本實用新型屬于煙氣脫硝領(lǐng)域,具體而言,本實用新型涉及輻射管。
背景技術(shù):
隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,天然氣、石油和煤等化石燃料等能源得到更加廣泛的應(yīng)用,使得環(huán)境問題日益嚴峻,因此引起了一系列環(huán)境問題,如酸雨、臭氧層破壞、溫室效應(yīng)等,使得我們的生存環(huán)境愈加嚴峻。我國以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)決定了我國的氮氧化物和硫氧化物排放量一直處于居高不下的狀況,大量污染性氣體的排放,使得環(huán)境問題日益嚴峻,不僅嚴重影響我國人民的生產(chǎn)生活,而且不利于我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此,環(huán)境問題得到了國家越來越多的關(guān)注。
人類活動排放的NOX90%以上來自燃料燃燒過程。各種工業(yè)爐窯、民用爐灶、機動車及其他內(nèi)燃機中的燃料高溫燃燒時,燃料中的含氮物質(zhì)氧化生成NOX,參與燃燒的空氣中的N2和O2也會生成NOX。從能源結(jié)構(gòu)來看,我國的一次能源和發(fā)電能源構(gòu)成中,煤占據(jù)了絕對的主導(dǎo)地位。并且我國80%以上的煤是直接燃燒的,特別是用于電站、工業(yè)鍋爐及民用鍋爐中。因此,相當長的時期內(nèi),煙氣中的NOX排放是導(dǎo)致我國大氣NOX污染的一個主要因素,如何減少固定源排放的NOX是大氣環(huán)境治理的一個重要課題。
因此,現(xiàn)有燃燒過程產(chǎn)生氮氧化物污染環(huán)境的問題亟待解決。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此,本實用新型的一個目的在于提出一種輻射管,采用該輻射管可以顯著降低煙氣中氮氧化物排放,并且煙氣余熱得到充分利用。
在本實用新型的一個方面,本實用新型提出了一種輻射管。根據(jù)本實用新型的實施例,所述輻射管包括:
管體,所述管體包括第一部分、第二部分和第三部分,所述第二部分的兩端分別與所述第一部分和所述第三部分相連,并且所述第一部分和所述第三部分內(nèi)沿著遠離所述第二部分的方向均依次限定出蓄熱區(qū)、混合區(qū)、脫硝蓄熱區(qū)和導(dǎo)氣區(qū),所述脫硝蓄熱區(qū)填充有脫硝蓄熱體,所述蓄熱區(qū)填充有蓄熱體;
供氣管組件,所述供氣管組件分別與所述第一部分和所述第三部分內(nèi)的導(dǎo)氣區(qū)連通,并且所述供氣管組件交替地向所述第一部分和所述第三部分提供混合氣體;
還原劑供給組件,所述還原劑供給組件分別與所述第一部分和所述第三部分內(nèi)的混合區(qū)連通,并且所述還原劑供給組件交替地向所述第一部分和所述第三部分提供還原劑;
點火裝置,所述點火裝置從所述導(dǎo)氣區(qū)延伸至所述第二部分;
排煙管組件,所述排煙管組件分別與所述第一部分和所述第三部分的導(dǎo)氣區(qū)導(dǎo)通;
其中,所述供氣管組件向所述第一部分和所述第三部分中的其中一個提供所述混合氣體時,所述還原劑供給組件向所述第一部分和所述第三部分中的另一個供給所述還原劑,并且所述混合氣體燃燒后生成的煙氣從所述排煙管組件的與所述第一部分和所述第三部分中的另一個連通的部分排出。
根據(jù)本實用新型實施例的輻射管通過在管體的第一部分和第三部分中分別依次布置蓄熱區(qū)、混合區(qū)、脫硝蓄熱區(qū)和導(dǎo)氣區(qū),使得第三部分燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣經(jīng)第一部分的蓄熱區(qū)進行蓄熱(以第一部分處于蓄熱狀態(tài),第二部分處于放熱狀態(tài)為例),然后進入混合區(qū)與還原劑進行混合后進入脫硝蓄熱區(qū)進行脫硝和蓄熱,最后經(jīng)導(dǎo)氣區(qū)排出,從而可以脫除煙氣中的氮氧化物,使得煙氣達標排放(NOx脫除率可達98%以上),而同時混合氣體經(jīng)第三部分的導(dǎo)氣區(qū)進入脫銷蓄熱區(qū)進行預(yù)熱后再經(jīng)混合區(qū)后進入蓄熱區(qū)進行預(yù)熱后進入第三部分燃燒供熱,從而實現(xiàn)煙氣余熱的充分利用,與其他單獨設(shè)置脫硝裝置的技術(shù)相比,本申請通過在輻射管中布置脫硝蓄熱體,該脫硝蓄熱體結(jié)構(gòu)簡單且成本低廉。由此,本申請中通過將脫硝和蓄熱技術(shù)有效結(jié)合,可以在實現(xiàn)降低煙氣中氮氧化物排放的同時實現(xiàn)煙氣余熱的充分利用。
