專利名稱：一種煙氣脫硝設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種煙氣脫硝設(shè)備。
背景技術(shù)：
煙氣是熱電廠的主要排放物之一，通過可燃物在燃燒器(即鍋爐)中燃燒產(chǎn)生。 由于煙氣中通常含有大量的氮氧化物NOi^BNO,這些氮氧化物如果直接排放到大氣中， 會導(dǎo)致腐蝕性很強的酸雨，因此煙氣在排放之前必須經(jīng)過脫氮(即脫硝)處理。目前，運用比較成熟的煙氣脫硝技術(shù)之一為選擇性催化還原(SCR)工藝，SCR 脫硝工藝的化學(xué)反應(yīng)原理為在催化劑存在的條件下，在煙氣中噴入脫硝劑(尿素或者 氨)，在特定的溫度范圍內(nèi)與煙氣中的NOx進行選擇性還原反應(yīng)生成氮氣(N2)和水蒸氣 (H2O)。由于SCR脫硝的溫度為280-420°C，而煙氣的溫度通常為800°C甚至1000°C以 上，為了實現(xiàn)煙氣的降溫，目前通常的做法是在催化劑床層前增設(shè)一個省煤器(即換熱 器)，省煤器由多個互相串聯(lián)連接的換熱管形成。為了保證換熱后的煙氣能夠滿足SCR 反應(yīng)的要求，換熱管的數(shù)目非常龐大，從而省煤器的體積非常龐大。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有煙氣脫硝設(shè)備存在的省煤器體積龐大的問 題，提供一種省煤器體積小的煙氣脫硝設(shè)備。本實用新型提供了一種煙氣脫硝設(shè)備，該設(shè)備包括煙道以及設(shè)置在煙道內(nèi)的脫 硝劑供給裝置、省煤器和催化劑床層，沿?zé)煔獾牧鲃臃较?，所述脫硝劑供給裝置、省煤 器和催化劑床層依次設(shè)置在所述煙道內(nèi)，其中，所述省煤器包括換熱管和多個換熱片， 所述換熱管穿過所述換熱片，并且換熱管的外壁與換熱片緊密接觸。本實用新型通過使用新的省煤器(包括換熱管和多個換熱片，所述換熱管穿過 所述換熱片，并且換熱管的外壁與換熱片緊密接觸)，提高了換熱效率，從而在保證換熱 效果的情況下，大大縮小了省煤器的體積。

圖1為本實用新型提供的煙氣脫硝設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的一種實施方式中的煙氣脫硝設(shè)備中省煤器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的一種實施方式中的煙氣脫硝設(shè)備中省煤器的換熱片的結(jié)構(gòu) 示意圖；圖4為本實用新型的另一種實施方式中的煙氣脫硝設(shè)備中省煤器的換熱片的結(jié) 構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細的說明。[0012]如圖1所示，本實用新型提供了一種煙氣脫硝設(shè)備，該設(shè)備包括煙道1以及設(shè)置 在煙道1內(nèi)的脫硝劑供給裝置2、省煤器3和催化劑床層4，沿?zé)煔獾牧鲃臃较?，所述?硝劑供給裝置2、省煤器3和催化劑床層4依次設(shè)置在所述煙道1內(nèi)，其中，所述省煤器 3包括換熱管5和多個換熱片6，所述換熱管5穿過所述換熱片6，并且換熱管5的外壁與 換熱片6緊密接觸。所述換熱片的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)換熱的需要和換熱管的尺寸改變，例如，如圖3所 示，所述換熱片6上形成有與所述換熱管5的尺寸匹配的空間。如圖4所示，在另一種實施方式中，每個換熱片6包括多個板體，該板體具有凹 槽且相鄰的兩個板體中的凹槽彼此相對，形成與換熱管5的形狀相適應(yīng)的空間，所述換 熱管5穿過該空間與換熱片6緊密接觸。如圖2所示，在一種優(yōu)選實施方式中，所述多個換熱片6平行排列，所述換熱管 5多次往返地依次穿過多個平行排列換熱片6，形成平行的多行和多列的換熱管陣列。在另一種優(yōu)選實施方式中，所述多個換熱片6平行排列，所述換熱管5為多個， 多個換熱管5依次穿過多個平行排列的換熱片6，形成平行的多行和多列的換熱管陣列。在本實用新型中，所述省煤器3中的換熱片6的數(shù)量可以在很大范圍內(nèi)改變，可 以根據(jù)換熱的需要以及尺寸的需要進行調(diào)整，優(yōu)選情況下，多個平行排列的換熱片6的 總厚度可以為單行或單列換熱管5長度的10-20%，更優(yōu)選的情況下，多個平行排列的換 熱片6中相鄰的兩個換熱片6的距離可以為1-5厘米，多個平行排列的換熱片6中每個換 熱片6的厚度可以為0.5-5厘米。