一种烟气螺旋扩散脱硝装置和脱硝方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种烟气螺旋扩散脱硝装置和脱硝方法，包括管道主体，管道主体的两端部分别设有烟气入口管道和烟气出口管道，该管道主体依次分为导入段、混合段、降温段和反应段，导入段与烟气入口管道之间设置有燃烧器，混合段上设置有还原剂喷射装置，降温段内设置有蒸汽过热器，反应段内设置有脱硝反应器，烟气入口管道和烟气出口管道的并排部分设有空气预热器；烟气出口管道与烟囱连通，且烟气出口管道与烟囱之间还设置有电除尘器，本装置利用低温SCR脱硝技术进行脱销。本发明专利技术具有降低能耗、减少运行成本、使还原剂与烟气充分混合、减轻“烟囱雨”产生等有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种烟气螺旋扩散脱硝装置和脱硝方法
本专利技术涉及一种脱硝装置和脱硝方法，尤其是涉及一种烟气螺旋扩散脱硝装置和脱硝方法，属于化工废液污染物治理

技术介绍
作为供热、供汽的重要设备,工业锅炉广泛应用于国民生产生活的各个领域。目前我国的在用工业锅炉有60多万台，而其中燃煤工业锅炉有40多万台,占工业锅炉总数的80%以上,其年消耗标准煤约4亿吨,约占全国煤炭消耗总量的1/4。相当一段时期内,我国能源消费结构仍会以煤为主。因此,燃煤工业锅炉在工业锅炉中占主导地位的局面,短期内不会发生改变。NOX是一种重要的大气污染物，是引发酸雨、雾霾、光化学烟雾的重要因素。我国各地的环保标准都对NOX排放量进行了严格限制。在工业及民用锅炉领域，传统上常采用煤或石油作为燃料。但是，由于这些燃料本身特点的限制，实现低氮氧化物排放难度极大，需要进行尾气脱硝处理以实现污染物排放的达标。但是，由于这些燃料本身特点的限制，实现低氮氧化物排放难度极大，需要进行尾气脱硝处理以实现污染物排放的达标。烟气脱硝属于燃烧后处理技术，许多发达国家的排烟系统都需安装烟气脱硝装置。烟气脱硝方法较多，但目前得到大量工业应用的只有选择性催化还原法和选择性非催化还原法，其他方法目前均处于实验研究阶段或中试阶段，目前应用的脱硝技术中选择性催化还原法是最先进、效率最高的一种脱硝技术。SCR法脱硝的原理是：采用液氨、氨水或尿素作为还原剂，液氨、氨水或尿素通过热解蒸发出氨气，氨气与空气稀释后，通过喷氨装置喷入烟气管道，稀释后的烟气与氨气充分混合，在催化剂的作用下，生成氮气和水。目前应用成熟的中温SCR脱硝技术，反应所需烟气温度一般为300-450℃，经过脱硫后烟气温度进一步降低至60-80℃，烟气需要先升温至催化剂最佳温度区间，能耗大，运行成本高，另外还原剂喷入烟气通道与烟气的混合效率低，此外脱硝后的烟气在经过烟囱向大气中排放过程中烟气温度会逐渐降低，从而导致湿烟气中的水分大量凝结成小液滴，小液滴相互碰撞会形成大液滴，直径较大的液滴在飘落过程中不会在空气中被完全蒸发掉，而会在一定区域内形成“烟囱雨”，该雨滴对厂内的建筑和设备有较大的腐蚀性。
技术实现思路
本专利技术主要是针对现有脱硝装置能耗大、运行成本高、还原剂与烟气的混合效率低和容易在烟囱周围形成“烟囱雨”的问题，提供一种能够降低能耗、减少运行成本、使还原剂与烟气充分混合、减轻“烟囱雨”产生的烟气螺旋扩散脱硝装置和脱硝方法。本专利技术的目的主要是通过下述方案得以实现的：一种烟气螺旋扩散脱硝装置，该烟气螺旋扩散脱硝装置包括管道主体，所述管道主体的两端部分别设有烟气入口管道和烟气出口管道，从该烟气入口管道至该烟气出口管道，该管道主体依次分为导入段、混合段、降温段和反应段，所述导入段与烟气入口管道之间设置有燃烧器，所述混合段上设置有还原剂喷射装置，所述降温段内设置有蒸汽过热器，所述反应段内设置有脱硝反应器，所述烟气入口管道和烟气出口管道的并排部分设有空气预热器；所述烟气出口管道与烟囱连通，且烟气出口管道与烟囱之间还设置有电除尘器。本专利技术所述的烟气螺旋扩散脱硝装置安装在脱硫装置后，半干法脱硫后的烟气通过该烟气螺旋扩散脱硝装置可以实现良好的脱硝和消白效果。