另外,根據(jù)本實用新型上述實施例的輻射管還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
任選的,所述輻射管為U型輻射管。由此,可以顯著提高輻射管的熱輻射效率。
任選的,所述供氣管組件與所述排煙管組件通過四通換向閥連接。
任選的,所述供氣管組件包括供氣總管、第一支管和第二支管,所述四通換向閥具有第一至第四口,所述第一口與所述供氣總管相連,所述第一支管分別與所述第一部分的導(dǎo)氣區(qū)和所述第二口相連,所述排煙管組件與所述第三口相連,所述第二支管與所述第三部分的導(dǎo)氣區(qū)和所述第四口相連。
任選的,所述脫硝蓄熱體包括:50~100重量份的無機粉料;5~40重量份的脫硝催化劑;以及1~10重量份的添加劑。由此,可以顯著提高煙氣中氮氧化物的脫除率。
任選的,所述脫硝蓄熱體為球狀、條狀或蜂窩體狀。由此,可以顯著提高煙氣中氮氧化物的脫除率。
任選的,所述混合氣體包括空氣和氣體燃料。
任選的,所述氣體燃料為選自電石爐尾氣和預(yù)熱爐熱解氣中的至少一種。由此,可以在降低成本的同時擴大燃料的適用范圍。
任選的,所述第一部分和所述第三部分的混合區(qū)布置有霧化器,所述霧化器與所述還原劑供給組件相連。由此,可以進一步提高煙氣中氮氧化物的脫除率。
本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本實用新型的實踐了解到。
附圖說明
本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解,其中:
圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的輻射管的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是根據(jù)本實用新型再一個實施例的輻射管中的脫硝蓄熱體的制備方法流程示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,旨在用于解釋本實用新型,而不能理解為對本實用新型的限制。
在本實用新型的描述中,需要理解的是,術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本實用新型的限制。
此外,術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本實用新型的描述中,“多個”的含義是至少兩個,例如兩個,三個等,除非另有明確具體的限定。
在本實用新型中,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或成一體;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系,除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
在本實用新型中,除非另有明確的規(guī)定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸,或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本實用新型的一個方面,本實用新型提出了一種輻射管。根據(jù)本實用新型的實施例,參考圖1,輻射管包括:管體100、供氣管組件200、還原劑供給組件300、點火裝置400和排煙管組件500。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,參考圖1,管體100包括第一部分11、第二部分12和第三部分13,第二部分12的兩端分別與第一部分11和第三部分13相連,并且第一部分11和第三部分13內(nèi)沿著遠離第二部分12的方向均依次限定出蓄熱區(qū)14、混合區(qū)15、脫硝蓄熱區(qū)16和導(dǎo)氣區(qū)17,脫硝蓄熱區(qū)16填充有脫硝蓄熱體,蓄熱區(qū)14填充有蓄熱體。具體的,首先以第一部分蓄熱,第三部分放熱為例,混合氣體經(jīng)第三部分的導(dǎo)氣區(qū)進入脫銷蓄熱區(qū)進行預(yù)熱,然后經(jīng)混合區(qū)進入蓄熱區(qū)再次預(yù)熱,最終余熱后的混合氣體進入第二部分參與燃燒供熱;而第三部分燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣進入第一部分的蓄熱區(qū)對其中蓄熱體進行蓄熱,然后進入混合區(qū)與還原劑混合后進入脫硝蓄熱區(qū)進行脫硝和蓄熱,最后經(jīng)導(dǎo)氣區(qū)排出;而當?shù)谝徊糠中顭嵬耆?,第三部分放熱完全,二者狀態(tài)切換,即第一部分放熱,第三部分蓄熱。
根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,參考圖1,輻射管可以為U型輻射管。
