一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的scr脫硝系統的製作方法
2023-06-25 10:33:06 2
一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的scr脫硝系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，包括主煙道、設於所述主煙道上的環抱式噴氨格柵裝置、與該環抱式噴氨格柵裝置連接的直通式氨空混合器以及與所述主煙道的輸出端連接的臥式SCR反應器。經過本發明SCR脫硝系統處理後的NOx排放濃度為25-30mg/Nm3（O2含量為8%，幹基），大大低於國家對於排放煙氣中氮氧化物濃度規定的標準100mg/Nm3（O2含量為8%，幹基）。
【專利說明】—種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於化工設備領域，涉及一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統。【背景技術】
[0002]目前，SCR脫硝系統用於電力行業、鋼鐵行業及水泥行業居多，這些行業中尾氣量都比較大，粉塵濃度高，氮氧化物濃度較高，需要的氨氣的量也比較大，所以SCR脫硝系統一般反應器是立式布置的，選取孔隙較大的板式催化劑，也不需要出入喇叭口設計，阻力雖大但也基本能滿足工藝要求；而且噴氨裝置是一管直通式的噴氨裝置，雖氨氣與尾氣混合不均勻，但是耗氨量非常大的情況下，也基本能達到工藝的要求；氨空混合器一般採用導流筒體式，空氣與氨氣稍微混合在一起，就能滿足工藝要求。
[0003]隨著國家對環保的要求越來越嚴，石化或化工行業的中丙烯腈裝置尾氣SCR脫硝技術受到國家和企業的一致重視，而石化或化工行業中丙烯腈裝置尾氣SCR脫硝系統用於尾氣量不大，但氮氧化物濃度不高，但是又超出環保排放要求，需要氨氣的量不大的的尾氣處理中，立式SCR反應器(孔隙較大的板式催化劑、內件無導流設計)及一管直通式噴氨裝置，以及導流筒體式氨空混合器，已經不能滿足石化或化工行業尾氣SCR脫硝技術的要求。
[0004]另外由於設備製作和施工精度不夠等各種原因，立式SCR反應器和一管直通式噴氨裝置無法做到NOX與氨氣混合均勻的進入催化劑中充分反應來脫除氮氧化物，耗氨量也比較大，而且導流筒體式的氨空混合器所耗的空氣量也非常大，這樣也就無法徹底的脫除NOx，從而無法達到國家的環保排放要求。
【發明內容】
[0005]本發明的目的，就是為了解決上述問題而提供了一種適用石化或化工行業丙烯腈裝置尾氣SCR脫硝處理，使尾氣中NOx與氨氣均勻混合併在進入催化劑中混合均勻充分反應的SCR脫硝系統。
[0006]本發明的目的是這樣實現的:
[0007]本發明的一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，包括主煙道、設於所述主煙道上的環抱式噴氨格柵裝置、與該環抱式噴氨格柵裝置連接的直通式氨空混合器以及與所述主煙道的輸出端連接的臥式SCR反應器，其中:
[0008]所述環抱式噴氨格柵裝置包括套設於所述主煙道外的環狀輸送管，所述環狀輸送管的周向均布有若干噴氨支管，所述噴氨支管均沿所述主煙道的軸線方向延伸設置，且所述噴氨支管的一端與所述環狀輸送管連通，另一端與所述主煙道連通，所述噴氨支管與所述主煙道軸線的夾角為45°，所述環狀輸送管還設有一與其連通的氨空混合氣管；
[0009]所述直通式氨空混合器包括殼體和氨氣噴管，所述殼體由空氣入口段、混合器主體和混合器出口段依次焊接而成，所述氨氣噴管焊接在所述混合器主體上且靠近空氣入口段處，所述混合器主體內壁的左、右兩側依次錯位間隔固接有五塊內擋板，所述內擋板與穿過所述混合器主體軸心線的豎直面的夾角均為60°，且所述內擋板沿所述混合器主體軸向的投影形狀為半圓形，所述混合器出口段的輸出端通過管道與所述環抱式噴氨格柵裝置的氨空混合氣管連接；
