專利名稱：一種煙氣脫硝設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種煙氣脫硝設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種煙氣脫硝設(shè)備。
技術(shù)背景[0002]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NO1^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(qiáng)的酸雨，因此煙氣在排放之前必須經(jīng)過脫氮(即脫硝)處理。[0003]目前，運(yùn)用比較成熟的煙氣脫硝技術(shù)之一為選擇性催化還原6CR)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(jìn)行選擇性還原反應(yīng)生成氮?dú)?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(shí)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(gè)省煤器(即換熱 器)，省煤器由多個(gè)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。此外，由于煙氣中 存在大量的灰塵，這些灰塵在經(jīng)過煙道時(shí)會沉積在催化劑床層上，阻礙煙氣和脫硝劑與 催化劑床層的接觸，從而使脫硝的效率降低。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)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且脫硝 效率低的問題，提供一種省煤器體積小且脫硝效率高的煙氣脫硝設(shè)備。[0005]本實(shí)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，該設(shè)備還包括聲波吹灰器，所述聲波吹 灰器位于所述催化劑床層與所述省煤器之間，用于對所述催化劑床層進(jìn)行吹掃，所述省 煤器包括換熱管和多個(gè)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。[0006]本實(shí)用新型通過使用新的省煤器(包括換熱管和多個(gè)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。另一方面，通過在催化劑床層與省煤器之 間設(shè)置聲波吹灰器，使催化劑床層上沉積的灰塵能夠穿過催化劑床層的孔隙而被煙氣帶 走，從而提高了脫硝的效率。


[0007]圖1為本實(shí)用新型提供的煙氣脫硝設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；[0008]圖2為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中的煙氣脫硝設(shè)備中省煤器的結(jié)構(gòu)示意圖；[0009]圖3為本實(shí)用新型的一種實(shí)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；[0010]圖4為本實(shí)用新型的另一種實(shí)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(shí)施方式
[0011]
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。[0012]如圖1所示，本實(shí)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，該設(shè)備還包 括聲波吹灰器7，所述聲波吹灰器7位于所述催化劑床層4與所述省煤器3之間，用于對 所述催化劑床層4進(jìn)行吹掃，所述省煤器3包括換熱管5和多個(gè)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。[0013]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。[0014]如圖4所示，在另一種實(shí)施方式中，每個(gè)換熱片6包括多個(gè)板體，該板體具有凹 槽且相鄰的兩個(gè)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。[0015]如圖2所示，在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述多個(gè)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(gè)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。[0016]在另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述多個(gè)換熱片6平行排列，所述換熱管5為多個(gè)， 多個(gè)換熱管5依次穿過多個(gè)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。[0017]在本實(shí)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(jìn)行調(diào)整，優(yōu)選情況下，多個(gè)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(gè)平行排列的換 熱片6中相鄰的兩個(gè)換熱片6的距離可以為1-5厘米，多個(gè)平行排列的換熱片6中每個(gè)換 熱片6的厚度可以為0.5-5厘米。[0018]在本實(shí)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(jìn)行調(diào)整，優(yōu)選情況下，穿過每個(gè)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。[0019]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。[0020]在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述換熱管5與多個(gè)換熱片6形成一體結(jié) 構(gòu)。[0021]本實(shí)用新型中，所述聲波吹灰器7的種類沒有特別的限制，只要能夠?qū)Υ呋瘎?床層4進(jìn)行吹掃且不損壞催化劑床層4即可，例如，所述聲波吹灰器7可以包括輻射喇 叭，所述輻射喇叭的開口方向與煙氣流動方向的角度α可以為80-90°。[0022]所述聲波吹灰器7與催化劑床層4之間的距離可以在很大范圍內(nèi)改變，優(yōu)選情況5下，所述輻射喇叭的下沿至所述催化劑床層4的上表面的距離為5-50厘米。[0023]在本實(shí)用新型中，所述煙氣脫硝設(shè)備還包括壓縮氣體提供裝置，該壓縮氣體提 供裝置用于為聲波吹灰器7提供壓縮氣體。[0024]根據(jù)本實(shí)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(gè)，每根伸 入煙道1中的管道上的開口可以為多個(gè)。[0025]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述多個(gè)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(gè)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。[0026]本實(shí)用新型中，所述開口的方向與煙道1中煙氣流動的方向相反并非絕對相 反，包括所述開口的方向朝下、朝向水平或者向下傾斜1-15°的情況。[0027]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述煙道的橫截面積與所述脫硝劑供給裝置 的管道的開口的總面積之比為5000-50000 1，優(yōu)選為20000-30000 1。[0028]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(dá)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。[0029]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?dú)獾拇呋瘎瑑?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％05。進(jìn)一步優(yōu)選所述催化劑是分散在TiO2上、以KO5為主要活性組分、 WO3或MoO3為助催化劑的釩鈦體系，即\^205-W03/Ti02或\^205-Mo03/Ti02。所述催化 劑床層4為將上述％05-W03/Ti02或％05-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。[0030]本實(shí)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。[0031]本實(shí)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(jìn)行換熱，之后與催 化劑床層4接觸，進(jìn)行煙氣的選擇性催化還原脫硝。[0032]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(shí)―1，優(yōu)選為1000-10000小時(shí)、以氮 元素計(jì)，脫硝劑中氮與煙氣中NOx的氮(以NO計(jì))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。[0033] 本實(shí)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。另一方面，通過在催化劑床層與省煤器之 間設(shè)置聲波吹灰器，使催化劑床層上沉積的灰塵能夠穿過催化劑床層的孔隙而被煙氣帶 走，從而提高了脫硝的效率。
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C3)和催化劑床層，沿?zé)煔獾牧鲃臃较颍雒撓鮿┕┙o裝置O)、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，該設(shè)備還包括聲波吹 灰器(7)，所述聲波吹灰器(7)位于所述催化劑床層(4)與所述省煤器(3)之間，用于對 所述催化劑床層(4)進(jìn)行吹掃，所述省煤器(3)包括換熱管(5)和多個(gè)換熱片㈩)，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(gè)換熱片(6)包括多個(gè)板 體，該板體具有凹槽且相鄰的兩個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)換熱片(6)平行 排列，所述換熱管( 為多個(gè)，多個(gè)換熱管( 依次穿過多個(gè)平行排列的換熱片㈩)，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(gè)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(gè)平行排列的換熱片(6)中 相鄰的兩個(gè)換熱片(6)的距離為1-5厘米，多個(gè)平行排列的換熱片(6)中每個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)，每根伸入煙道(1)中的管道上的開口為多個(gè)，所述多個(gè)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(gè)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。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硝設(shè)備，其特征在于，所述聲波吹灰器(7)包括輻 射喇叭，所述輻射喇叭的開口方向與煙氣流動方向的角度α為80-90°，所述輻射喇叭 的下沿至所述催化劑床層的上表面的距離為5-50厘米。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硝設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括壓縮氣體提供裝置，該壓縮氣體提供裝置為聲波吹灰器(7)提供壓縮氣體。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種煙氣脫硝設(shè)備，該設(shè)備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。另一方面，通過在催化劑床層與省煤器之間設(shè)置聲波吹灰器，使催化劑床層上沉積的灰塵能夠穿過催化劑床層的孔隙而被煙氣帶走，從而提高了脫硝的效率。
文檔編號B01D53/56GK201807307SQ20102025997
公開日2011年4月27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