根據(jù)本實用新型的再一個具體實施例,脫硝蓄熱區(qū)16中的脫硝蓄熱體可以包括:50~100重量份的無機粉料;5~40重量份的脫硝催化劑;以及1~10重量份的添加劑;其中,所述添加劑為電石渣。
根據(jù)本實用新型的再一個實施例,上述無機粉料的組成并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,無機粉料可以包括:20~50重量份的焦寶石;15~40重量份的堇青石;6~20重量份的高嶺土;以及15~30重量份的石英。
根據(jù)本實用新型的又一個實施例,上述脫硝催化劑的組成并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,脫硝催化劑可以包括:10~60重量份的TiO2-Al2O3復(fù)合氧化物載體;10~50重量份的活性炭主活性成分;5~20重量份的V2O5-WO3復(fù)合氧化物輔助活性成分;以及0.1~20重量份的助劑,其中,所述助劑為鐵和鑭。
根據(jù)本實用新型的又一個實施例,上述TiO2-Al2O3復(fù)合氧化物載體中Ti與Al元素的摩爾比并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,TiO2-Al2O3復(fù)合氧化物載體中Ti與Al元素的摩爾比可以為1:(0.01~2)。
根據(jù)本實用新型的又一個實施例,上述V2O5-WO3復(fù)合氧化物輔助活性組分中V與W元素的摩爾比并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,V2O5-WO3復(fù)合氧化物輔助活性組分中V與W元素的摩爾比可以為1:(0.1~5)。
根據(jù)本實用新型的又一個實施例,上述助劑中鐵和鑭的質(zhì)量并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,助劑中鐵和鑭的質(zhì)量可以分別獨立地為上述脫硝蜂窩蓄熱體總質(zhì)量的0.1~10%。
根據(jù)本實用新型的又一個實施例,上述添加劑的組成并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,添加劑可以包括:1~10重量份的電石渣;1~5重量份的粘結(jié)劑、潤滑劑以及增塑保濕劑。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),因電石渣兼具大粒徑、表面結(jié)構(gòu)疏松以及顆粒間不規(guī)則分布著許多尺寸較大的孔隙、耐酸腐蝕特性,因此,在蓄熱體中添加適量的電石渣能夠顯著提升蓄熱體的比表面積、蓄熱/放熱性能、耐磨性和耐腐蝕性能。
根據(jù)本實用新型的又一個實施例,上述粘結(jié)劑并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,粘結(jié)劑可為甲基纖維素。
根據(jù)本實用新型的又一個實施例,上述潤滑劑和增塑保濕劑并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,潤滑劑和增塑保濕劑可以均為甘油。
根據(jù)本實用新型的又一個具體實施例,脫硝蓄熱體可以為球狀、條狀或蜂窩體狀。具體的,若脫硝蓄熱體中催化劑為球狀,催化劑直徑可以為3~6mm;若催化劑為條狀,催化劑為圓柱體形狀,直徑可以為3~6mm,長度可以為10~60mm;若催化劑為蜂窩狀,可以為長方體、正方體,也可以為圓形、扇形、橢圓形等,尺寸一般可以為150mm×150mm×150mm、250mm×200mm×150mm等,孔徑一般為10mm×10mm、15mm×15mm,20mm×20mm等,外形、尺寸、孔徑可根據(jù)具體工況、使用環(huán)境等綜合因素考慮后確定。蜂窩體狀是優(yōu)選的,這是因為蜂窩狀催化劑的比表面積相較其他形狀的催化劑大,催化劑與反應(yīng)介質(zhì)的接觸面更大,催化反應(yīng)效率更高。當催化劑為蜂窩體狀時,催化劑的比表面積在400m2/m3以上,機械強度>4MPa,還原氮氧化物的催化活性可高達90%以上。
為了方便理解,下面參考圖2對上述脫硝蜂窩蓄熱體的制備方法進行詳細描述。根據(jù)本實用新型的實施例,該方法包括:
S100:將無機粉料、添加劑與水進行混合捏合煉制
該步驟中,將無機粉料、添加劑與水進行混合捏合煉制,以便得到泥料。由此,有利于后續(xù)得到蜂窩體胚料,且添加劑的加入可顯著提高后續(xù)所得脫硝蜂窩蓄熱體的品位。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,無機粉料和添加劑的混合比例并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇,根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,無機粉料和添加劑的質(zhì)量比可以為(50~100):(1~10)。
