低溫自換熱式SCR脫硝反應塔的製作方法

2023-09-18 06:17:00

本實用新型涉及一種低溫自換熱式SCR脫硝反應塔，屬於煙氣處理淨化技術領域。

背景技術：

低溫脫硝是目前國內廢氣治理領域的一個難題。一方面，低溫會大大降低SCR脫硝反應器催化劑的反應效率，使得性能低下。另一方面，低溫環境中由於煙氣中硫的存在，會與脫硝用的氨反應生成硫酸氨鹽，進而堵塞催化劑，造成催化劑中毒。而很多工業領域，比如垃圾焚燒爐的煙氣處理，一般在鍋爐出口接半乾法脫硫加布袋除塵的工藝，布袋出口煙氣溫度一般在180℃以下，不適合使用SCR法脫硝。

針對這種情況，現有低溫脫硝處理設備為對煙氣加熱提高溫度，通過氣氣換熱器將SCR脫硝塔出口的煙氣與進口煙氣進行換熱，將部分回收能量。但這種設備存在以下問題，

1、氣氣換熱器價格昂貴，結構複雜，不僅大大增加一次性投資的成本，而且也增加了日後維護保養的難度。

2、當煙氣離開脫硝塔，進入氣氣換熱器，這個過程中已經產生了一定的溫降，減小了氣氣換熱器換熱管的溫差，從而降低能量回收效率。

3、由於脫硝塔進出口的高度差，氣氣換熱器難以布置在合適位置，並且也增加了佔地，增加了設備布置的難度，在很多工程項目，特別是舊設備改造項目中，均有用地緊張的困難，使得氣氣換熱器的布置成為一個嚴重的問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種結構合理，能充分回收和利用脫硝反應的煙氣熱能，便於現有設備改造，提高入口煙氣的溫度及脫硝反應效率，節省能源的低溫自換熱式SCR脫硝反應塔。

本實用新型為達到上述目的的技術方案是：一種低溫自換熱式SCR脫硝反應塔，其特徵在於：包括脫硝塔和混流煙道，所述脫硝塔在中下部設有對淨化後的煙氣進行降溫的盤管換熱器，盤管換熱器上部間隔設有多個用於對煙氣進行脫硝處理的催化劑，脫硝塔的煙氣進口與盤管換熱器的進氣口連接相通，脫硝塔底部的煙氣出口位於盤管換熱器下部；所述的混流煙道底部的進氣口與盤管換熱器的出氣口連接相通、頂部的出氣口與脫硝塔頂部連接相通，混流煙道內設有用於對未淨化煙氣進行加熱的加熱器和位於加熱器上部用於對向對未淨化煙氣噴撒氨氣的噴氨格柵。

本實用新型採用脫硝塔和混流煙道，而脫硝塔上設有煙氣進口和煙氣出口，而盤管換熱器設置在脫硝塔的中下部，需淨化的低溫煙氣通過煙道送入脫硝塔內的盤管換熱器內，與通過脫硝之後從上到下的高溫煙氣進行充分換熱，一方面降低出口淨化煙氣的溫度，同時回收熱量，提高入口未淨化煙氣的溫度，從而大大降低加熱器所需的能耗，相比直熱式低溫脫硝工藝能耗達50％以上。本實用新型將加熱器和噴氨格柵設置在混流煙道內，而混流煙道設置在脫硝塔一側，不會受脫硝塔進出口的高度的影響，由於加熱器和噴氨格柵設置在混流煙道，方便安裝加熱器，而且也便於現有設備改造項目。本實用新型將換熱之後的未淨化煙氣在混流煙道內進行加熱，保證煙氣溫度至反應以及維持系統穩定運行所需的溫度，並通過混流煙管上部的噴氨格柵，向未淨化煙氣均勻的噴射氨氣作為反應劑，並通過格柵板使氨氣與煙氣充分混合，在高溫煙氣通過脫硝塔的多層催化劑時，使高溫煙氣中的氮氧化物在催化劑的作用下與氨氣反應，分解成氮氣和水從而去除，使煙氣得以淨化，再通過盤管換熱器區域降溫後排出，處理後的排放物為N2、CO2等無害氣體，無二次汙染。本實用新型的低溫自換熱式SCR脫硝反應塔，煙氣通過混流煙道內的加熱器加熱能保證反應溫度，不會造成催化劑的中毒，處理效率高，脫硝效率可達90％以上。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型的實施例作進一步的詳細描述。

