一種輕質顆粒催化劑沸騰床脫硝反應器的製作方法

2023-05-27 00:53:56 1

專利名稱：一種輕質顆粒催化劑沸騰床脫硝反應器的製作方法
技術領域：
本發明屬於建築材料工業設備技術領域，涉及一種水泥廠沸騰床煙氣脫硝反應器 的結構設計。
背景技術：
水泥生產產生的NOx氮氧化物包括一氧化氮N0，二氧化氮NO2和一氧化二氮 N2o(笑氣)等，對農業、林業、全球氣候、自然環境及人類身體健康都具有極大的危害。新型 幹法水泥窯NOx排放係數為1. 5-1. 8kg/t-熟料。據估算，2009排放NOx約200萬噸。北京 市自2008年起，水泥生產線NOx允許排放濃度不得超過500mg/Nm3，且實行總量收費。國內外對煙氣脫硝也進行了大量的研究，目前主要的脫硝技術有空氣分級燃燒、 燃料分級燃燒、SNCR、SCR、等離子法、生化法、吸附法等，在工業中投入使用的主要是前幾種 方法。SCR法脫硝在煤電行業中使用，其大多運用直立式催化反應器，也有固定式反應 器、水平式反應器、筒形反應器等。由於水泥廠煙氣粉塵大，並且粘性大。易導致催化劑層 堵塞，增加反應器壓降；並且由於粉塵中的K、Na、Ca等導致催化劑中毒，影響催化劑的使用 效果，並使其使用成本提高。在水泥窯上尾氣脫硝方面直接使用有一定的工藝難度。

發明內容
由於水泥廠煙氣中含有大量的粉塵，傳統的脫硝反應催化劑容易吸附粉塵，造成 催化劑中毒或失效，反應器中容易積灰，針對此問題，開發了一種水泥窯粉塵的沸騰床催化 反應器，其以不粘附水泥窯粉塵的輕質顆粒為催化劑，煙氣在通過反應器時可以調整氣體 流速而與輕質顆粒形成沸騰床結構，使煙氣有較好的脫硝效率，且由於氣體的流動狀態反 應器不會產生積灰。本發明採用如下技術方案—種輕質顆粒催化劑沸騰床脫硝反應器，包括煙道1、錐體2、筒體3，其特徵在於 位於反應器底部的煙道1與縮口 4相連，縮口 4又與筒體3相連，最後筒體3又與位於反應 器頂部的煙道1相連；縮口 4分別通過錐體2與上下部件相連，縮口 4上設置有法蘭6 ；筒 體中等距離設置多道用於放置輕質顆粒催化劑的多孔板5，在筒體布置於多空板位置上下 相錯對稱布置的催化劑加料口 8和催化劑卸料口 7 ；位於反應器頂部的煙道1內設置有單 向閥9。所述的多空板5為多孔陶瓷板。所述的縮口 6的直徑小於煙道1和筒體3的直徑。所述的反應器有雙層結構，內部為保溫層，外部為鋼質結構層。本發明可以取得如下有益效果催化劑為不容易粘附水泥窯尾氣粉塵的輕質顆粒層，採取待脫硝尾氣和氨氣混合 氣體由下而上的流向使輕質顆粒懸浮，增加混合氣體和催化劑的反應效率；同時煙氣由下而上通過反應器，通過對縮口 4的布置，可以調節氣體流速，對於氣體流速不穩定時，便於 催化劑沸騰床的形成，且適應不同大小的催化劑顆粒，在催化劑調整催化劑時，該結構仍具 有使用性能。在法蘭6和催化劑窗口 7、8的設置，可以方便氣體流速的檢測和催化劑布置 量的確定和催化劑的更換。與模塊化催化劑相比，採用流動式的催化劑壓力損失小，而且催 化劑顆粒不會粘附粉塵而降低活性或中毒失效。