根據(jù)本實用新型的再一個實施例,上述無機粉料的組成并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,無機粉料可以包括:20~50重量份的焦寶石;15~40重量份的堇青石;6~20重量份的高嶺土;以及15~30重量份的石英。
根據(jù)本實用新型的又一個實施例,上述添加劑的組成并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,添加劑可以包括:1~10重量份的電石渣;1~5重量份的粘結(jié)劑、潤滑劑以及增塑保濕劑。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),因電石渣兼具大粒徑、表面結(jié)構(gòu)疏松以及顆粒間不規(guī)則分布著許多尺寸較大的孔隙、耐酸腐蝕特性,因此,在蓄熱體中添加適量的電石渣能夠顯著提升蓄熱體的比表面積、蓄熱/放熱性能、耐磨性和耐腐蝕性能。
根據(jù)本實用新型的又一個實施例,上述粘結(jié)劑并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,粘結(jié)劑可為甲基纖維素。
根據(jù)本實用新型的又一個實施例,上述潤滑劑和增塑保濕劑并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,潤滑劑和增塑保濕劑可以均為甘油。
S200:將泥料進行陳腐、真空精煉和真空擠制
該步驟中,將泥料進行陳腐、真空精煉和真空擠制,以便得到蜂窩體胚料。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),泥料經(jīng)過陳腐可使泥料中的無機粉料、添加劑和水三者之間混合均勻且反應(yīng)充分;真空精煉有助于提高蜂窩體胚料的品位;而真空擠制有助于形成蜂窩體狀的蜂窩體胚料。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,陳腐的溫度和時間并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇,根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,陳腐的溫度可以為15~25攝氏度,時間可以為24~48小時。由此,可以顯著提高所得脫硝蜂窩蓄熱體的蓄熱和脫硝性能。
S300:將蜂窩體胚料進行定型、干燥和燒制
該步驟中,將蜂窩體胚料進行定型、干燥和燒制,以便得到蓄熱體胚體。由此,可進一步提高脫硝蜂窩蓄熱體的品位。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,燒制的溫度并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇,根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,燒制的溫度可以為1200~1400攝氏度。
S400:將鈦源溶液、鋁源溶液與氨水進行共沉淀,并將活性炭與含有氫氧化鈦和氫氧化鋁的沉淀混合物進行混合
該步驟中,將鈦源溶液、鋁源溶液與氨水進行共沉淀,以便得到含有氫氧化鈦和氫氧化鋁的沉淀混合物,并將活性炭與上述含有氫氧化鈦和氫氧化鋁的沉淀混合物進行混合。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),活性炭具有非常發(fā)達的空隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積,因而具有很強的吸附性,同時,因活性炭表面含有多元含氧官能團,能優(yōu)先吸附煙氣中的SO2和水蒸氣,將之氧化并生成H2SO4,由此,在脫硝催化劑中加入活性炭既不影響脫硝催化劑的活性,還能顯著增強脫硝催化劑的抗SO2和抗水蒸氣中毒性能。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,在S400中,含有鈦源溶液、鋁源溶液與氨水的混合液的pH并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇,根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,含有鈦源溶液、鋁源溶液與氨水的混合液的pH可以為9~11。
