專利名稱：灰分流化系統(tǒng)及方法
灰分流化系統(tǒng)及方法
背景技術(shù)：
(1 )發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及一種用于防止在風(fēng)管中粉塵聚集的系
統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)利用噴射空氣來將
灰分在穿過選擇催化還原(SCR)系統(tǒng)的風(fēng)管流動(dòng)的煙氣中重新帶走/ 或流化灰分。
(2 )相關(guān)技術(shù)說明選擇催化還原(SCR)系統(tǒng)通常應(yīng)用于公用事業(yè)和工業(yè)燃 燒裝置，以便減少N0x (氮氧化物)排放。在SCR系統(tǒng)中，將氨或類 似物噴射到煙氣中。噴射了氨的煙氣通過催化劑，在這里進(jìn)行化學(xué)反 應(yīng)以便將N0x排放物轉(zhuǎn)化成元素氮和水。 一般要求存在催化劑以加速 化學(xué)反應(yīng)，因?yàn)镾CR系統(tǒng)通常是在較低溫度下運(yùn)行，而較低溫度可能 減緩或阻止化學(xué)反應(yīng)。通常使用的催化劑包括釩/鈦制劑、沸石材料， 及諸如此類。許多安裝都是在顆粒物收集系統(tǒng)之前將SCR反應(yīng)器放置 在高粉塵的位置。仔細(xì)注意風(fēng)管和SCR反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，以避免粉塵沉 積。催化劑專門設(shè)計(jì)，以便經(jīng)受得住腐蝕和飛灰的潛在毒害作用。選 擇風(fēng)管速度以保證飛灰保持在設(shè)計(jì)點(diǎn)處帶走，因?yàn)榛曳致湓陲L(fēng)管中是 不希望有的。然而，對(duì)這些系統(tǒng)來說，常見的是經(jīng)歷在某些情況下粉 塵沉積在風(fēng)管內(nèi)某些位置中。當(dāng)燃燒裝置在減小的負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)所經(jīng) 歷的穿過風(fēng)管的氣體速度減小是粉塵沉積的主要原因。粉塵沉積也可 能由于在裝置運(yùn)行時(shí)例如在較低過量空氣情況下運(yùn)行時(shí)環(huán)境的變化， 或者不同的燃料引起。最常見的沉積點(diǎn)是在風(fēng)管中或者在S C R入口排 風(fēng)罩的剛好上游的風(fēng)管中的盲流段(dead leg)。

圖1和2提供一 SCR系統(tǒng)由于灰分聚集而產(chǎn)生粉塵和最 終堵塞的例子。圖1示出當(dāng)燃燒裝置是在低負(fù)荷22下運(yùn)行時(shí)SCR系 統(tǒng)20的一部分。SCR系統(tǒng)20通常位于蒸汽發(fā)生器出口 (未示出)和
5預(yù)熱器入口 (未示出)之間。隨著煙氣流21穿過導(dǎo)管24流動(dòng)，飛灰
通常是存在于煙氣流中。催化劑26裝在導(dǎo)管24內(nèi)SCR系統(tǒng)20中， 并隨著煙道氣流21通過導(dǎo)管24而經(jīng)受將飛灰完全集中。催化劑26 通常被篩網(wǎng)28覆蓋，以便在飛灰到達(dá)催化劑通道(未示出)之前捕 集飛灰。 SCR系統(tǒng)20加工成一定尺寸，以便當(dāng)燃燒裝置(未示出) 滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)接收煙氣流21。當(dāng)燃燒裝置(未示出)在低負(fù)荷22下 運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)管24有較少煙道氣通過它。因此，煙氣流21的速度大大 減小。這種速度減小可能導(dǎo)致粉塵沉集。隨著煙氣流21穿過導(dǎo)管24 流動(dòng)，飛灰30聚集并沉降成粉塵堆32。由于導(dǎo)管24的設(shè)計(jì)，所以粉 塵堆32通常是僅僅在SCR入口排風(fēng)罩34的上游產(chǎn)生?，F(xiàn)在參見圖2，當(dāng)SCR系統(tǒng)20在滿負(fù)荷36下運(yùn)行時(shí)，煙 氣流21的速度增加回到設(shè)計(jì)速度。