脱硝反应器、脱硝装置及烟气脱硝的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种脱硝反应器、脱硝装置及烟气脱硝的方法。该脱硝反应器包括壳体，旋转轴和隔板，壳体的下部设置有烟气进口和还原气进口，壳体的上部设置有气体出口；烟气进口和还原气进口相对设置；旋转轴沿壳体的轴向设置在壳体的内部；隔板固定设置在旋转轴上，隔板将壳体的内部分隔为至少两个反应腔，各反应腔中填充有催化剂颗粒，且烟气进口和还原气进口分别与不同的反应腔连通。利用本发明专利技术提供的脱硝反应器，不但可以将吸附过程与还原脱硝过程分开进行，避免O

【技术实现步骤摘要】
脱硝反应器、脱硝装置及烟气脱硝的方法
本专利技术涉及烟气脱硝
，具体而言，涉及一种脱硝反应器、脱硝装置及烟气脱硝的方法。
技术介绍
随着我国经济的发展，国民生活要求的提高，环境污染带来的压力日益加大，氮氧化物作为当前大气污染的主要污染物之一，其治理水平与我国大气环境优劣息息相关。燃煤电站作为氮氧化物集中排放的主要污染来源，其排放的烟气中氮氧化物减排成为当今治理的重要目标，烟气脱硝也成为燃煤电站必备的环保设施，该设施通常采用NH3-SCR(氨法选择性催化还原法)脱硝技术进行脱硝，其原理是NH3或者尿素作为还原剂，在催化剂的作用下将NOx还原为N2，达到去除氮氧化物的目的。随着燃煤电站脱硝装置的大规模应用，传统的NH3-SCR脱硝技术暴露了一系列问题，如逃逸的NH3与烟气中SO2和H2O生成硫铵盐，堵塞下游设备，并且逃逸的氨还会导致雾霾的产生，所以寻找替代NH3的SCR还原剂成为研究的热点。CO、H2、HC等具有较好的还原NOx能力，但是烟气中存在的O2会优先与还原剂反应，导致还原剂的大量消耗，从而影响脱硝反应的正常进行。但烟气中NOX90％是以NO的形式存在，根据已有的研究发现，NO不能直接被吸附在催化剂活性位，需要在O2的参与下，以NO2的形式吸附，所以说O2对于NOX的吸附有重要的作用，而在还原时，O2的存在则会明显抑制CO、H2、HC等还原剂的还原能力。为了解决上述矛盾，现有技术中将吸附区和还原区隔离开，将吸附和还原反应分区域进行。然而，该吸附区和还原区分开的脱硝装置一般是将催化剂制成催化剂固定床。由于催化剂在使用过程中容易失效，就需要时常停机更换催化剂固定床，以达到良好的催化脱硝的目的。但是，一般状态下，烟气的脱硝是连续的过程，将脱硝装置停机时，容易造成烟气不经过处理就排放，造成环境的污染。而且，将催化剂制成催化剂固定床，不但大大降低了催化剂的有效催化面积，催化剂之间的空隙较小，对气体物质的扩散起到一定的阻碍作用，不利于提高催化剂固定床的催化效率。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种脱硝反应器、脱硝装置及烟气脱硝的方法，以解决现有技术中的脱硝装置采用催化剂固定床时存在的脱硝效率低、催化剂更换时易造成烟气逃逸的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种脱硝反应器，其包括：壳体，壳体的下部设置有烟气进口和还原气进口，壳体的上部设置有气体出口；烟气进口和还原气进口相对设置；旋转轴，旋转轴沿壳体的轴向设置在壳体的内部；隔板，隔板固定设置在旋转轴上，隔板将壳体的内部分隔为至少两个反应腔，各反应腔中填充有催化剂颗粒，且烟气进口和还原气进口分别与不同的反应腔连通。进一步地，脱硝反应器包括至少两个隔板，隔板具有第一边和与第一边相对的第二边，第一边固定设置在旋转轴上，第二边与壳体的内壁间隙设置。进一步地，脱硝反应器还包括第一布风板，第一布风板位于壳体内部，第一布风板的高度高于烟气进口和还原气进口的高度，第一布风板的高度低于隔板的高度，且第一布风板与隔板配合形成各反应腔。进一步地，第一布风板上开设有进风孔，进风孔的上方设置有风帽。进一步地，壳体包括底壁和侧壁，侧壁的位于第一布风板以下的部分和底壁共同组成壳体的下盖，烟气进口和还原气进口设置在下盖上。