有燃烧装置尾部排放的烟气基本小于220℃温度；而传统脱硝反应(SCR)需要300℃～420℃较高的反应温度区间。

[0004] 目前一种较为先进的气体脱硝方法为选择性催化还原法脱硝技术(SCR),将含有氮氧化物的废气同氨气按一定的比例进行混合送入SCR反应器，在一定的温度下并通过SCR反应器内的催化剂的作用，使氮氧化物同氨反应生成氨气和水，实现气体脱硝的目的，但是现有的脱硝反应装置主要是为中高温催化剂脱硝设计的，其使用温度为300℃～420℃甚至更高，而上述这些行业几乎所有的燃烧装置尾部排放的烟气小于220℃，在此温度下，脱硝反应装置内的催化剂将SO2氧化为SO3，SO3与氨气迅速反应并生产硫酸铵和硫酸氢铵，硫酸铵和硫酸氢铵会覆盖在脱硝反应装置内生产催化剂的微孔处，致使催化剂迅速失活，因此，低温区段脱硝技术的研发将会打开巨大的环保市场。

发明内容

[0005] 发明目的：针对目前现有技术的不足，提供一种能够适应较低温度下脱硝的装置及利用其脱硝的方法。

[0006] 技术方案：一种低温脱硝装置，包括加氨装置、混合装置及反应装置，所述加氨装置内嵌连接在烟道中，所述混合装置和反应装置置于烟道外部，所述加氨装置的出口与所述混合装置的入口连通，所述反应装置的入口与所述混合装置的出口连通；还包括置于烟道内部的加粉装置，所述加粉装置的出口与所述混合装置的入口连通；所述加粉装置包括至少一组布散装置，所述布散装置包括雾状喷枪和冲击喷枪，所述雾状喷枪垂直向下设置，所述冲击喷枪设置于所述雾状喷枪的正下方，所述雾状喷枪和冲击喷枪的喷头出口相对设置，并且，所述冲击喷枪的喷头上方设置圆形凹槽状均布板，所述均布板与所述雾状喷枪之间形成均布空腔。

[0007] 进一步地，所述雾状喷枪内部为一次成型偏心螺旋结构，末端喷嘴处设置耐磨合金五维通道式叶片。

[0008] 进一步地，所述冲击喷枪内部为空心锥结构，末端喷嘴处设置耐磨合金三维通道式叶片。

[0009] 进一步地，所述均布板通过V型支架固定设置。

[0010] 进一步地，所述布散装置为2组以上时，所述均布板之间通过弹簧连接。

[0011] 进一步地，所述反应装置内至少设有一层催化剂模块。

[0012] 进一步地，所述反应装置的催化剂模块为3层。

[0013] 进一步地，所述反应装置的催化剂模块为V-Ti系列陶瓷均质材料。

[0014] 进一步地，所述反应装置为流场化设计，其流速矢量夹角<10°。

[0015] 本发明还公开了一种利用上述低温脱硝装置脱硝的方法，包括以下步骤：

[0016] (1)通过消化器制备的脱硝粉剂通过气力输送到仓储装置，经烟气成分反馈信号传入模块的PLC控制中心，PLC控制中心分析发出信号，指挥调节单元控制本模块运行，整个模块经过流场分析，在PLC控制中心的指令下，向加粉装置注入脱硝粉剂，在雾状喷枪和冲击喷枪的共同作用下，形成弥漫式粉剂团，在达到预设弥漫式粉剂团的浓度时，停止喷洒脱硝粉剂；在参数发生特征变化引起连锁动作后再开始喷射粉剂，如此周而复始；