圖1沸騰床脫硝反應器總體結構正視圖；圖2沸騰床脫硝反應器結構後視圖；圖3沸騰床脫硝反應器結構側面局部剖面圖；圖4脫硝反應器催化劑層剖面中1、煙道，2、錐體，3、筒體，4、縮口，5、多孔板，6、法蘭，7、催化劑卸料口，8、催 化劑加料口，9、單向閥。
具體實施例方式根據圖1、圖2和圖3，圖4，反應器中氣體由下而上通過，與輕質顆粒形成沸騰床 狀態，不會產生積灰或催化劑吸附粉塵而失效，其結構主要有煙道1、錐體2、筒體3等焊接 組成。在反應器低端為入口煙道1，在煙氣進入筒體前，先經過縮口 4，縮口 4與煙道1水平 成30° ；氣體出縮口的管口有多孔板5 ；筒體內設置多道多孔板5 ；在縮口 4部分設置一個 法蘭6 ；與縮口 4上端連接的是錐體3，錐體3地面與水平面75°，上部直徑大於下部直徑； 筒體3部分催化劑段等距離、上下相錯開兩窗口 催化劑加料口 8、催化劑卸料口 7 ；煙氣由 反應器頂端的出口煙道1排出，出口錐體2與水平面成75 ° ；出口煙道直徑與錐體上面直 徑相等；在出口煙道內設置單向閥9。煙氣和輕質催化劑顆粒在各多孔板之間形成沸騰床， 可以防止粉塵對催化劑顆粒的吸附或產生積灰，以提高煙氣脫硝效率。反應器有雙層結構 組成，內層為保溫層，外層為鋼質結構層。
權利要求
1.一種輕質顆粒催化劑沸騰床脫硝反應器，包括煙道(1)、錐體O)、筒體(3)，其特徵 在於位於反應器底部的煙道(1)與縮口(6)相連，縮口(6)又與筒體(3)相連，最後筒體 (3)又與位於反應器頂部的煙道⑴相連；縮口(6)分別通過錐體(2)與上下部件相連，縮 口(6)上設置有法蘭(6)；筒體中等距離設置多道用於放置輕質顆粒催化劑的多孔板(5)， 在筒體布置於多孔板位置上下相錯對稱布置的催化劑加料口(8)和催化劑卸料口(7)；位 於反應器頂部的煙道(1)內設置有單向閥(9)。
2.根據權利要求1所述的一種輕質顆粒催化劑沸騰床脫硝反應器，其特徵在於所述 的縮口(6)的直徑小於煙道⑴和筒體(3)的直徑。
3.根據權利要求1所述的一種輕質顆粒催化劑沸騰床脫硝反應器，其特徵在於所述 的多孔板(5)為多孔陶瓷板。
4.根據權利要求1所述的一種輕質顆粒催化劑沸騰床脫硝反應器，其特徵在於所述 的反應器有雙層結構，內部為保溫層，外部為鋼質結構層。
全文摘要
本發明公開了一種輕質顆粒催化劑沸騰床脫硝反應器，屬於建築材料工業設備技術領域。本反應器採用變徑結構，以利於氣體調節流速，其結構主要有氣體煙道(1)、錐體(2)、筒體(3)等組成。尾氣和煙氣混合氣體的入口處設置縮口(4)段。其內部的催化單元多層顆粒催化沸騰床以多孔陶瓷板為墊板(5)，每層兩側等距離上下相錯布置顆粒狀催化劑更換孔催化劑卸料口(7)和催化劑加料口(8)。該反應器可以方便氣體流速的檢測和催化劑布置量的確定和催化劑的更換。與模塊化催化劑相比，採用流動式的催化劑壓力損失小，而且催化劑顆粒不會粘附粉塵而降低活性或中毒失效。
文檔編號B01D53/56GK102068906SQ20101059700
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月10日 優先權日2010年12月10日
發明者嚴建華, 蘭明章, 劉慶禕, 崔素萍, 杜鑫, 王亞麗, 秦魏, 郭紅霞 申請人:北京工業大學