进一步地，脱硝反应器还包括第一分隔部，第一分隔部设置在底壁的朝向第一布风板的一侧，第一分隔部将下盖分隔为第一进气腔和第二进气腔，第一进气腔与烟气进口连通，第二进气腔和还原气进口连通。进一步地，气体出口包括净化气出口和还原气出口；净化气出口设置在烟气进口所在一侧的上方，还原气出口设置在还原气进口所在一侧的上方。进一步地，脱硝反应器还包括第二布风板，第二布风板位于壳体内部，第二布风板的高度高于隔板的高度，第二布风板的高度低于净化气出口和还原气出口的高度，且第二布风板、第一布风板与隔板配合形成各反应腔。进一步地，壳体还包括顶壁，侧壁的高于第二布风板的部分和顶壁共同组成壳体的上盖。进一步地，脱硝反应器还包括第二分隔部，第二分隔部设置在顶壁的朝向壳体内部的一侧，第二分隔部将上盖分隔为第一排气腔和第二排气腔，净化气出口与第一排气腔连通，还原气出口与第二排气腔连通。进一步地，脱硝反应器还包括：第一气固分离器，第一气固分离器上设置有第一进料口、第一气相出口和第一固相出口，第一进料口与净化气出口连通，第一固相出口与反应腔连通；第二气固分离器，第二气固分离器上设置有第二进料口、第二气相出口和第二固相出口，第二进料口与还原气出口连通，第二固相出口与反应腔连通。进一步地，壳体上还设置有催化剂进口和催化剂出口，脱硝反应器还包括：催化剂送料装置，催化剂送料装置与催化剂进口连通；催化剂回收装置，催化剂回收装置与催化剂出口连通。进一步地，催化剂进口设置在催化剂出口的上方。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种脱硝装置，其包括上述脱硝反应器。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种利用上述脱硝反应器进行烟气脱硝的方法，其包括以下步骤：烟气通过烟气进口进入壳体的至少一个反应腔中，使催化剂颗粒呈沸腾状，并将烟气中的氮氧化物吸附；旋转轴带动隔板旋转，将至少一个反应腔旋转至还原气进口处；将还原气通过还原气进口通入至少一个反应腔中，使吸附有氮氧化物的催化剂颗粒呈沸腾状态，并将氮氧化物脱除且还原，进而使烟气脱硝。进一步地，烟气的进气温度为80～400℃，还原气的进气温度为150～500℃。进一步地，催化剂颗粒的填充高度为反应腔高度的1/3～2/3。进一步地，催化剂颗粒的粒径为0.1～5mm。进一步地，旋转轴的旋转周期为0.1-5min/r。进一步地，还原气为CO、H2和HC中的一种或多种。应用本专利技术的技术方案，脱硝反应器包括壳体，旋转轴和隔板，壳体的下部设置有烟气进口和还原气进口，壳体的上部设置有气体出口；烟气进口和还原气进口相对设置；旋转轴沿壳体的轴向设置在壳体的内部；隔板固定设置在旋转轴上，隔板将壳体的内部分隔为至少两个反应腔，各反应腔中填充有催化剂颗粒，且烟气进口和还原气进口分别与不同的反应腔连通。利用本专利技术上述的脱硝反应器，烟气进口与烟道连通后，烟气进入了壳体内部。由于隔板将壳体的内部分隔为至少两个反应腔，且烟气进口和还原气进口分别与不同的反应腔连通，使得烟气先进入了其中的部分反应腔中与催化剂颗粒进行吸附反应。而随着旋转轴的转动，该反应腔旋转至还原气进口处口，进一步进行还原反应。因此，本专利技术中的装置实现了吸附区和还原区的分开。同时，本专利技术中脱硝反应器的反应腔中填充的是催化剂颗粒，烟气自下而上流经催化剂，在一定的流速下能够将催化剂颗粒吹起呈沸腾，即半流化状。这样增大了催化剂颗粒之间的间隙，提高了气体在催化剂颗粒之间的扩散能力，且催化剂堆积，而不是固定，减少了有效吸附面积的浪费，催化剂呈颗粒状，也可以增大接触面积。这就能够显著增强催化剂对NOX的吸附能力。旋转轴旋转后，当吸附有NOX的催化剂旋转至通有还原气体的位置时，还原气体同样自反应器下部通入，催化剂在沸腾的状态下将吸附的NOX脱附并还原，通过改变催化剂颗粒状态，使催化剂颗粒充分与烟气或者还原气接触，增强其吸附与脱附速率。从而显著提高了烟气的脱硝效率。