在本實用新型中，所述換熱片6的大小可以在很大范圍內(nèi)改變，可以根據(jù)換熱 的需要即尺寸的需要進行調(diào)整，優(yōu)選情況下，穿過每個所述換熱片6的換熱管5的總截面 積可以占該換熱片6單面面積的10-50%。所述換熱管5的尺寸沒有特別的限定，可以選 用各種常規(guī)的換熱管尺寸，例如，所述換熱管5的截面積可以為10-100平方厘米。此外，在所述省煤器3中，所述換熱管5排列的密度可以在很大范圍內(nèi)改變，優(yōu) 選情況下，平行的多行或多列的換熱管5中相鄰的兩行或兩列換熱管5的距離可以為5-25 厘米。在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，所述換熱管5與多個換熱片6形成一體結(jié) 構(gòu)。根據(jù)本實用新型，所述脫硝劑供給裝置2可以是各種能夠用于提供脫硝劑的裝 置，優(yōu)選情況下，所述脫硝劑供給裝置2為管道，該管道穿過煙道1的壁，伸入煙道1 中，伸入煙道1中的管道上形成有開口。優(yōu)選情況下，所述管道1可以為多個，每根伸 入煙道1中的管道上的開口可以為多個。在一種優(yōu)選的實施方式中，所述多個管道沿?zé)煹?的軸向排列，更優(yōu)選的情況 下，每根伸入煙道1中的管道上的多個開口沿所述管道的軸向分布。為了使脫硝劑與煙 氣更好的接觸，所述開口的方向優(yōu)選與煙道1中煙氣流動的方向相反。所述脫硝劑供給裝置2中，所述管道的另一端與脫硝劑源連通。所述脫硝劑源 可以是脫硝劑儲罐，所述脫硝劑可以是各種能夠與NOx反應(yīng)從而降低煙氣中NOx含量的 試劑，例如可以是氨。所述脫硝劑優(yōu)選以其水溶液的形式使用，所述溶液的濃度已為本 領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，可以為脫硝劑所能達到的各種濃度。為了降低脫硝劑的用量，優(yōu)選所述脫硝劑以其飽和溶液的形式使用。所述催化劑可以是各種能夠催化脫硝劑與氮氧化物NOx反應(yīng)，使氮氧化物NOx 轉(zhuǎn)化為氮氣的催化劑，優(yōu)選為金屬氧化物催化劑。所述金屬氧化物如V205、Fe2O3^ CuO> Cr2O3> Co304、NiO> CeO2> La2O3> Pr6O11 > Nd2O3> Gd2O3> Yb2O3 中的一種或
多種，優(yōu)選V205。進一步優(yōu)選所述催化劑是分散在TiO2上、以V2O5為主要活性組分、 WO3或MoO3為助催化劑的釩鈦體系，即V205_W03/Ti02或V205_Mo03/Ti02。所述催化 劑床層4為將上述V205_W03/Ti02或V205-Mo03/Ti02催化劑固定在不銹鋼板表面或制成 蜂窩陶瓷狀，形成不銹鋼波紋板式和蜂窩陶瓷的結(jié)構(gòu)形式。上述催化劑可以商購得到， 例如可以購自日本觸媒化成、日立公司、德國雅佶隆公司以及美國的Cormetech公司。所 述催化劑以催化劑床層4的形式存在，所述催化劑床層4的厚度可以在很大范圍內(nèi)改變， 優(yōu)選為1.5-2米。本實用新型中，所述煙道1由金屬管圍成，金屬管中可以通入熱交換介質(zhì)，從 而能夠充分利用煙氣中的熱。優(yōu)選情況下，所述金屬管例如可以是碳鋼管、不銹鋼管、 銅管、鈦管或者各種金屬合金管等。本實用新型提供的煙氣脫硝設(shè)備的使用方法可以為通過脫硝劑供給裝置2將脫 硝劑供入煙道1內(nèi)，與煙道1內(nèi)的煙氣混合后，再一起通過省煤器3進行換熱，之后與催 化劑床層4接觸，進行煙氣的選擇性催化還原脫硝。煙氣選擇性催化還原脫硝的條件包括，溫度可以為280-420°C，優(yōu)選為 300-400°C,煙氣的體積空速可以為200-20000小時―1，優(yōu)選為1000-10000小時、以氮 元素計，脫硝劑中氮與煙氣中NOx的氮(以NO計)的摩爾比(簡稱氨氮摩爾比)可以為 0.5-1.1 1，優(yōu)選為 0.7-1 1。本實用新型通過使用新的省煤器，在保證換熱效果的情況下，能夠有效地降低 省煤器的體積和重量，減小占地和生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求1.一種煙氣脫硝設(shè)備，該設(shè)備包括煙道(1)以及設(shè)置在煙道(1)內(nèi)的脫硝劑供給裝置 (2)、省煤器(3)和催化劑床層(4)，沿?zé)煔獾牧鲃臃较?