[0010]所述臥式SCR反應器包括橫臥設置的反應器殼體和催化劑模塊，所述反應器殼體包括依次連接的進口喇叭口、催化劑殼體和出口喇叭口，所述催化劑模塊設於所述催化劑殼體內，所述催化劑模塊包括呈立方柱形狀的催化劑框架以及均布於所述催化劑框架內且水平設置的若干呈柱狀的蜂窩狀催化劑單元，所述催化劑框架的橫截面為正方形，所述蜂窩狀催化劑單元的橫截面為長方形，所述催化劑框架進口端面的左、右側和上側與所述催化劑殼體內壁之間設有若干並列排布且相鄰之間設有間隙的進口導流封板，所述催化劑框架出口端面的左、右側和上側與所述催化劑殼體內壁之間設有若干並列排布且相鄰之間設有間隙的出口導流封板，所述進口喇叭口的輸入端與所述主煙道的輸出端連接。
[0011]上述的一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，其中，所述環抱式噴氨格柵裝置還包括將所述環狀輸送管固定於所述主煙道上的若干根沿徑向設置的支撐管，所述支撐管一端固定於所述主煙道的外壁上，另一端固定於所述環狀輸送管的內周面上。
[0012]上述的一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，其中，所述噴氨支管的數量為十根，所述支撐管與所述噴氨支管在所述環狀輸送管的周向上呈交叉分布。
[0013]上述的一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，其中，位於同側內擋板的安裝距離是位於異側內擋板安裝距離的兩倍，位於異側內擋板的安裝距離為200-500mm。
[0014]上述的一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，其中，所述催化劑模塊橫向設有兩個蜂窩狀催化劑單元，豎向設有四個蜂窩狀催化劑單元。
[0015]上述的一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，其中，所述進口導流封板和出口導流封板均為摺疊板結構，包括依次連接的殼體固定部、彎折部和框架固定部，所述殼體固定部固定於所述催化劑殼體的內壁上，所述框架固定部固定於所述催化劑框架上，所述彎折部與所述催化劑殼體內壁之間的夾角為26度。
[0016]上述的一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，其中，所述相鄰進口導流封板之間的間隙為10mm，所述相鄰出口導流封板之間的間隙為10mm。
[0017]上述的一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，其中，所述催化劑殼體的頂面上設有一檢修人孔。
[0018]經過本發明SCR脫硝系統處理後的NOx排放濃度為25-30mg/Nm3 (O2含量為8%，幹基)，大大低於國家對於排放煙氣中的氮氧化物濃度規定的標準100mg/Nm3(02含量為8%，幹基)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明的結構示意圖；
[0020]圖2是本發明中環抱式噴氨格柵裝置的結構示意圖；
[0021]圖3是沿圖2中A-A方向的示意圖；
[0022]圖4是本發明中直通式氨空混合器的結構示意圖；
[0023]圖5是圖4的俯視圖；
[0024]圖6是本發明中臥式SCR反應器的結構示意圖；
[0025]圖7是本發明中催化劑模塊的結構示意圖；[0026]圖8是圖6中B處的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0027]下面將結合附圖，對本發明作進一步說明。
[0028]請參閱圖1，圖中示出了本發明用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，包括主煙道1、設於主煙道I上的環抱式噴氨格柵裝置2、與該環抱式噴氨格柵裝置2連接的直通式氨空混合器3以及與主煙道I的輸出端連接的臥式SCR反應器4。
[0029]請參閱圖2和圖3，圖中示出了本發明中的環抱式噴氨格柵裝置2，包括套設於主煙道I外的環狀輸送管22，環狀輸送管22的周向均布有十根噴氨支管23，噴氨支管23均沿主煙道I的軸線方向延伸設置，且噴氨支管23的一端與環狀輸送管22連通，另一端與主煙道I連通，噴氨支管23與主煙道I軸線的夾角α為45°。
[0030]環抱式噴氨格柵裝置2還包括將環狀輸送管22固定於主煙道I上的九根沿徑向設置的支撐管24，支撐管24 —端固定於主煙道I的外壁上，另一端固定於環狀輸送管22的內周面上，支撐管24與噴氨支管23在環狀輸送管22的周向上呈交錯分布，位於最底部的兩根相鄰的噴氨支管23之間環狀輸送管22上設有與其連通的氨空混合氣管21，而無支撐管24。
