本发明专利技术提供了一种套筒式双室一体化的烟气一氧化碳脱硝装置和方法，通过使用较长的套筒式双流气体输送管从气体储罐源头输送烟气和还原性气体，采用双腔漏斗状风罩和套筒式双腔反应器，可以实现反应过程中的蓄热，均衡内外反应腔的温度。由于套筒式双流气体输送管内外层之间存在换热，可以将高温气体的热量传给低温气体，能够扩大烟气和还原性气体的使用温度范围，并且还可综合利用热量，无需对烟气或还原性气体进行预热。该装置结构简单，节省占用空间，操作容易，无需像回转式反应器一样设置转轴，充分换热，节约能耗和电力，降低脱硝成本，提高了脱硝效率。
A sleeve double-chamber integrated denitrification device and method
【技术实现步骤摘要】
一种套筒式双室一体化脱硝装置和方法
本专利技术属于烟气脱硝领域，具体涉及一种套筒式双室一体化的烟气脱硝装置和方法。
技术介绍
进入21世纪以来，伴随中国工业的快速发展，污染问题日益严重，氮氧化物是主要的大气污染物之一。综合考虑各种因素及效益，目前最常用的技术是选择性催化还原技术(SCR)，但是SCR技术由于使用的催化剂多为钒钛系催化剂，生物毒性较高对生态环境具有较大威胁，并且中毒失活后难以再生。并且该技术以氨或者尿素作为还原剂，会对管道产生腐蚀；控制不当易使氨逃逸产生二次污染及造成空气预热器的堵塞；存储困难，一旦泄露容易引起大范围恐慌。2012年1月1日实施的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中规定所有新建火电机组NOx排放量达到100mg/cm3。从2014年1月1日开始，要求重点地区所有火电投运机组NOx排放量达到100mg/cm3，而非重点地区2003年以前投产的机组达到200mg/cm3。新标准的实施为火电企业带来了巨大的压力，氮氧化物的控制也成为国家经济可持续发展和环境保护的紧迫客观要求。目前催化还原NOx技术(SCR)已成为世界上应用最多、最为成熟且最有成效的一种烟气脱硝技术。该技术是把氨作为还原剂，喷入烟道与烟气充分混合，然后流经装载SCR催化剂的反应器中，在催化剂的作用下，烟气中的NOx被还原剂氨还原为无害的氮气。目前，SCR反应器在燃煤电站锅炉中得到广泛应用。中国专利CN105107379A公开了一种全碳烟气脱硝系统及脱硝方法，以碳基材料为催化剂，一氧化碳为还原剂，实现氮氧化物的高效脱除，该方法包根据烟气中氧气的含量确定反应的模式，分为高氧模式和低氧模式，其中，所述高氧模式为烟气和还原气体分别进入不同的反应区反应设定时间后，烟气和还原气体再分别进入对方的反应区中进行反应；所述低氧模式为烟气与还原气体进入同一反应区中进行反应，每个反应区中均安装有碳载体催化剂。采用此全碳脱硝系统，可以实现以碳载体为催化剂，以一氧化碳为还原剂的高效脱硝，脱硝成本低廉，不生成其他有害成分，对烟气的温度及组分的适应性强，特别适合电厂、钢铁冶金行业等以碳物质为燃料的工业行业。其中，所述反应装置可以为两室反应器、回转式反应器、移动床反应器或循环流化床。中国专利CN108211791A公开了空预脱硝一体反应器及反应方法，反应器包括回转式催化剂本体结构和回转式催化剂本体结构外面的壳体、壳体上下面的气体进出通道，气体进出通道分隔为烟气进出通道、还原剂进出通道和空气进出通道三部分，回转式催化剂本体结构为圆柱形，包括中心轴转子、可绕中心轴转子旋转的多层圆形催化剂层，多层圆形催化剂层由径向密封板和轴向密封板分割为空气区、烟气区和还原剂区，反应器中催化剂在烟气区、还原剂区和空气区交替循环。催化剂将随反应器旋转进行催化剂层的加热-再加热-冷却过程，各区域温度及反应氛围的不同均有利于空预和脱硝过程的进行，进而提高整个反应器的脱硝效率。综上可知，目前一氧化碳脱硝反应的主体装置主要采用的是回转式结构，回转式反应器在脱硝过程中需求不断旋转，结构复杂，操作困难，并且旋转还需要大量能耗；两反应室单独进气，烟气和还原性气体需要提前预热，增加了脱硝流程；两反应室切换过程中气体的密闭性不好，转轴的保养、维护频繁，影响脱硝效率。