，所述脫硝劑供給裝置(2)、省煤 器(3)和催化劑床層(4)依次設(shè)置在所述煙道(1)內(nèi)，其特征在于，所述省煤器(3)包括 換熱管(5)和多個換熱片(6)，所述換熱管(5)穿過所述換熱片(6)，并且換熱管(5)的 外壁與換熱片(6)緊密接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硝設(shè)備，其特征在于，每個換熱片(6)包括多個板 體，該板體具有凹槽且相鄰的兩個板體中的凹槽彼此相對，形成與換熱管(5)的形狀相 適應(yīng)的空間，所述換熱管(5)穿過該空間與換熱片(6)緊密接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煙氣脫硝設(shè)備，其特征在于，所述多個換熱片(6)平行 排列，所述換熱管(5)多次往返地依次穿過多個平行排列的換熱片(6)，形成平行的多行 和多列的換熱管陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙氣脫硝設(shè)備，其特征在于，平行的多行或多列換熱管(5) 中相鄰的兩行或兩列換熱管(5)的距離為5-25厘米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煙氣脫硝設(shè)備，其特征在于，所述多個換熱片(6)平行 排列，所述換熱管(5)為多個，多個換熱管(5)依次穿過多個平行排列的換熱片(6)，形 成平行的多行和多列的換熱管陣列。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙氣脫硝設(shè)備，其特征在于，平行的多行或多列換熱管(5) 中相鄰的兩行或兩列換熱管(5)的距離為5-25厘米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煙氣脫硝設(shè)備，其特征在于，多個平行排列的換熱片 (6)的總厚度為單行或單列換熱管(5)長度的10-20%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煙氣脫硝設(shè)備，其特征在于，多個平行排列的換熱片(6)中 相鄰的兩個換熱片(6)的距離為1-5厘米，多個平行排列的換熱片(6)中每個換熱片(6) 的厚度為0.5-5厘米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煙氣脫硝設(shè)備，其特征在于，穿過每個所述換熱片(6) 的換熱管(5)的總截面積占該換熱片(6)單面面積的10-50%。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的煙氣脫硝設(shè)備，其特征在于，每個換熱管(5)的截面積為 10-100平方厘米。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硝設(shè)備，其特征在于，所述脫硝劑供給裝置⑵為 管道，該管道穿過煙道(1)的壁，伸入煙道(1)中，伸入煙道(1)中的管道上形成有開 口，所述管道為多個，每根伸入煙道(1)中的管道上的開口為多個，所述多個管道沿?zé)?道(1)的軸向或周向排列。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的煙氣脫硝設(shè)備，其特征在于，每根伸入煙道(1)中的管道 上的多個開口沿所述管道(1)的軸向分布，所述開口的方向與煙道(1)中煙氣流動的方向 相反。
專利摘要本實用新型提供了一種煙氣脫硝設(shè)備，其中，該設(shè)備包括煙道(1)以及設(shè)置在煙道(1)內(nèi)的脫硝劑供給裝置(2)、省煤器(3)和催化劑床層(4)，沿?zé)煔獾牧鲃臃较?，所述脫硝劑供給裝置(2)、省煤器(3)和催化劑床層(4)依次設(shè)置在所述煙道(1)內(nèi)，其中，所述省煤器(3)包括換熱管(5)和多個換熱片(6)，所述換熱管(5)穿過所述換熱片(6)，并且換熱管(5)的外壁與換熱片(6)緊密接觸。本實用新型通過使用新的省煤器，從而在保證換熱效果的情況下，能夠有效地降低省煤器的體積和重量，減小占地和生產(chǎn)成本。
文檔編號B01D53/78GK201791475SQ20102025992
公開日2011年4月13日 申請日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者周國民, 唐建城, 李振忠, 王松峰, 趙海軍 申請人:中國神華能源股份有限公司, 北京國華電力有限責(zé)任公司, 神華國華國際電力股份有限公司北京熱電分公司