[0017] (2)在稀释风机的作用下，加氨装置产生的氨气达到预设浓度，与由步骤(1)中产生的弥漫式粉剂团在混合装置中充分混合并顺次进入反应装置；

[0018] (3)在反应装置中催化剂模块的作用下，发生脱硝还原反应。

[0019] 有益效果：与现有技术相比，本发明的优点：脱硝粉剂经过布散装置形成弥漫式粉团，弥漫在烟气空间，将烟气中的SO2和SO3吸收掉，从而防止粘性硫酸盐在催化剂表面形成屏蔽，消除了催化剂运行时严重的不利干扰，实现催化剂的正常运行；设置3层催化剂模块，大大增加了催化剂的反应接触面和几率，提高了催化剂的脱硝效率，从而提高脱硝装置的低温脱硝能力，真正解决相关排放企业的后顾之忧。

附图说明

[0020] 图1为本发明所述的一种低温脱硝装置及利用其脱硝的工艺流程图；

[0021] 图2为本发明所述的一种低温脱硝装置的加粉装置的结构示意图。

具体实施方式

[0022] 下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明：

[0023] 实施例1：一种低温脱硝装置，其结构如图1所示，包括加氨装置2、混合装置3及反应装置4，所述加氨装置2内嵌连接在烟道中，所述混合装置3和反应装置4置于烟道外部，所述加氨装置2的出口与所述混合装置3的入口连通，所述反应装置4的入口与所述混合装置3的出口连通；还包括置于烟道内部的加粉装置1，所述加粉装置1的出口与所述混合装置3的入口连通；所述加粉装置1的结构如图2所示，包括至少一组布散装置，所述布散装置包括雾状喷枪6和冲击喷枪7，所述雾状喷枪6垂直向下设置，所述冲击喷枪7设置于所述雾状喷枪6的正下方，所述雾状喷枪6和冲击喷枪7的喷头出口相对设置，并且，所述冲击喷枪7的喷头上方设置圆形凹槽状均布板9，所述均布板9与所述雾状喷枪6之间形成均布空腔。所述均布板9为不锈钢均布板，并通过V型支架8固定设置，所述布散装置为2组以上时，所述均布板9之间通过弹簧10连接，保证均布板9不变形。

[0024] 全套装置为分散性布置，并留有其他模块对接接口。所述加粉装置1为吸收装置特征，内嵌式；所述加氨装置2为分布形装置，内嵌式；所述混合装置3为外置型设备，特种气体装置；所述反应装置4为多模块联合装置，内嵌型。

[0025] 所述加粉装置1、加氨装置2为所述反应装置4的还原剂来源。在催化剂的作用下，原烟气得到脱硝还原反应；来自干扰源的不良气体在消石灰粉剂的阻碍下不能产生粘性硫酸盐；从而防止在催化剂表面形成屏蔽，造成催化剂中毒；本发明通过加粉装置1消除了催化剂运行时的严重的不利干扰，实现催化剂正常运行，防止流速根离子反应对催化剂的屏蔽，大大增加了催化剂反应接触面，提高了催化剂的脱硝效率；从而真正提高脱硝装置的低温段脱硝能力。

[0026] 本实施例中，所述加粉装置1为矩形耐高温不锈钢装置，其截面的中垂线垂直于所述烟道的中部，经流场计算，配套DCS控制柜运行；其工艺上游为制备和仓储装置；外接气密二相流流体。该装置根据烟气流量大小、流速高低；经计算后配置气、固两相流专用喷枪；本实施例中，所述雾状喷枪6内部为一次成型偏心螺旋结构，末端喷嘴处设置耐磨合金五维通道式叶片。所述冲击喷枪7内部为空心锥结构，末端喷嘴处设置耐磨合金三维通道式叶片，通过雾状喷枪6和冲击喷枪7的共同作用,能最大化的使粉粒弥漫式分散于烟道中。

[0027] 本实施例中，所述粉剂为消石灰粉，其粒径为5～8μm，粒径过大则不能及时反应或到达蜂窝内侧，粒径过小就不能从蜂窝内侧“飘”出；因此，该粉剂比传统技术简单碱料喷吹要科学的多；该粉剂为特制粉剂，通过消化器制备，仓储时需要控制时间、湿度。该粉剂制造标准为德标T40/T60，市场上完全能够买到。锅炉排放原烟气在加粉装置处注入符合规范的消石灰粉剂，成为一种弥漫式烟雾。