該步驟中,具體的,將鈦源溶液、鋁源溶液、氨水通過并流的方式,按一定流速滴入裝有少量去離子水的反應(yīng)釜中,該反應(yīng)釜中設(shè)有攪拌裝置,保證溶液混合均勻、反應(yīng)充分,并且鈦源溶液與鋁源溶液滴入速度相同,控制氨水的滴入速度,將反應(yīng)液的pH值控制在9~11之間,共沉淀得到氫氧化鈦與氫氧化鋁的沉淀混合物,最后將活性炭與上述得到的沉淀混合物混合。
S500:將偏鎢酸銨、偏釩酸銨試劑溶解于草酸中
該步驟中,將偏鎢酸銨、偏釩酸銨試劑溶解于草酸中。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),將偏鎢酸銨、偏釩酸銨試劑溶解于草酸中有利于偏鎢酸銨、偏釩酸銨在催化劑中均勻分散,從而提高脫硝蜂窩蓄熱體的品位。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,含有偏鎢酸銨、偏釩酸銨試劑和草酸的混合液的pH并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇,根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,含有偏鎢酸銨、偏釩酸銨試劑和草酸的混合液的pH可以為5~7。
S600:將氯化鐵和氯化鑭與S500所得溶液進行混合
該步驟中,將氯化鐵和氯化鑭與S500所得溶液進行混合,以便得到含有鎢、釩、鐵、鑭的混合溶液。
S700:將S300所得蓄熱體胚體進行酸化處理后浸漬于S400所得到的含有活性炭的沉淀混合物中
該步驟中,將S300所得蓄熱體胚體進行酸化處理后浸漬于S400所得到的含有活性炭的沉淀混合物中。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,浸漬的溫度和時間并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇,根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,浸漬的溫度可以為35~60攝氏度,時間可以為8~15h。
該步驟中,具體的,將S300所得蓄熱體胚體用去離子水清洗后進行酸活化處理,然后清洗瀝干后浸漬于S400所得到的含有活性炭的沉淀混合物中。
S800:將S700中得到的蓄熱體進行干燥和焙燒處理
該步驟中,將S700中得到的蓄熱體進行干燥和焙燒處理,由此,可脫除該蓄熱體中的多余水分,可進一步提高脫硝蜂窩蓄熱體的品位。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,干燥的溫度和時間并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇,根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,干燥的溫度可以為85~115攝氏度,時間可以為8~15h。
根據(jù)本實用新型的再一個實施例,焙燒的溫度和時間并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇,根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,焙燒的溫度可以為350~750攝氏度,時間可以為5~8h。
該步驟中,具體的,將S700得到的蓄熱體取出并將其孔內(nèi)的殘余吹凈,然后在85~115℃條件下干燥8~15h后,在350~750℃條件下焙燒5~8h后稱重。反復(fù)數(shù)次,直至重量不再增加。
S900:將S800得到的固體浸漬入等體積的含有鎢、釩、鐵、鑭的混合溶液中,并且進行干燥和焙燒處理
該步驟中,將S800得到的固體浸漬入等體積的含有鎢、釩、鐵、鑭的混合溶液中,并且進行干燥和焙燒處理,以便得到脫硝蜂窩蓄熱體。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,浸漬的溫度和時間并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇,根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,浸漬的溫度可以為15~30攝氏度,時間可以為8~15h。
根據(jù)本實用新型的再一個實施例,干燥的溫度和時間并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇,根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,干燥的溫度可以為85~115攝氏度,時間可以為8~15h。
根據(jù)本實用新型的又一個實施例,焙燒的溫度和時間并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇,根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,焙燒的溫度可以為350~600攝氏度,時間可以為5~8h。