另外，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱硝反应器，其特征在于，包括：壳体(10)，所述壳体(10)的下部设置有烟气进口(101)和还原气进口(102)，所述壳体(10)的上部设置有气体出口；所述烟气进口(101)和所述还原气进口(102)相对设置；旋转轴(20)，所述旋转轴(20)沿所述壳体(10)的轴向设置在所述壳体(10)的内部；隔板(30)，所述隔板(30)固定设置在所述旋转轴(20)上，所述隔板(30)将所述壳体(10)的内部分隔为至少两个反应腔(11)，各所述反应腔(11)中填充有催化剂颗粒，且所述烟气进口(101)和所述还原气进口(102)分别与不同的所述反应腔(11)连通。

【技术特征摘要】
1.一种脱硝反应器，其特征在于，包括：壳体(10)，所述壳体(10)的下部设置有烟气进口(101)和还原气进口(102)，所述壳体(10)的上部设置有气体出口；所述烟气进口(101)和所述还原气进口(102)相对设置；旋转轴(20)，所述旋转轴(20)沿所述壳体(10)的轴向设置在所述壳体(10)的内部；隔板(30)，所述隔板(30)固定设置在所述旋转轴(20)上，所述隔板(30)将所述壳体(10)的内部分隔为至少两个反应腔(11)，各所述反应腔(11)中填充有催化剂颗粒，且所述烟气进口(101)和所述还原气进口(102)分别与不同的所述反应腔(11)连通。2.根据权利要求1所述的脱硝反应器，其特征在于，所述脱硝反应器包括至少两个隔板(30)，所述隔板(30)具有第一边和与所述第一边相对的第二边，所述第一边固定设置在所述旋转轴(20)上，所述第二边与所述壳体(10)的内壁间隙设置。3.根据权利要求1或2所述的脱硝反应器，其特征在于，所述脱硝反应器还包括第一布风板(40)，所述第一布风板(40)位于所述壳体(10)内部，所述第一布风板(40)的高度高于所述烟气进口(101)和所述还原气进口(102)的高度，所述第一布风板(40)的高度低于所述隔板(30)的高度，且所述第一布风板(40)与所述隔板(30)配合形成各所述反应腔(11)。4.根据权利要求3所述的脱硝反应器，其特征在于，所述第一布风板(40)上开设有进风孔，所述进风孔的上方设置有风帽(41)。5.根据权利要求4所述的脱硝反应器，其特征在于，所述壳体(10)包括底壁和侧壁，所述侧壁的位于所述第一布风板(40)以下的部分和所述底壁共同组成所述壳体(10)的下盖(12)，所述烟气进口(101)和所述还原气进口(102)设置在所述下盖(12)上。6.根据权利要求5所述的脱硝反应器，其特征在于，所述脱硝反应器还包括第一分隔部，所述第一分隔部设置在所述底壁的朝向所述第一布风板(40)的一侧，所述第一分隔部将所述下盖(12)分隔为第一进气腔和第二进气腔，所述第一进气腔与所述烟气进口(101)连通，所述第二进气腔和所述还原气进口(102)连通。7.根据权利要求5或6所述的脱硝反应器，其特征在于，所述气体出口包括净化气出口(103)和还原气出口(104)；所述净化气出口(103)设置在所述烟气进口(101)所在一侧的上方，所述还原气出口(104)设置在所述还原气进口(102)所在一侧的上方。8.根据权利要求7所述的脱硝反应器，其特征在于，所述脱硝反应器还包括第二布风板(50)，所述第二布风板(50)位于所述壳体(10)内部，所述第二布风板(50)的高度高于所述隔板(30)的高度，所述第二布风板(50)的高度低于所述净化气出口(103)和所述还原气出口(104)的高度，且所述第二布风板(50)、所述第一布风板(40)与所述隔板...

【专利技术属性】
技术研发人员：马春元，程星星，张梦泽，郇庆超，杨春振，张兴宇，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，中国节能减排有限公司，山东神华山大能源环境有限公司，山东大学，
类型：发明
国别省市：北京,11