[0028] 所述加粉装置1还设置有分布装置、沉积吹扫装置及沉积物回收装置，用于回收沉积反应物。

[0029] 通过消化器制备的脱硝粉剂通过气力输送到仓储装置，通过气力输送至加粉装置,经烟气成分反馈信号传入模块的PLC控制中心，控制中心分析发出指令信号，指挥调节单元控制本装置运行；整个模块预先经流场分析，采用特种设计喷枪工艺，在烟道内设置均流模块装置，雾状喷枪6和冲击喷枪7科学配合，构成空间分散布局，在反馈信号指挥下科学加粉，并形成弥漫式粉团，弥漫在烟气空间，整个空间没有气泡化、节泡化、不均匀化；能够到达反应装置里催化剂的反面；而传统的加粉装置仅是简单吹送；其效果必然有很大不均匀性，而且根本就不能到达催化剂的反面。弥漫式粉团将烟气中的SO2和SO3吸收掉，从而防止粘性硫酸盐在催化剂表面形成屏蔽，消除了催化剂运行时严重的不利干扰，实现催化剂的正常运行。

[0030] 所述加氨装置2所述截面的中垂线垂直于所述烟道的中部，本发明的模块经流场计算，可由DCS远地操作运行。内设稀释风机，因为氨气为特种气体，该装置还兼有防暴功能；通过该装置，在仪表的监控下，氨气完全达到预设要求，而不发生分层、分团、断流。

[0031] 所述混合装置3紧靠装置4布置；设备生产时预设参数后无需操作。

[0032] 所述反应装置4为低温烟气脱硝主区域，采用矩形流场化设计，其截面的中垂线垂直于所述烟道的中部，其主要特征为顺层流场，经过流场电脑模拟计算，流速矢量夹角<10°；设备生产时预设参数后无需操作；本实施例中，所述反应装置4内设有3层催化剂模块
11，所述催化剂模块11为低温催化剂，采用V-Ti系列陶瓷均质材料，需要定制。在装置4中斜气流技术的带动下，相应沾附干扰源的微颗粒出现二次扬起现象，并能够从微孔中退出，锅炉原烟气经该区域后完成脱硝反应成为净烟气，并根据工艺要求经流场送至后面装置。

[0033] 另外，反应装置4可预设预留层，防止锅炉超长时间运行时的不便。

[0034] 利用上述低温脱硝装置脱硝的方法，包括以下步骤：

[0035] (1)通过消化器制备的粉剂通过气力输送到仓储装置，经烟气成分反馈信号传入模块的PLC控制中心，PLC控制中心分析发出信号，指挥调节单元控制本模块运行，整个模块经过流场分析，在PLC控制中心的指令下，向加粉装置2注入脱硝粉剂，在雾状喷枪6和冲击喷枪7的共同作用下，形成弥漫式粉剂团，在达到预设弥漫式粉剂团的浓度时，停止喷洒脱硝粉剂；在参数发生特征变化引起连锁动作后再开始喷射粉剂，如此周而复始；

[0036] (2)在稀释风机的作用下，加氨装置2产生的氨气达到预设浓度，与由步骤(1)中产生的弥漫式粉剂团在混合装置3中充分混合并顺次进入反应装置4；

[0037] (3)在反应装置4的催化剂模块11的作用下，发生脱硝还原反应。

[0038] 本发明通过消化器制备的吸收剂经过布散装置形成弥漫式粉团，弥漫在烟气空间，将烟气中的SO2和SO3吸收掉，从而防止粘性硫酸盐在催化剂表面形成屏蔽，消除了催化剂运行时严重的不利干扰，实现催化剂的正常运行；设置3层催化剂模块1，大大增加了催化剂的反应接触面和几率，提高了催化剂的脱硝效率，从而提高脱硝装置的低温脱硝能力，真正解决相关排放企业的后顾之忧。

[0039] 如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。