技术实现思路
针对现有技术的缺点和不足，本专利技术的首要目的在于提供一种套筒式双室一体化的全碳烟气脱硝装置，通过该方法能够简单快速的实现烟气与还原性气体的切换，无需设置转轴，结构简单，操作容易。本专利技术的具体技术方案如下：一种套筒式双室一体化的全碳烟气脱硝装置，其特征在于：包括反应器1、双流气体输送管2、上风罩3、下风罩4、烟气储罐5、还原气体储罐6、烟气排放装置7、反应气体收集装置8，所述反应器1为套筒式双腔反应器，包括内层的圆筒形内反应腔和外围的环筒形外反应腔，其中均设置有催化剂层13，所述双流气体输送管2为双筒式环形套管，内外可以输送两种不同气体，所述上风罩3和下风罩4为双腔漏斗状，内外腔可分别用于扩散和收集双流气体输送管2传输过来的两种不同气体。进一步地，所述反应器内外反应腔的半径比为1：1.5-2.5。进一步地，所述脱硝装置进气部分包括两个三通阀，第一三通阀9的进气口与烟气储罐5连接，两个出气口分别与双流气体输送管2的内筒和外筒连接，第二三通阀10的进气口与还原气体储罐6连接，两个出气口分别与双流气体输送管2的内筒和外筒连接。进一步地，所述脱硝装置出气部分包括两个三通阀，第三三通阀11的两个进气口分别与双流气体输送管2的内筒和外筒连接，出气口与烟气排放装置7连接，第四三通阀12的两个进气口分别与双流气体输送管2的内筒和外筒连接，出气口与反应气体收集装置8连接。进一步地，需要保证所述双流气体输送管2进气段的长度，从烟气储罐和还原气体储罐车间即采用双流气体输送管2输送烟气和还原性气体。进一步地，所述反应器1中的催化剂层为蜂窝状或网格状催化剂，其由碳载体和负载在碳载体上的活性金属组成。进一步地，所述反应器1和双流气体输送管2外壁设有保温材料。进一步地，所述碳载体为活性焦或活性炭，所述活性金属为Cu、Fe、Ce、V、Co、Mn中的一种或多种。一种套筒式双室一体化的全碳烟气脱硝方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）调节第一三通阀，使含氮氧化物的烟气通过管道进入双流气体输送管的外通道中，并输送至反应器的外反应腔中一定时间，其中的催化剂层对烟气中的氮氧化物进行吸附；调节第三三通阀，使吸附过的烟气经烟气排放装置排放；（2）调节第一三通阀，使烟气通过管道进入双流气体输送管的内通道中，并输送至反应器的内反应腔中一定时间，同时调节第二三通阀，使还原性气体进入双流气体输送管的外通道中，并输送至反应器的外反应腔中一定时间，与吸附在催化剂上的氮氧化物发生催化还原反应，调节第三三通阀，将反应后的气体输送至反应气体收集装置收集，调节第四三通阀，使经过内反应腔吸附后的烟气经烟气排放装置排放，然后调节第二三通阀，向反应器内反应腔中通入还原性气体。（3）按一定时间间隔重复步骤（1）和（2），实现反应器内外反应腔中烟气和还原性气体的切换。进一步地，所述切换气体的时间间隔为5-10min。进一步地，所述烟气的输入温度为200-400℃，所述还原性气体的输入温度为20-200℃；或者烟气的输入温度为20-200℃，所述还原性气体的输入温度为200-400℃。进一步地，还原性气体与烟气的流量比为1:5-20。进一步地，所述还原性气体为一氧化碳。