烟气催化脱硝、催化剂智能吹扫及余热利用一体化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及烟气处理和余热利用技术领域，具体涉及一种烟气催化脱硝、催化剂智能吹扫及余热利用一体化装置，包括壳体、设置于所护壳体内的烟气脱硝单元和余热回收单元；其中所述壳体上设置有烟气入口箱和烟气出口箱；其中在所述烟气入口箱设置有多个扰流柱。本申请中通过在催化脱硝及余热利用一体化装置底部设计扰流柱，对烟气形成卡门涡街，在换热管道上形成交替的湍流层流附面，强化换热。通过CFX模拟，精整设计扰流柱的位置、形状、大小与数量，让烟气可以在换热区间形成湍流附面层，相比烟气传统的直接注入，不仅延长了与热交换管的接触时间，提高换热效果，减少了热交换管空间占比与对烟气的阻力，而且也提高了烟气与还原剂NH3的混合效果。的混合效果。的混合效果。

【技术实现步骤摘要】
烟气催化脱硝、催化剂智能吹扫及余热利用一体化装置


[0001]本技术涉及烟气处理和余热利用
，具体涉及一种烟气催化脱硝、催化剂智能吹扫及余热利用一体化装置。

技术介绍

[0002]对于烟气处理；窑炉烟气催化脱硝及余热利用是我国节能减排的重要举措。由于催化脱硝及余热利用一体化设计与装置可以减少投资及占地，目前国内对烟气处理一体化研究很多，但成功实施且技术成熟的不多，在真正实践中还存在许多的问题与难题。为了充分摄取烟气中的热，热交换管道长，在装置中空间占比大，更重要的是增加了烟气阻力；还原剂氨气通常是与烟气在装置入口一同进入，经过换热器后的烟气与还原剂NH3往往混合不均匀，影响催化脱硝的效果。为了提高效果，当前很多专利技术都是聚焦设计换热器新的结构。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种烟气催化脱硝、催化剂智能吹扫及余热利用一体化装置，解决常规换热器后的烟气与还原剂混合不均匀的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：
[0005]本技术提供了一种烟气催化脱硝、催化剂智能吹扫及余热利用一体化装置，包括壳体、设置于所护壳体内的烟气脱硝单元和余热回收单元；其中所述壳体上设置有烟气入口箱和烟气出口箱；所述烟气脱硝单元包括设置于所述壳体内的中温脱硝催化床层和设置在所述壳体内的低温脱硝催化床层；其中所述温脱硝催化床层通过第一吹扫管进行喷氨；所述低温脱硝催化床层通过第二吹扫管进行喷氨；所述余热回收单元包括置于所述壳体内的换热器、连通所述换热器的进水管和出水管；/>[0006]其中在所述烟气入口箱设置有多个扰流柱；所述扰流柱位于自烟气入口箱至中温脱硝催化床层的1/5至3/10处；
[0007]所述扰流柱的长度范围为280mm至300mm；其直径范围为40mm至45mm。
[0008]进一步的，所述扰流柱为圆柱形或不规则的条状或片状。
[0009]再进一步的，所述扰流柱的数量为1～10根，并分别安装在所述烟气入口箱内的不同位置，其与烟气流动方向呈夹角。
[0010]再进一步的，所述壳体内设置有倒U形烟气流道。
[0011]再进一步的，在所述倒U形烟气流道内沿烟气流动方向依次设置有第一换热器、中温脱硝催化床层、第二换热器、以及低温脱硝催化床层。
[0012]再进一步的，所述进水管分别连通第一换热器和第二换热器的入水端口；所述出水管分别连通第一换热器和第二换热器的出水端口。
[0013]再进一步的，所述进水管和所述出水管还分别连通位于壳体顶部的汽包。
[0014]与现有技术相比，本技术的有益技术效果：本申请中通过在催化脱硝及余热
利用一体化装置底部设计扰流柱，对烟气形成卡门涡街，在换热管道上形成交替的湍流层流附面，强化换热。通过CFX模拟，精整设计扰流柱的位置、形状、大小与数量，让烟气可以在换热区间形成湍流附面层，相比烟气传统的直接注入，不仅延长了与热交换管的接触时间，提高换热效果，减少了热交换管空间占比与对烟气的阻力，而且也提高了烟气与还原剂NH3的混合效果。
附图说明
[0015]下面结合附图说明对本技术作进一步说明。
[0016]图1为烟气催化脱硝、催化剂智能吹扫及余热利用一体化装置结构；
[0017]图2为图1一体化装置中烟气入口箱示意图。
[0018]图3为烟气入口箱内扰流柱的瞬时流线图。