需要說明的是,制備過程中鈦源溶液、鋁源溶液、氨水、偏鎢酸銨、偏釩酸銨、氯化鐵、氯化鑭、活性炭等原料的的濃度或用量以能滿足最終所得脫硝蜂窩蓄熱體中的脫硝催化劑(脫硝蜂窩蓄熱體中脫硝催化劑為5~40重量份)包括:10~60重量份的TiO2-Al2O3復(fù)合氧化物載體;10~50重量份的活性炭主活性成分;5~20重量份的V2O5-WO3復(fù)合氧化物輔助活性成分;0.1~20重量份的助劑,其中,所述助劑為鐵和鑭,所述TiO2-Al2O3復(fù)合氧化物載體中Ti與Al元素的摩爾比為1:(0.01~2);所述V2O5-WO3復(fù)合氧化物輔助活性組分中V與W元素的摩爾比為1:(0.1~5);所述助劑中鐵和鑭的質(zhì)量分別獨立地為所述脫硝蜂窩蓄熱體總質(zhì)量的0.1~10%為準。
根據(jù)本實用新型的又一個具體實施例,參考圖1,第一部分11和第三部分13的混合區(qū)15布置有霧化器18,并且霧化器18與還原劑供給組件300相連。由此,采用氣泡霧化技術(shù),使用高壓壓縮空氣作為霧化介質(zhì),使還原劑噴出的瞬間霧化為小霧滴,霧滴顆粒可達到40μm以下,能夠很好的與煙氣混合均勻,從而提高煙氣中氮氧化物的脫除率。具體的,還原劑可以為氨水或尿素。
根據(jù)本實用新型的再一個實施例,參考圖1,供氣管組件200分別與第一部分11和第三部分13內(nèi)的導(dǎo)氣區(qū)17連通,并且供氣管組件200交替地向第一部分11和第三部分13提供混合氣體。具體的,當?shù)谝徊糠痔幱谛顭釥顟B(tài)時,供氣管組件向第三部分提供混合氣體,反之,當?shù)牟糠痔幱谛顭釥顟B(tài)時,供氣管組件向第一部分提供混合氣體。
根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,混合氣體可以包括空氣和氣體燃料。根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,氣體燃料可以為選自電石爐尾氣和預(yù)熱爐熱解氣中的至少一種。由此,可以在降低成本的同時擴大燃料的適用范圍。需要說明的是,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要對混合氣體中氣體燃燒和空氣的配比進行選擇。
根據(jù)本實用新型的又一個實施例,參考圖1,還原劑供給組件300分別與第一部分11和第三部分13內(nèi)的混合區(qū)17連通,并且還原劑300供給組件交替地向第一部分11和第三部分13提供還原劑。具體的,當?shù)谝徊糠痔幱谛顭釥顟B(tài)時,還原劑供給組件向第一部分提供還原劑,反之當?shù)谌糠痔幱谛顭釥顟B(tài)時,還原劑供給組件向第三部分提供還原劑。
根據(jù)本實用新型的又一個實施例,參考圖1,點火裝置400從導(dǎo)氣區(qū)17延伸至第二部分12。根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,點火裝置400可以為兩個,并且兩個點火裝置400分別從第一部分和第二部分的導(dǎo)氣區(qū)17延伸至第二部分12。具體的,點火裝置可以為電子點火槍。
根據(jù)本實用新型的又一個實施例,參考圖1,排煙管組件500分別與第一部分11和第三部分13的導(dǎo)氣區(qū)17導(dǎo)通。具體的,當?shù)谝徊糠痔幱谛顭釥顟B(tài)時,排煙管組件與第一部分導(dǎo)通,反之,當?shù)谌糠痔幱谛顭釥顟B(tài)時,排煙管組件與第三部分導(dǎo)通。
根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,參考圖1,供氣管組件200與排煙管組件500可以通過四通換向閥600連接。根據(jù)本實用新型的一個具體實施例,參考圖1,供氣管組件200包括供氣總管21、第一支管22和第二支管23,四通換向閥600具有第一口601、第二口602、第三口603和第四口604,第一口601與供氣總管21相連,第一支管22分別與第一部分11的導(dǎo)氣區(qū)17和第二口602相連,排煙管組件500與第三口603相連,第二支管23與第三部分13的導(dǎo)氣區(qū)17和第四口604相連。具體的,當?shù)谝徊糠痔幱谛顭釥顟B(tài),第三部分處于放熱狀態(tài)時,四通換向閥的第二口和第三口連通,而第一口和第四口連通;反之當?shù)谝徊糠痔幱诜艧釥顟B(tài),第三部分處于蓄熱狀態(tài)時,四通換向閥的第三口和第四口連通,而第一口和第二口連通。