隨著速度增加到適應(yīng)滿負(fù)荷36, 已聚集在粉塵堆32中的飛灰30可以突然地重新帶走，同時(shí)使蜂涌而 至的飛灰38落到催化劑26上。結(jié)果，催化劑26內(nèi)的通道可能變堵 塞，且使SCR的效率降低?？邕^SCR系統(tǒng)20的壓降也可能增加。通常，為防止用于粉塵堆聚集采取的唯一措施包括風(fēng)管 的設(shè)計(jì)。 一般，通向SCR入口排氣罩的入口形狀可以這樣設(shè)計(jì)，以使 穿過該過渡件的速度在設(shè)計(jì)點(diǎn)處恒定。結(jié)果是風(fēng)管具有一傾斜的頂 部，所述傾斜的頂部同時(shí)擴(kuò)張，以便匹配SCR反應(yīng)器橫斷面。旁通管 用下迷方法進(jìn)行保持或是使它們裝備有阻尼器以便消除盲流段，或 是將旁通管制成沒有灰分可以集聚的架。這些途徑一般已證明不成功。在SCR入口排氣罩入口和 風(fēng)管中的盲流段處的粉塵沉積的問題仍然保留。隨著燃燒裝置回到滿 輸出負(fù)荷，灰堆滑坍到催化劑床上是個(gè)問題?，F(xiàn)行工藝幾乎沒有提供 解決在SCR反應(yīng)器入口區(qū)處灰分沉積的潛力。
發(fā)明提要本發(fā)明的一方面是一種用于使選擇催化還原系統(tǒng)的導(dǎo)管 中灰分流態(tài)化的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括氣源和空氣噴射集管，上述氣源用于 產(chǎn)生壓縮空氣，而上述空氣噴射集管與氣源連接，并通過導(dǎo)管中的一 個(gè)或多個(gè)孔與導(dǎo)管連接?？諝鈬娚浼苓m合于將壓縮空氣從氣源噴射到導(dǎo)管易于粉塵聚集的區(qū)域。本發(fā)明的另 一方面是用于使選擇催化還原系統(tǒng)的導(dǎo)管中 灰分流態(tài)化的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括導(dǎo)管，用于產(chǎn)生壓縮空氣的機(jī)構(gòu)，和空 氣噴射集管，所述空氣噴射集管與用于產(chǎn)生壓縮空氣的機(jī)構(gòu)連接，并 通過導(dǎo)管中的一個(gè)或多個(gè)孔與導(dǎo)管連接。空氣噴射集管包括一分集 管，所述分集管與多個(gè)噴射槍連接。多個(gè)噴射槍中的每一個(gè)都具有端 部噴嘴?？諝鈬娚浼苓m合于將壓縮空氣從用于產(chǎn)生壓縮空氣的機(jī)構(gòu) 噴射到導(dǎo)管易于粉塵聚集的區(qū)域。本發(fā)明的還有另 一方面是用于使選擇催化還原系統(tǒng)的導(dǎo) 管中灰分流態(tài)化的方法。方法包括下列步驟提供包括導(dǎo)管的選擇催 化還原系統(tǒng)；產(chǎn)生壓縮空氣；及通過空氣噴射集管和導(dǎo)管中的一個(gè)或 多個(gè)孔將壓縮空氣噴射到導(dǎo)管易于粉塵聚集的區(qū)域。本發(fā)明還有另一個(gè)方面選擇催化還原系統(tǒng)，所述選擇催 化還原系統(tǒng)包括導(dǎo)管，位于導(dǎo)管內(nèi)的催化劑，及用于在催化劑的上游 位置處將壓縮空氣噴射到導(dǎo)管中的機(jī)構(gòu)。
附圖簡介為了舉例說明本發(fā)明起見，附圖示出目前優(yōu)選的本發(fā)明 的形式。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于附圖中所示的精確配置和工 具(instrumentality)， 其中■
圖1是SCR系統(tǒng)在低負(fù)荷下運(yùn)行的剖視圖2是SCR系統(tǒng)在滿負(fù)荷下運(yùn)行的剖視圖3A是按照本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例所述系統(tǒng)的剖視圖3 B是按照本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例所述分集管的等角視圖4是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述噴嘴的剖視圖5A-5C是按照本發(fā)明的不同實(shí)施例所述的噴嘴的剖視圖；和
圖6是供在本發(fā)明的實(shí)施例中使用的歧管的剖視圖。