圖1是本實用新型低溫自換熱式SCR脫硝反應塔的結構示意圖。

其中：1—脫硝塔，1-1—煙氣出口，2—盤管換熱器，3—催化劑，4—過渡室，5—噴氨格柵，6—混流煙道，7—加熱器，8—煙道，9—漸收接頭，10—漸擴接頭。

具體實施方式

見圖1所示，本實用新型低溫自換熱式SCR脫硝反應塔，包括脫硝塔1和混流煙道6。見圖1所示，脫硝塔1在中下部設有對淨化後的煙氣進行降溫的盤管換熱器2，盤管換熱器2上部間隔設有多個用於對煙氣進行脫硝處理的催化劑3，脫硝塔1的煙氣進口與盤管換熱器2的進氣口連接相通，脫硝塔1底部的煙氣出口1-1位於盤管換熱器2下部，將未淨化的低溫煙氣通過盤管換熱器2而與脫硝塔1內部經過脫硝之後的高溫煙氣進行換熱，不僅能降低淨化後出口煙氣的溫度，並能充分利用熱量，提高未淨化入口煙氣的溫度，以降低加熱器7所需的能耗，通過脫硝塔1上的多層催化劑3，對高溫煙氣中的氮氧化物進行脫硝反應分解成氮氣和水，使煙氣得以淨化。

見圖1所示，本實用新型混流煙道6底部的進氣口與盤管換熱器2的出氣口連接相通、頂部的出氣口與脫硝塔1頂部連接相通，混流煙道6內設有用於對未淨化煙氣進行加熱的加熱器7和位於加熱器7上部用於對向對未淨化煙氣噴撒氨氣的噴氨格柵5，該加熱器7可採用天然氣燃燒加熱器或其它結構的加熱器，通過加熱器7對換熱後的未淨化煙氣進行加熱至其反應溫度，而噴氨格柵5向煙氣內均勻的噴射氨氣並作為反應劑，通過格柵使氨氣與未淨化煙氣能均勻混合，而進入脫硝塔1的上部。本實用新型為使氨氣與煙氣能能更進一步混合，脫硝塔1頂部與混流煙道6頂部通過過渡室4連接，且過渡室4位於脫硝塔1的後上部設有導流斜面，通過過渡室4以及導流斜面，將煙氣和氨氣引導至脫硝塔1內進行脫硝反應。

本實用新型脫硝塔1在位於各催化劑3的上側或下側設有吹灰機構，通過吹灰機構對催化劑3定期吹掃，使催化劑3保持活性，而保證脫硝效率。

見圖1所示，本實用新型煙道8通過漸擴接頭10與盤管換熱器2的進氣口連接，盤管換熱器2的出氣口通過漸收接頭9與混流煙道6連接，以減少煙氣在盤管換熱器2阻力。

採用本實用新型的低溫自換熱式SCR脫硝反應塔，對煙氣量77000Nm3/h，採用前置半乾法脫硫，脫硫後布袋除塵器出口溫度180℃，NOx含量400mg/Nm3，SO2含量小於5mg/Nm3的煙氣進行處理。見圖1所示，將煙氣從煙道8通入該脫硝塔1下部的盤管換熱器2內被加熱至210℃，換熱後的煙氣進入混流煙道6內，然後在天然氣燃燒加熱器加熱煙氣至240℃，加熱後的煙氣通過噴氨格柵5與氨氣混合併進入脫硝塔1內，使煙氣、氨氣通過催化劑3進行脫硝反應，煙氣反應後保持240℃進入盤管換熱器2區域，與入口冷煙氣換熱，脫硝後的淨化煙氣作為熱源通過盤管換熱器2進行換熱後降至210℃，從煙氣出口1-1而排放，經處理後NOx排放濃度降低至200mg/Nm3，達到環保標準。

採用本實用新型的低溫自換熱式SCR脫硝反應塔，對煙氣量60000Nm3/h、採用後置溼法脫硫，前置高溫靜電除塵器除塵後煙氣溫度240℃，NOx含量800mg/Nm3，SO2含量500mg/Nm3的含硫煙氣進行處理。見圖1所示，將煙氣從煙道8通入該脫硝塔1下部的盤管換熱器2內被加熱至270℃，換熱後的煙氣進入混流煙道6內，然後在天然氣燃燒加熱器加熱煙氣至300℃，加熱後的煙氣通過噴氨格柵5與氨氣混合併進入脫硝塔1內，使煙氣、氨氣通過催化劑3進行脫硝反應，煙氣反應後保持300℃進入盤管換熱器2區域，與入口冷煙氣換熱，脫硝後的淨化煙氣作為熱源通過盤管換熱器2進行換熱後降至270℃，從煙氣出口1-1排放，處理後NOx排放濃度降低至200mg/Nm3，達到環保標準。