根據(jù)本實用新型的又一個實施例,供氣管組件向第一部分和第三部分中的其中一個提供混合氣體時,還原劑供給組件向第一部分和第三部分中的另一個供給還原劑,并且混合氣體燃燒后生成的煙氣從排煙管組件的與第一部分和第三部分中的另一個連通的部分排出。具體的,當?shù)谝徊糠痔幱谛顭釥顟B(tài),第三部分處于放熱狀態(tài)時,還原劑供給組件向第一部分的混合區(qū)供給還原劑,同時第一部分與排煙管組件導(dǎo)通,而供氣管組件向第三部分的導(dǎo)氣區(qū)供給混合氣體;反之,當?shù)谝徊糠痔幱诜艧釥顟B(tài),第三部分處于蓄熱狀態(tài)時,還原劑供給組件向三部分的混合區(qū)供給還原劑,同時第三部分與排煙管組件導(dǎo)通,而供氣管組件向第一部分的導(dǎo)氣區(qū)供給混合氣體。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn),通過在管體的第一部分和第三部分中分別依次布置蓄熱區(qū)、混合區(qū)、脫硝蓄熱區(qū)和導(dǎo)氣區(qū),使得第三部分燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣經(jīng)第一部分的蓄熱區(qū)進行蓄熱(以第一部分處于蓄熱狀態(tài),第二部分處于放熱狀態(tài)為例),然后進入混合區(qū)與還原劑進行混合后進入脫硝蓄熱區(qū)進行脫硝和蓄熱,最后經(jīng)導(dǎo)氣區(qū)排出,從而可以脫除煙氣中的氮氧化物,使得煙氣達標排放(NOx脫除率可達98%以上),而同時混合氣體經(jīng)第三部分的導(dǎo)氣區(qū)進入脫銷蓄熱區(qū)進行預(yù)熱后再經(jīng)混合區(qū)后進入蓄熱區(qū)進行預(yù)熱后進入第三部分燃燒供熱,從而實現(xiàn)煙氣余熱的充分利用,與其他單獨設(shè)置脫硝裝置的技術(shù)相比,本申請通過在輻射管中布置脫硝蓄熱體,該脫硝蓄熱體結(jié)構(gòu)簡單且成本低廉。由此,本申請中通過將脫硝和蓄熱技術(shù)有效結(jié)合,可以在實現(xiàn)降低煙氣中氮氧化物排放的同時實現(xiàn)煙氣余熱的充分利用。
為了方便理解,下面對采用本申請輻射管的工作狀態(tài)進行詳細描述。首先,通過供氣管組件向第一部分的導(dǎo)氣區(qū)供給混合氣體,通過還原劑供給組件向第三部分的混合區(qū)提供還原劑,使得混合氣體依次經(jīng)脫硝蓄熱區(qū)、混合區(qū)和蓄熱區(qū)后進入第三部分,然后在第二部分點火裝置下點燃進行燃燒以熱輻射狀態(tài)供熱,而產(chǎn)生的高溫煙氣進入第三部分的蓄熱區(qū)進行蓄熱,然后進入混合區(qū)與還原劑混合后進入脫硝蓄熱區(qū)進行脫硝和蓄熱,最后經(jīng)導(dǎo)氣區(qū)排至煙氣管組件,當?shù)谌糠中顭嵬耆?,停止向第一部分供給混合氣體,改向第三部分的導(dǎo)氣區(qū)供給混合氣體,停止向第三部分的混合區(qū)供給還原劑,改為向第一部分的混合區(qū)供給還原劑,使得混合氣體經(jīng)第三部分的導(dǎo)氣區(qū)進入脫硝蓄熱區(qū)進行預(yù)熱,然后經(jīng)混合區(qū)進入蓄熱區(qū)再次預(yù)熱后進入第二部分參與燃燒,而高溫煙氣進入第一部分的蓄熱區(qū)進行蓄熱后進入混合區(qū)與還原劑混合,然后進入脫硝蓄熱區(qū)進行脫硝和蓄熱,最后從第一部分導(dǎo)氣區(qū)排出,通過控制混合氣體和煙氣流量,使得第一部分蓄熱(放熱)時間與第三部分放熱(蓄熱)時間相同,然后待其中一個蓄熱或放熱完全后切換其狀態(tài)。
如上所述,根據(jù)本實用新型實施例的輻射管可具有選自下列的優(yōu)點至少之一:
根據(jù)本實用新型實施例的輻射管采用集蓄熱和脫硝功能一體的脫硝蓄熱體,取消了低溫蓄熱體的布置,減少了蓄熱室布置空間,降低了蓄熱裝置成本,脫硝效率高;
根據(jù)本實用新型實施例的輻射管采用電石渣作為添加劑的脫硝蓄熱體,將電石渣用于環(huán)保領(lǐng)域,達到以廢治廢的目的;
根據(jù)本實用新型實施例的輻射管使得混合氣體通過蓄熱脫硝系統(tǒng)被加熱至500~600℃后參與燃燒,充分利用燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣預(yù)熱空氣或燃氣,高效節(jié)能,能源利用率高。
在本說明書的描述中,參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外,在不相互矛盾的情況下,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例,可以理解的是,上述實施例是示例性的,不能理解為對本實用新型的限制,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。