作为优选，所述烟囱内下部设有一级或数级旋流板，所述旋流板下方设有冲洗管，所述冲洗管的出水方向与烟囱内的烟气流动方向一致；所述旋流板下方还设有导流槽，所述导流槽一端设于旋流板与烟囱内壁的交接处，另一端斜向下偏向烟囱中心。作为优选，所述旋流板包括圆形支架，圆形支架中心设有固定圈，所述固定圈和圆形支架之间上设有若干叶片，所述圆形支架上还设置有连接孔，用于将旋流板固定于烟囱中。作为优选，所述烟囱内上部设有换热管，所述换热管螺旋设置于所述烟囱内，所述换热管和旋流板之间的烟囱内壁上环形间隔分布有多个倾斜设置的导流片，使烟气在烟囱内螺旋流动经过换热管，且烟气的螺旋流动方向与换热管的螺旋方向一致。作为优选，所述换热管的下端为热介质入口，上端为冷介质出口，且所述换热管的两端均穿出烟囱，换热管的相邻两螺环之间的距离为50-100mm。作为优选，所述还原剂喷射装置包括氨水储罐、蒸发器、稀释风机和喷嘴，所述蒸发器一端通过管道与氨水储罐连通，另一端通过管道与喷嘴连接，所述喷嘴设置于混合段的进口端，用于向所述混合段内喷入还原剂，使烟气与所述还原剂充分混合并进行预脱硝处理，所述稀释风机连接在喷嘴和蒸发器之间，用于鼓入大量空气将氨气稀释。作为优选，在所述导入段与所述混合段之间增设有收缩段，以使烟气从导入段经由所述收缩段进入混合段。作为优选，所述降温段和反应段的拐角处设置有烟气导流板，以便于优化烟气流场，所述降温段内还设置有省煤器，烟气先经过所述蒸汽过热器，后流经所述省煤器。作为优选，所述脱硝反应器包括一层或多层垂直层叠的催化剂层，所述催化剂层为蜂窝式、平板式或波纹板式，且所述催化剂层上设置有吹灰器，所述吹灰器为过热蒸汽吹灰器或超声波吹灰器。此外，本专利技术还提供一种利用上述的烟气螺旋扩散脱硝装置进行脱硝的方法，包括如下步骤：步骤一、经过半干法脱硫后的烟气进入到烟气入口管道，此时烟气温度为60-80℃，经过空气预热器和燃烧器进行初步预热，烟气温度达到230-250℃；步骤二、烟气与还原剂喷射装置喷入的还原剂均匀混合，一部分还原剂同与烟气中的NOX进行高温快速反应，另一部分还原剂随气流向降温段流动；步骤三、混合后的烟气进入蒸汽过热器，蒸汽吸收高温烟气的热量进一步升温后，被送进汽轮机，用于热电联产，烟气从空气预热器排出后进入省煤器加热锅炉给水，提高能源利用效率，将排烟温度降低至180-200℃；步骤四、烟气从省煤器排出后进入脱硝反应器，在低温SCR催化剂作用下进行二次反应，烟气中的NOX与NH3反应，生成N2和H2O，进行脱销；步骤五、脱硝后的烟气进入烟气出口管道，经过空气预热器，将余热传递给烟气出口管道中的烟气，脱硝并降温后的烟气经电除尘器将颗粒烟尘加以清除，从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量，经电除尘器后的烟气流到烟囱；步骤六、烟气进入烟囱内时，利用旋流板叶片的离心分离原理，将烟气中的雾滴甩到烟囱内壁或直接挡住雾滴将其与烟气分离，从而使雾滴被拦截，设置的冲洗管，能够对叶片进行冲洗；烟气进入导流片中，被导流片分成多层烟气，每层烟气都独立旋转向上，烟气螺旋流动经过换热管，烟气在旋转流动的过程中完成换热，烟气在被加热后有最高温度时马上排出烟囱。因此，本专利技术具备下述优点：（1）本专利技术利用烟气余热和焦炉煤气燃烧器提高烟气温度，耗能少，运行成本低；（2）升温后的烟气经由导入段进入收缩段，经由收缩段提升流动速度、形成湍流，并与还原剂喷射装置喷入的还原剂均匀混合；（3）烟囱内设置有旋流板、导流片和换热管，在烟气由烟气出口管道进入烟囱内时，利用旋流板叶片的离心分离原理，将烟气中的雾滴甩到烟囱内壁或直接挡住雾滴将其与烟气分离，从而使雾滴被拦截，起到除雾、除湿效果，设置的冲洗管，能够防止叶片结垢；（4）烟气进入导流片中，被导流片分成多层烟气，每层烟气都独立旋转向上，这样可有效降低内壁处的流速，烟气螺旋流动经过换热管，且烟气的螺旋流动方向