[0031]環抱式噴氨格柵裝置2採用不鏽鋼304製成，無論對通過的氨空混合氣與尾氣都有抗腐蝕作用。
[0032]環抱式噴氨格柵裝置2中環狀均勻布置的十根噴氨支管23能使氨空混合氣均勻噴入主煙道1，同時，噴氨支管23入主煙道I的噴射角度為45°C，噴射方向順著尾氣方向，氨空混合氣噴射的衝擊力度較強，阻力小，耗氨量也小很多，使尾氣中NOx與氨氣混合充分並均勻，很好的解決了石化和化工等行業中SCR脫硝系統中一管直通式噴氨裝置後尾氣氮氧化物NOx與氨氣無法混合均勻的問題。
[0033]請參閱圖4和圖5，圖中示出了本發明中的直通式氨空混合器3，包括殼體和氨氣噴管34，殼體由空氣入口段31、混合器主體32和混合器出口段33依次焊接而成，氨氣噴管34焊接在混合器主體32上且靠近空氣入口段31處，混合器主體32內壁的左、右兩側依次錯位間隔固接有五塊內擋板35，內擋板35與穿過混合器主體32軸心線的豎直面的夾角β均為60°，且內擋板35沿混合器主體32軸向的投影形狀為半圓形，混合器出口段33的輸出端通過管道與環抱式噴氨格柵裝置2的氨空混合氣管21連接。
[0034]位於同側內擋板35的安裝距離是位於異側內擋板35安裝距離的兩倍，位於異側內擋板的安裝距離為200-500mm,優選300mm。
[0035]五塊內擋板35左、右交替均勻布置能使氨氣與空氣混合更均勻，同時，本發明中內擋板35與氣流方向成60°夾角，氣流的衝擊力度較強，易混合，阻力小，耗氨量也小很多。
[0036]相對於傳統的導流筒體式氨空混合器，本發明中的直通式氨空混合器3適用石化或化工行業尾氣SCR脫硝處理，並通過CFD (分析軟體)模擬分析後，確認空氣與氨氣混合較充分均勻，具有氨氣空氣進入均勻，混合充分，安裝方便精確，強度高，阻力小等優點。
[0037]請參閱圖6和圖7，圖中示出了本發明中的臥式SCR反應器4，包括橫臥設置的反應器殼體和催化劑模塊44，反應器殼體包括依次連接的進口喇叭口 41、催化劑殼體43和出口喇叭口 46，催化劑模塊44設於催化劑殼體43內，催化劑模塊44包括呈立方柱形狀的催化劑框架441以及均布於催化劑框架441內且水平設置的若干呈柱狀的蜂窩狀催化劑單元442，催化劑框架441的橫截面為正方形，蜂窩狀催化劑單元442的橫截面為長方形，催化劑框架441靠近進口喇叭口 41處的進口端面的左、右側和上側與催化劑殼體43內壁之間設有若干並列排布且相鄰之間設有間隙的進口導流封板42，催化劑框架441靠近出口喇叭口46的出口端面的左、右側和上側與催化劑殼體43內壁之間設有若干並列排布且相鄰之間設有間隙的出口導流封板45，催化劑模塊44內蜂窩狀催化劑單元442的排布為2X4，即橫向設有兩個蜂窩狀催化劑單元442，豎向設有四個蜂窩狀催化劑單元442，催化劑殼體43的頂面上設有一檢修人孔47，進口喇叭口 41的輸入端與主煙道I的輸出端連接。
[0038]請參閱圖8，進口導流封板42和出口導流封板45均為摺疊板結構，包括依次連接的殼體固定部421、彎折部422和框架固定部423，殼體固定部421固定於催化劑殼體43的內壁上，框架固定部423固定於催化劑框架4上，彎折部422與催化劑殼體21內壁之間的夾角Y為26度，相鄰進口導流封板42之間的間隙為10mm，相鄰出口導流封板45之間的間隙為10mm。
[0039]進口喇叭口 41、出口喇叭口 46以及進、出口導流封板42、45的設計，有一定的導流作用，使NOx與氨氣混合氣體能均勻導入催化劑模塊44中，選用的孔隙較小的蜂窩狀催化齊U，模塊橫向排列，從而達到尾氣中的氮氧化物與氨氣均勻進入催化劑中並充分反應，NOx排放濃度達到國家環保要求。頂部設置了檢修人孔47，設備檢修及催化劑的更換都較為方便。
[0040]丙烯腈尾氣經過尾氣換熱器回收餘熱後再進入本發明SCR脫硝系統，通過環抱式噴氨格柵裝置2和直通式氨空混合器3，以及臥式SCR反應器4對尾氣進行聯合脫硝處理，使尾氣中NOx含量降至100mg/Nm3(幹基，8%02)以下，經過脫硝處理後的尾氣排入煙囪。
[0041]以上實施例僅供說明本發明之用，而非對本發明的限制，有關【技術領域】的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬於本發明的範疇，應由各權利要求所限定。