[0019]附图标记说明：1、烟气入口箱；1a、扰流柱；2、烟气出口箱；3、第一换热器；4、第二换热器；5、进水管；6、出水管；7、汽包；8、第一吹扫管；9、第二吹扫管；10、中温脱硝催化床层；11、低温脱硝催化床层。
具体实施方式
[0020]如图1所示，烟气催化脱硝、催化剂智能吹扫及余热利用一体化装置，包括壳体、安装于所护壳体内的烟气脱硝单元和余热回收单元；其中所述壳体上安装有烟气入口箱1和烟气出口箱2；所述烟气脱硝单元包括安装于所述壳体内的中温脱硝催化床层10和安装在所述壳体内的低温脱硝催化床层11；其中所述温脱硝催化床层10通过第一吹扫管8进行喷氨；所述低温脱硝催化床层11通过第二吹扫管9进行喷氨；所述余热回收单元包括置于所述壳体内的换热器、连通所述换热器的进水管5和出水管6；
[0021]本申请在现有技术的基础上，其中在所述烟气入口箱1安装有多个扰流柱1a；所述扰流柱位于自烟气入口箱至中温脱硝催化床层的1/4处；所述扰流柱的长度范围为280mm至300mm；其直径范围为40mm至45mm；
[0022]其安装结构位置如图2所示，具体可以呈现可以按照倒杨辉三角分布。
[0023]其中所述扰流柱1a为圆柱形或不规则的条状或片状；
[0024]所述扰流柱1a的数量为1～10根，并分别安装在所述烟气入口箱1内的不同位置，其烟气流动方向或呈夹角。
[0025]本实施例中，如图1所示，所述壳体内设置有倒U形烟气流道；在所述倒U形烟气流道内沿烟气流动方向依次安装有第一换热器3、中温脱硝催化床层10、第二换热器4、以及低温脱硝催化床层11；第一换热器3和第二换热器4分别为翅管换热器。
[0026]所述进水管5分别连通第一换热器3和第二换热器4的入水端口；所述出水管6分别连通第一换热器3和第二换热器4的出水端口；所述进水管5和所述出水管6还分别连通位于壳体顶部的汽包7。
[0027]本实施例中涉及的换热问题为对流换热，在对流换热中，最关注的是对流换热系数h，它表征流体与固体表面之间的换热能力。在彼此相似的现象当中，为了比较不同尺度的现象，往往引入描述该现象的同名特征数(准则数)，如表征流体流动状态的特征数
‑
雷诺数。同样的，在单相对流换热中，引入特征数
‑
努塞尔数(Nu)来表征对流换热强度。其具体表
达式如下：
[0028][0029]式中h——对流换热系数；
[0030]l——特征长度；
[0031]λ——导热系数；
[0032]tw——壁面的温度；
[0033]tf——流体温度；
[0034]y＝0——指换热壁面处
[0035]以及另一个特征数普朗特数(Pr)，它反映了流体的物理性质对对流换热过程的影响。其具体表达式如下：
[0036][0037]式中μ——流体的动力粘度；
[0038]Cp——流体的等压比热容；
[0039]λ——导热系数。
[0040]影响换热效果的因素有：
[0041]雷诺数：随着雷诺数的变化，旋涡发生器后部尾迹的流动特性会发生变化，而且当雷诺数超过一个临界值后，会在其尾迹中存在周期性脱落的旋涡；阻塞比，漩涡发生器在换热器中摆放的位置，漩涡发生器的几何形状，计算与进出口边界条件。本项目主要考虑漩涡发生器的摆放位置对换热效果的影响。
[0042]在层流流动条件下，纳维
‑
斯托克斯方程、能量方程以及连续性方程可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.烟气催化脱硝、催化剂智能吹扫及余热利用一体化装置，包括壳体、设置于所护壳体内的烟气脱硝单元和余热回收单元；其中所述壳体上设置有烟气入口箱和烟气出口箱；所述烟气脱硝单元包括设置于所述壳体内的中温脱硝催化床层和设置在所述壳体内的低温脱硝催化床层；其中所述温脱硝催化床层通过第一吹扫管进行喷氨；所述低温脱硝催化床层通过第二吹扫管进行喷氨；所述余热回收单元包括置于所述壳体内的换热器、连通所述换热器的进水管和出水管；其特征在于：其中在所述烟气入口箱设置有多个扰流柱
；
所述扰流柱位于自烟气入口箱至中温脱硝催化床层的1/5至3/10处；所述扰流柱的长度范围为280mm至300mm；其直径范围为40mm至45mm。2.根据权利要求1所述的烟气催化脱硝、催化剂智能吹扫及余热利用一体化装置，其特征在于：所述扰流柱为圆柱形或不规则的条状或片状。3.根据权利要求2所述的烟气催化脱硝、...

【专利技术属性】
技术研发人员：田铃雁，吴中野，熊春荣，贺建雄，崔浩，马霄，胡家辉，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：新型
国别省市：