与换热管的螺旋方向一致，烟气在旋转流动的过程中完成换热，有效增加烟气与换热管的接触时间，烟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气螺旋扩散脱硝装置，其特征在于：该烟气螺旋扩散脱硝装置包括管道主体（1），所述管道主体（1）的两端部分别设有烟气入口管道（2）和烟气出口管道（3），从该烟气入口管道（2）至该烟气出口管道（3），该管道主体（1）依次分为导入段（4）、混合段（5）、降温段（6）和反应段（7），所述导入段（4）与烟气入口管道（2）之间设置有燃烧器（8），所述混合段（5）上设置有还原剂喷射装置（9），所述降温段（6）内设置有蒸汽过热器（10），所述反应段（7）内设置有脱硝反应器（11），所述烟气入口管道（2）和烟气出口管道（3）的并排部分设有空气预热器（12）；所述烟气出口管道（3）与烟囱（14）连通，且烟气出口管道（3）与烟囱（14）之间还设置有电除尘器（13）。

【技术特征摘要】
1.一种烟气螺旋扩散脱硝装置，其特征在于：该烟气螺旋扩散脱硝装置包括管道主体（1），所述管道主体（1）的两端部分别设有烟气入口管道（2）和烟气出口管道（3），从该烟气入口管道（2）至该烟气出口管道（3），该管道主体（1）依次分为导入段（4）、混合段（5）、降温段（6）和反应段（7），所述导入段（4）与烟气入口管道（2）之间设置有燃烧器（8），所述混合段（5）上设置有还原剂喷射装置（9），所述降温段（6）内设置有蒸汽过热器（10），所述反应段（7）内设置有脱硝反应器（11），所述烟气入口管道（2）和烟气出口管道（3）的并排部分设有空气预热器（12）；所述烟气出口管道（3）与烟囱（14）连通，且烟气出口管道（3）与烟囱（14）之间还设置有电除尘器（13）。2.根据权利要求1所述的一种烟气螺旋扩散脱硝装置，其特征在于：所述烟囱（14）内下部设有一级或数级旋流板（15），所述旋流板（15）下方设有冲洗管（24），所述冲洗管（24）的出水方向与烟囱（14）内的烟气流动方向一致；所述旋流板（15）下方还设有导流槽（25），所述导流槽（25）一端设于旋流板（15）与烟囱（14）内壁的交接处，另一端斜向下偏向烟囱（14）中心。3.根据权利要求2所述的一种烟气螺旋扩散脱硝装置，其特征在于：所述旋流板（15）包括圆形支架（26），圆形支架（26）中心设有固定圈（27），所述固定圈（27）和圆形支架（26）之间上设有若干叶片（28），所述圆形支架（26）上还设置有连接孔（29），用于将旋流板（15）固定于烟囱（14）中。4.根据权利要求3所述的一种烟气螺旋扩散脱硝装置，其特征在于：所述烟囱（14）内上部设有换热管（30），所述换热管（30）螺旋设置于所述烟囱（14）内，所述换热管（30）和旋流板（15）之间的烟囱（14）内壁上环形间隔分布有多个倾斜设置的导流片（31），使烟气在烟囱（14）内螺旋流动经过换热管（30），且烟气的螺旋流动方向与换热管（30）的螺旋方向一致。5.根据权利要求4所述的一种烟气螺旋扩散脱硝装置，其特征在于：所述换热管（30）的下端为热介质入口（32），上端为冷介质出口（33），且所述换热管（30）的两端均穿出烟囱（14），换热管（30）的相邻两螺环之间的距离为50-100mm。6.根据权利要求1所述的一种烟气螺旋扩散脱硝装置，其特征在于：所述还原剂喷射装置（9）包括氨水储罐（16）、蒸发器（17）、稀释风机（18）和喷嘴（19），所述蒸发器（17）一端通过管道与氨水储罐（16）连通，另一端通过管道与喷嘴（19）连接，所述喷嘴（19）设置于混合段（5）的进口端，用于向所述混合段（5）内喷入还原剂，使烟气与...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔林军，金剑锋，
申请(专利权)人：台州临港热电有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33