【權利要求】
1.一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，其特徵在於，它包括主煙道、設於所述主煙道上的環抱式噴氨格柵裝置、與該環抱式噴氨格柵裝置連接的直通式氨空混合器以及與所述主煙道的輸出端連接的臥式SCR反應器，其中: 所述環抱式噴氨格柵裝置包括套設於所述主煙道外的環狀輸送管，所述環狀輸送管的周向均布有若干噴氨支管，所述噴氨支管均沿所述主煙道的軸線方向延伸設置，且所述噴氨支管的一端與所述環狀輸送管連 通，另一端與所述主煙道連通，所述噴氨支管與所述主煙道軸線的夾角為45°，所述環狀輸送管還設有一與其連通的氨空混合氣管； 所述直通式氨空混合器包括殼體和氨氣噴管，所述殼體由空氣入口段、混合器主體和混合器出口段依次焊接而成，所述氨氣噴管焊接在所述混合器主體上且靠近空氣入口段處，所述混合器主體內壁的左、右兩側依次錯位間隔固接有五塊內擋板，所述內擋板與穿過所述混合器主體軸心線的豎直面的夾角均為60°，且所述內擋板沿所述混合器主體軸向的投影形狀為半圓形，所述混合器出口段的輸出端通過管道與所述環抱式噴氨格柵裝置的氨空混合氣管連接； 所述臥式SCR反應器包括橫臥設置的反應器殼體和催化劑模塊，所述反應器殼體包括依次連接的進口喇叭口、催化劑殼體和出口喇叭口，所述催化劑模塊設於所述催化劑殼體內，所述催化劑模塊包括呈立方柱形狀的催化劑框架以及均布於所述催化劑框架內且水平設置的若干呈柱狀的蜂窩狀催化劑單元，所述催化劑框架的橫截面為正方形，所述蜂窩狀催化劑單元的橫截面為長方形，所述催化劑框架進口端面的左、右側和上側與所述催化劑殼體內壁之間設有若干並列排布且相鄰之間設有間隙的進口導流封板，所述催化劑框架出口端面的左、右側和上側與所述催化劑殼體內壁之間設有若干並列排布且相鄰之間設有間隙的出口導流封板，所述進口喇叭口的輸入端與所述主煙道的輸出端連接。
2.如權利要求1所述的一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，其特徵在於，所述環抱式噴氨格柵裝置還包括將所述環狀輸送管固定於所述主煙道上的若干根沿徑向設置的支撐管，所述支撐管一端固定於所述主煙道的外壁上，另一端固定於所述環狀輸送管的內周面上。
3.如權利要求1所述的一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，其特徵在於，所述噴氨支管的數量為十根，所述支撐管與所述噴氨支管在所述環狀輸送管的周向上呈交叉分布。
4.如權利要求1所述的一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，其特徵在於，位於同側內擋板的安裝距離是位於異側內擋板安裝距離的兩倍，位於異側內擋板的安裝距離為 200-500mm。
5.如權利要求1所述的一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，其特徵在於，所述催化劑模塊橫向設有兩個蜂窩狀催化劑單元，豎向設有四個蜂窩狀催化劑單元。
6.如權利要求1所述的一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，其特徵在於，所述進口導流封板和出口導流封板均為摺疊板結構，包括依次連接的殼體固定部、彎折部和框架固定部，所述殼體固定部固定於所述催化劑殼體的內壁上，所述框架固定部固定於所述催化劑框架上，所述彎折部與所述催化劑殼體內壁之間的夾角為26度。
7.如權利要求1所述的一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，其特徵在於，所述相鄰進口導流封板之間的間隙為10mm，所述相鄰出口導流封板之間的間隙為10mm。
8.如權利要求1所述的一種用於丙烯腈裝置尾氣處理的SCR脫硝系統，其特徵在於，所述催化劑殼體的頂 面上設有一檢修人孔。
【文檔編號】B01D53/90GK103933859SQ201410127475
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月31日 優先權日:2014年3月31日
【發明者】萬松 申請人:上海德凱工業技術有限公司, 澤普林固體物料技術（上海）有限公司