^洋細(xì)i兌明現(xiàn)在參見附圖，和尤其是參見圖3A和3B,在上述附圖中 同樣標(biāo)號(hào)表示同樣部件，本發(fā)明的一方面是系統(tǒng)120,所述系統(tǒng)120 用于使灰分流態(tài)化，以便防止在選擇催化還原系統(tǒng)(SCR)的導(dǎo)管124
7中形成粉塵123的塵堆122。在系統(tǒng)120中，將壓縮空氣(未示出) 從空壓機(jī)126或者工廠用氣源(未示出)的噴射到導(dǎo)管124易于粉塵 123聚集的區(qū)域中。系統(tǒng)120通常位于SCR易于粉塵123聚集的區(qū)域中，比 如，見圖1和2?？諝鈬娚浼?28通過導(dǎo)管中的一個(gè)或多個(gè)孔130 與導(dǎo)管124連接?？諝鈬娚浼?28通常包括用于控制氣流的控制閥 131和系統(tǒng)120用于維護(hù)的隔離部分?？諝鈬娚浼?28通常包括一 分集管132,所述分集管132與多個(gè)噴射槍134連接。每個(gè)噴射槍134 一般都包括一端部噴嘴136?，F(xiàn)在參見圖4和5A-5C,端部噴嘴136可以具有薯菇形帽 137，傾斜端138，穿孔端139，或者開口端140，以侵j吏壓縮空氣141 朝向特定方向。蘑菇形帽137配置成使穿過噴射槍134向上流動(dòng)的壓 縮空氣141向下對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)管124的表面(見箭頭)。傾斜端138配置成 使穿過噴射槍134向上流動(dòng)的壓縮空氣141朝向特定方向，比如側(cè)向 方向(見箭頭)。穿孔端139配置成使穿過噴射槍134向上流動(dòng)的壓 縮空氣141朝向特定方向，比如側(cè)向方向。開口端140配置成使穿過 噴射槍134向上流動(dòng)的壓縮空氣141朝向特定方向，比如向上方向。 蘑菇形帽137，傾斜端138，穿孔端139,和開口端140配置成包括篩 網(wǎng)或者合適尺寸的孔，以便幫助防止粉塵123進(jìn)入噴射槍134。可以 設(shè)想，每種類型端部噴嘴136都可以朝無數(shù)方向，比如伸縮式、旋轉(zhuǎn) 式、垂直地、水平地、側(cè)向上、軸向上等調(diào)節(jié)或活動(dòng)。單個(gè)分集管132 內(nèi)的多個(gè)噴射槍134可以包括不同類型端部噴嘴136的任何組合?？?供選擇地，如圖3B中所示，多個(gè)噴射槍134的至少其中之一可以不 包括端部噴嘴136,和壓縮空氣141可以穿過噴射槍及導(dǎo)管124中的 通孔130向上流動(dòng)。現(xiàn)在參見圖6，在另一個(gè)實(shí)施例中，分集管132包括一箱 形歧管142，所述箱形歧管142具有頂部144、底部146、和兩側(cè)邊 148,它們形成一內(nèi)腔150。頂部144包括頂部表面152。頂部表面152 可以包括外側(cè)唇邊153,所述外側(cè)唇邊153靠在導(dǎo)管124上，以便保 證集管132和導(dǎo)管之間的密封配合。多個(gè)噴射槍134向上貫穿頂部表 面152,并將壓縮空氣從內(nèi)腔150噴射到導(dǎo)管124易于粉塵123聚集 的區(qū)域中，上述內(nèi)腔150通過空氣噴射集管128提供。許多噴射槍134中的一個(gè)或多個(gè)可以裝配有端部噴嘴136。任選地，裝有發(fā)動(dòng)機(jī)、氣
壓缸或者其它機(jī)構(gòu)154與歧管142連接，并配置成在側(cè)向上前后移動(dòng) 歧管(見箭頭)，來促進(jìn)粉塵123在導(dǎo)管124中的運(yùn)動(dòng)。還可以設(shè)想， 可以利用一機(jī)構(gòu)來移動(dòng)圖3A和3B中的歧管。在使用中，將壓縮機(jī)126中的空氣傳送到空氣噴射集管 128。空氣噴射集管128供氣給分集管132，所述分集管132又將空氣 送到噴射槍134中。噴射槍134穿過孔130伸入導(dǎo)管124。噴射槍134 的總數(shù)可以根據(jù)SCR系統(tǒng)的尺寸改變。每個(gè)分集管128通常都給多個(gè) 噴射槍134供氣。在每個(gè)噴射槍134的端部處通常是一噴嘴136。