CN205995275U - 一种中低温烟气脱硝装置 - Google Patents

Abstract

一种中低温烟气脱硝装置，包括烟气加热器(2)、喷氨格栅装置(3)、SCR反应器(4)、均流器(5)、吹灰器(6)、催化剂层(7)和能量回收系统(8)；所述烟气加热器布置于SCR反应器前端入口烟道上，且烟气加热器通过旁路管道并联设置，正常情况下烟气加热器旁路管道切断、待处理中低温烟气从入口烟道通过直接管道进入喷氨格栅装置和SCR反应器实现脱硝反应；CR反应器的前端设有均流器、催化剂层，吹灰器布置于每层催化剂层的上部实现催化剂层的清灰；能量回收系统布置于SCR反应器出口。通过烟气加热器的间歇使用实现中低温烟气的脱硝，同时能够降低能耗节省运行成本。

Description

一种中低温烟气脱硝装置

技术领域

本实用新型涉及一种中低温烟气脱硝装置，尤其用于玻璃、水泥、焦化、钢铁等行业的中低温尾气的脱硝。

背景技术

随着我国经济和生活水平的日益提高，将会对环境给予越来越大的关注。由于NO_x会引起温室效应、臭氧层破坏及光化学烟雾等环境问题，故中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要中将氮氧化物减排列入了约束性指标。国家环保部《2009-2010年全国污染防治工作要点》的通知第九款中明确指出，“2015年年底前，现役机组全部完成脱硝改造”。国家环保部《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中规定，2004年以后新建锅炉氮氧化物排放标准执行100mg/Nm³的规定。目前NO_x的处理技术分为燃烧前控制技术、燃烧中控制技术和燃烧后控制技术，燃烧前控制技术研究较少；燃烧中控制技术即为低氮燃烧技术及其所应用所产生的低氮燃烧器(LNB)；燃烧后控制技术主要为选择性非催化还原(SNCR)和选择性催化还原(SCR)。

SCR脱硝技术由于其高的脱硝效率，成为国内外应用最为广泛的一种脱硝技术，迄今为止，全球的安装的装机总量超过90％。SCR的反应机理为在催化剂层的作用下，向反应器内喷入还原剂，在300-420℃的温度下其与NO_x发生选择性催化反应生成N₂和H₂O从而达到脱硝的目的。如温度低于硫酸铵盐的沉积温度(一般300℃以下)，产生的硫酸氢胺会在催化剂层表面堆积造成催化剂层的堵塞中毒，使脱硝反应无法正常进行。催化剂层硫酸氢胺中毒是一种可逆毒化，当烟气温度升高时(300℃以上)硫酸氢胺会分解，使催化剂层恢复正常使用。

由于电厂脱硝改造基本完成，钢铁厂、水泥厂、玻璃窑、焦化厂的NOx由于排放浓度较高，已成为国家关注的重点，但是由于以上几个行业的烟气经过余热锅炉后温度处于180-250℃，无法进行正常的SCR脱硝反应，可通过烟气再加热使温度升高至正常的温度窗口300-420℃，但能耗极大，运营成本极高。钢铁厂烧结机烟气、焦化厂尾气脱硝基本是空白；水泥窑也只是通过SNCR来粗率控制NOx；玻璃窑烟气在余热锅炉前进行脱硝，但是由于玻璃窑烟气含有大量碱金属，同时高温除尘的不稳定，造成催化剂层极易中毒，无法稳定运行；而目前研究较多的低温催化剂层一直没有进展，所以说研发出合适的脱硝技术迫在眉睫。

发明内容

本实用新型的发明目的是：为了解决目前钢铁厂、水泥厂、玻璃窑、焦化厂NOx治理的技术瓶颈，提出一种能够长期稳定运行的中低温烟气脱硝装置，能耗较烟气再加热工艺大大降低。

本实用新型的技术方案：中低温烟气脱硝装置，其特征是包括烟气加热器2、喷氨格栅装置3、SCR反应器4、均流器5、吹灰器6、催化剂层7和能量回收系统8；所述烟气加热器2布置于SCR反应器4前端入口烟道1上，且烟气加热器通过旁路管道并联设置，正常情况下烟气加热器旁路管道切断、待处理中低温烟气从入口烟道通过直接管道进入喷氨格栅装置3和SCR反应器4实现脱硝反应；CR反应器的前端设有均流器5、催化剂层7，均流器5布置于SCR反应器4的前端保证烟气经过催化剂层7前分布均匀；吹灰器6布置于每层催化剂层7的上部实现催化剂层的清灰；能量回收系统8布置于SCR反应器出口，以实现脱硝处理后的中低温烟气的余热回收，并最终经出口烟道9流入下游设备。