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本申请通过使用较长的套筒式双流气体输送管从气体储罐源头输送烟气和还原性气体至反应器，由于套筒式双流气体输送管内外层之间存在换热，可以将高温气体的热量传给低温气体，能够扩大烟气和还原性气体的使用温度范围，并且还可综合利用热量，无需对烟气或还原性气体进行预热。通过限定烟气和还原性气体的温差范围，还可实现经过长距离输送过程中气体换热之后，两种气体温度都控制在150-300℃范围内，既可以维持催化还原反应的温度，又可以保证碳载体不被氧化，没有损失。此外，采用双腔漏斗状风罩和套筒式双腔反应器，可以实现反应过程中的蓄热，均衡内外反应腔的温度，并且反应装置一体化设计可以节本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种套筒式双室一体化的烟气一氧化碳脱硝装置，其特征在于：包括反应器（1）、双流气体输送管（2）、上风罩（3）、下风罩（4）、烟气储罐（5）、还原气体储罐（6）、烟气排放装置（7）、反应气体收集装置（8），所述反应器（1）为套筒式双腔反应器，包括内层的圆筒形内反应腔和外围的环筒形外反应腔，其中均设置有催化剂层（13），所述双流气体输送管（2）为双筒式环形套管，内外可以输送两种不同气体，所述上风罩（3）和下风罩（4）为双腔漏斗状，内外腔可分别用于扩散和收集双流气体输送管（2）传输过来的两种不同气体。
【技术特征摘要】
1.一种套筒式双室一体化的烟气一氧化碳脱硝装置，其特征在于：包括反应器（1）、双流气体输送管（2）、上风罩（3）、下风罩（4）、烟气储罐（5）、还原气体储罐（6）、烟气排放装置（7）、反应气体收集装置（8），所述反应器（1）为套筒式双腔反应器，包括内层的圆筒形内反应腔和外围的环筒形外反应腔，其中均设置有催化剂层（13），所述双流气体输送管（2）为双筒式环形套管，内外可以输送两种不同气体，所述上风罩（3）和下风罩（4）为双腔漏斗状，内外腔可分别用于扩散和收集双流气体输送管（2）传输过来的两种不同气体。2.根据权利要求1所述的套筒式双室一体化的烟气一氧化碳脱硝装置，其特征在于：所述反应器内外反应腔的半径比为1：1.5-2.5。3.根据权利要求1所述的套筒式双室一体化的烟气一氧化碳脱硝装置，其特征在于：所述脱硝装置进气部分包括两个三通阀，第一三通阀（9）的进气口与烟气储罐（5）连接，两个出气口分别与双流气体输送管（2）的内筒和外筒连接，第二三通阀（10）的进气口与还原气体储罐（6）连接，两个出气口分别与双流气体输送管（2）的内筒和外筒连接。4.根据权利要求1所述的套筒式双室一体化的烟气一氧化碳脱硝装置，其特征在于：所述脱硝装置出气部分包括两个三通阀，第三三通阀（11）的两个进气口分别与双流气体输送管（2）的内筒和外筒连接，出气口与烟气排放装置（7）连接，第四三通阀（12）的两个进气口分别与双流气体输送管（2）的内筒和外筒连接，出气口与反应气体收集装置（8）连接。5.根据权利要求1所述的套筒式双室一体化的烟气一氧化碳脱硝装置，其特征在于：需要保证所述双流气体输送管（2）进气段的长度，从烟气储罐和还原气体储罐车间即采用双流气体输送管（2）输送烟气和还原性气体。6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：程星星，路民平，
申请(专利权)人：苏州华加星光环保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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