每 個(gè)噴嘴136排出的空氣使噴嘴136的區(qū)域中的粉塵123流態(tài)化，并變 成在穿過導(dǎo)管124流動(dòng)的煙氣中重新帶走。利用壓縮空氣系統(tǒng)來消除SCR系統(tǒng)中灰分沉積具有優(yōu)于 現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是它排除粉塵大量涌入落到催化劑上并堵塞催 化劑。本發(fā)明具有壓縮空氣是廉價(jià)介質(zhì)并容易得到的優(yōu)點(diǎn)?？諌簷C(jī)所 必需的維護(hù)眾所周知、便于實(shí)施、且費(fèi)用低。此外，由于噴嘴設(shè)計(jì)和 集管配置可以為工廠的特殊要求定制，所以本發(fā)明的各方面可以很容 易改進(jìn)。盡管本發(fā)明已相對(duì)于其示例性實(shí)施例進(jìn)行了說明和舉例 說明，但該領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍 的情況下，對(duì)本發(fā)明可以進(jìn)行上述和各種其它改變、省略和添加。因 此，其它實(shí)施例都在下面權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，用于使選擇催化還原系統(tǒng)的導(dǎo)管中的灰分流態(tài)化，包括包括導(dǎo)管的選擇催化還原系統(tǒng)；用于產(chǎn)生壓縮空氣的氣源；和空氣噴射集管，所述空氣噴射集管與上述氣源連接，并通過上述導(dǎo)管中的一個(gè)或多個(gè)孔與上述導(dǎo)管連接，其中上述空氣噴射集管適合于將壓縮空氣從上述氣源噴射到上述導(dǎo)管的易于粉塵聚集的區(qū)域中。
2. 按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述空氣噴射集管還包括一分集管，所述分集管與多個(gè)噴射槍連接，上述多個(gè)噴射槍中每個(gè)都 具有一端部噴嘴。
3. 按照權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中上述端部噴嘴包括蘑菇形 帽、傾斜端配置、穿孔端配置、或者開口端配置的其中之一。
4. 按照權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中上述端部噴嘴可調(diào)節(jié)或者 可移動(dòng)。
5. 按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述空氣噴射集管還包括 歧管，所述歧管包括頂部表面，該頂部表面具有多個(gè)噴射槍，用于將 多個(gè)壓縮空氣噴射對(duì)準(zhǔn)風(fēng)管的易于聚集粉塵的區(qū)域。
6. 按照權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，還包括用于側(cè)向上移動(dòng)上述歧 管的機(jī)構(gòu)，以方便粉塵在上述導(dǎo)管中的運(yùn)動(dòng)。
7. 按照權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中上述用于移動(dòng)的機(jī)構(gòu)包括 電才幾或氣壓釭。
8. 用于使選擇催化還原系統(tǒng)的導(dǎo)管中灰分流態(tài)化的系統(tǒng)，包括導(dǎo)管；用于產(chǎn)生壓縮空氣的機(jī)構(gòu)；和空氣噴射集管，所述空氣噴射集管與上述用于產(chǎn)生壓縮空氣的機(jī) 構(gòu)連接，并通過上述導(dǎo)管中的一個(gè)或多個(gè)孔與所述導(dǎo)管連接，上述空 氣噴射集管包括一分集管，所述分集管具有多個(gè)噴射槍，上述多個(gè)噴 射槍中的每個(gè)都具有一端部噴嘴，其中上述空氣噴射集管適合于將壓 縮空氣從上述用于產(chǎn)生壓縮空氣的機(jī)構(gòu)噴射到上述導(dǎo)管易于粉塵聚 集的區(qū)域中。
9. 按照權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中上述端部噴嘴包括蘑菇形帽、傾斜端配置、穿孔端配置、或開口端配置的其中之一。