正常情况下烟气加热器旁路管道切断、待处理中低温烟气从入口烟道通过直接管道进入喷氨格栅装置3和SCR反应器4实现脱硝反应；当催化剂层出现铵盐中毒毒化时，关闭直接管道，而开通旁路管道使待处理中低温烟气流从入口烟道经烟气加热器升温，再进入喷氨格栅装置3和SCR反应器4实现脱硝反应；

进一步，SCR反应器的前端设有均流器5、催化剂层7，吹灰器6的喷口设置在对准催化剂层。

均流器5布置于SCR反应器4的上部从而保证烟气经过催化剂层7前分布均匀；吹灰器6布置于每层催化剂层7的上部以实现催化剂层的清灰；能量回收系统8布置于SCR反应器出口，以实现脱硝处理后的中低温烟气的余热回收，并最终经出口烟道9流入下游设备。均流器可采用波纹板结构。

所述的中低温烟气的温度范围为180-300℃；

所述的烟气加热器加热中低温烟气后的合适温度为300-420℃；

所述的烟气加热器为电加热器和蒸汽加热器等；

所述的吹灰器为蒸汽吹灰器、声波吹灰器、激波吹灰器等；

所述的催化剂层的活性组分为V2O5，布置层数根据需要可布置1层、两层、三层甚至更多；

所述的能量回收系统为余热锅炉、换热器等。

本实用新型有益效果：本实用新型的设计通过烟气加热器的间歇使用实现中低温烟气的脱硝，并保证长期稳定运行，同时能够降低能耗节省运行成本，从而解决目前钢铁厂、水泥厂、玻璃窑、焦化厂中低温烟气NOx治理的技术瓶颈。

上述实施例仅仅是对本实用新型的举例说明，但本实用新型的技术特征并不限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内做出的任何改动和修饰皆涵盖在本实用新型的专利保护范围之内。

附图说明

图1是本实用新型的工艺示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

以钢铁行业烧结机烟气脱硝为例做说明，图1是本新工艺装置的结构示意图，如图所示，该系统主要包括烟气加热器2、喷氨格栅装置3、SCR反应器4、均流器5、吹灰器6、催化剂层7和能量回收系统8。正常状况下中温段(180-250℃)的烧结机烟气直接通过旁路进入入口烟道1与喷氨格栅装置3喷入的氨气混合，并随后流入SCR反应器4实现脱硝反应；一段时间后当催化剂层7表面出现硫酸氢胺堵塞中毒时，切换烟气流向，使烟气在进入SCR反应器4前先经过烟气加热器2加热至合适温度(300-420℃)，从而在连续脱硝的同时实现催化剂层7的再生；SCR反应器4入口段布置均流器5从而保证烟气在经过催化剂层7时混合均匀；每层催化剂层7上部布置合适数量的吹灰器6从而保证催化剂层7不积灰；SCR反应器4出口布置能量回收系统8从而实现烟气的余热回收，回收热量的烟气最终通过出口烟道9流入下游设备。利用硫酸氢胺中毒的可逆化原理，通过烟气加热器2的间歇使用实现烧结机中低温烟气的脱硝，并保证长期稳定运行；能耗较烟气再加热工艺大大降低。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.中低温烟气脱硝装置，其特征是，包括烟气加热器(2)、喷氨格栅装置(3)、SCR反应器(4)、均流器(5)、吹灰器(6)、催化剂层(7)和能量回收系统(8)；所述烟气加热器(2)布置于SCR反应器(4)前端入口烟道(1)上，且烟气加热器通过旁路管道并联设置，正常情况下烟气加热器旁路管道切断、待处理中低温烟气从入口烟道通过直接管道进入喷氨格栅装置(3)和SCR反应器(4)实现脱硝反应；CR反应器的前端设有均流器(5)、催化剂层，均流器布置于SCR反应器的前端保证烟气经过催化剂层(7)前分布均匀；吹灰器(6)布置于每层催化剂层7的上部实现催化剂层的清灰；能量回收系统(8)布置于SCR反应器出口，以实现脱硝处理后的中低温烟气的余热回收，并最终经出口烟道(9)流入下游设备。

2.根据权利要求1所述的中低温烟气脱硝装置，其特征是，所述的烟气加热器为电加热器或蒸汽加热器。

3.根据权利要求1所述的中低温烟气脱硝装置，其特征是，所述的吹灰器为蒸汽吹灰器、声波吹灰器或激波吹灰器。

4.根据权利要求1所述的中低温烟气脱硝装置，其特征是，所述的催化剂层1层至5层。

5.根据权利要求1所述的中低温烟气脱硝装置，其特征是，所述的能量回收系统为余热锅炉或换热器。