10. 按照權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中上述端部噴嘴可調(diào)節(jié)或可 移動(dòng)。
11. 按照權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中上述空氣噴射集管還包括 一歧管，所述歧管包括頂部表面，該頂部表面具有多個(gè)噴射槍用于將 多個(gè)壓縮空氣噴射對(duì)準(zhǔn)上述導(dǎo)管易于粉塵聚集的區(qū)域。
12. 按照權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括用于側(cè)向上移動(dòng)上述 歧管的機(jī)構(gòu)，以方便粉塵在上述導(dǎo)管中的運(yùn)動(dòng)。
13. 按照權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中上述用于移動(dòng)的機(jī)構(gòu)包才舌電4幾或氣壓缸。
14. 一種方法，用于使選擇催化還原系統(tǒng)的導(dǎo)管中灰分流態(tài)化， 包括提供包括導(dǎo)管的選擇催化還原系統(tǒng)； 產(chǎn)生壓縮空氣；和通過空氣噴射集管和上述導(dǎo)管中的一個(gè)或多個(gè)孔將上述壓縮空 氣噴射到上述導(dǎo)管易于粉塵聚集的區(qū)域中。
15. 按照權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括用于側(cè)向上移動(dòng)上述 歧管的機(jī)構(gòu)，以方便粉塵在上述導(dǎo)管中的運(yùn)動(dòng)。
16. 選擇催化還原系統(tǒng)，包括 導(dǎo)管；位于上述導(dǎo)管內(nèi)的催化劑；和用于在上述催化劑上游的位置處將壓縮空氣噴射到上述導(dǎo)管中 的機(jī)構(gòu)。
17. 按照權(quán)利要求16所述的選擇催化還原系統(tǒng)，其中上述用于 噴射的機(jī)構(gòu)還包括用于產(chǎn)生壓縮空氣的機(jī)構(gòu)；和空氣噴射集管，所述空氣噴射集管與上述用于產(chǎn)生壓縮空氣的機(jī) 構(gòu)連接，并通過上述導(dǎo)管中的一個(gè)或多個(gè)孔與所述導(dǎo)管連接，上述空 氣噴射集管包括一分集管，所述分集管與多個(gè)噴射槍連接，上述多個(gè) 噴射槍中每個(gè)都具有端部噴嘴，其中上述空氣噴射集管適合于將壓縮 空氣從上述用于產(chǎn)生壓縮空氣的機(jī)構(gòu)噴射到上述導(dǎo)管易于粉塵聚集的區(qū)域中。
18. 按照權(quán)利要求17所述的催化還原系統(tǒng)，其中上述端部噴嘴 包括蘑菇形帽、傾斜端配置、穿孔端配置、或開口端配置的其中之一。
19. 按照權(quán)利要求17所述的選擇催化還原系統(tǒng)，其中上述端部噴嘴可調(diào)節(jié)或可移動(dòng)。
全文摘要
一種用于使選擇催化還原系統(tǒng)的導(dǎo)管(124)中灰分流態(tài)化的系統(tǒng)(120)。系統(tǒng)(120)包括導(dǎo)管(124)，用于產(chǎn)生壓縮空氣的氣源(126)，和空氣噴射集管(128)，所述空氣噴射集管(128)與氣源(126)連接，并通過導(dǎo)管(124)中的一個(gè)或多個(gè)孔(130)與導(dǎo)管(124)連接。空氣噴射集管(128)適合于將壓縮空氣從氣源(126)噴射到導(dǎo)管易于粉塵聚集的區(qū)域中?？諝鈬娚浼?128)包括一分集管(132)，所述分集管(132)與多個(gè)噴射槍(134)連接。多個(gè)噴射槍(134)中每個(gè)都具有端部噴嘴(136)。端部噴嘴(136)可以具有蘑菇形帽(137)或傾斜端配置，以便使空氣朝向特定方向。
文檔編號(hào)F23J3/00GK101495807SQ200780028709
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2007年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月28日
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