專(zhuān)利名稱(chēng)：一體化前置預(yù)熱scr脫硝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氮氧化物廢氣凈化的SCR脫硝裝置，特別涉及一種一體化前置預(yù)熱SCR脫硝裝置。
背景技術(shù)：
SCR脫硝裝置成為近年來(lái)解決氮氧化物廢氣污染問(wèn)題的主流技術(shù)。很多氮氧化物廢氣在進(jìn)入SCR裝置前經(jīng)過(guò)洗滌除塵或除酸工藝，廢氣中不僅含有水蒸氣與霧滴，還有少量殘留的酸性腐蝕性成分，如HF、SOx等污染物成分，氮氧化物廢氣中的HF、SOx等腐蝕性成分與廢氣中的水蒸氣與霧滴結(jié)合形成液態(tài)HF、H2SOx,另外氮氧化物廢氣中的少量NOx也會(huì)與水蒸氣與霧滴結(jié)合形成液態(tài)稀硝酸與亞硝酸，即硝酸的二次合成。這些HF、H2S0x、稀硝酸與亞硝酸附著在脫硝裝置的管道與換熱器內(nèi)壁，進(jìn)而對(duì)設(shè)備與管道造成腐蝕。特別是HF，對(duì)管道與換熱器的腐蝕最為嚴(yán)重。只要氮氧化物廢氣含有極其少量的HF，管道與換熱器即使采用抗腐蝕性能極好的316L不銹鋼材質(zhì)，一般使用壽命不會(huì)超過(guò)I年。目前很多SCR脫硝裝置尚無(wú)克服HF、H2S03、稀硝酸與亞硝酸對(duì)SCR裝置腐蝕的合理工藝與設(shè)備，造成SCR脫硝裝置冷端管道與換熱器腐蝕極其嚴(yán)重，設(shè)備使用壽命短，運(yùn)行不穩(wěn)定。因此，HF、H2SOx、稀硝酸與亞硝酸對(duì)SCR裝置腐蝕的控制是很多SCR脫硝裝置迫切需要解決的問(wèn)題。冷端管道與換熱器腐蝕后，不僅要停產(chǎn)檢修，而且更換費(fèi)用很高，特別是換熱器一旦腐蝕穿透，造成為經(jīng)過(guò)SCR脫硝凈化的廢氣直接穿透進(jìn)入SCR脫硝凈化后的潔凈氣體中，造成排放無(wú)法達(dá)標(biāo)。通過(guò)提高換熱器的熱側(cè)出口溫度，會(huì)造成大量的熱能浪費(fèi)，使得SCR脫硝裝置運(yùn)行費(fèi)用很高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有的SCR脫硝裝置尚無(wú)克服HF、H2SOx、稀硝酸與亞硝酸對(duì)SCR裝置腐蝕，造成SCR脫硝裝置冷端管道與換熱器腐蝕極其嚴(yán)重，設(shè)備使用壽命短，運(yùn)行不穩(wěn)定等問(wèn)題，提供了一種一體化前置預(yù)熱SCR脫硝裝置，在最大限度內(nèi)提高換熱器換熱效率，降低SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行成本的前提下，消除氮氧化物廢氣中HF、SOx等在SCR脫硝裝置結(jié)露，消除了 SCR脫硝裝置的腐蝕難題。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種一體化前置預(yù)熱SCR脫硝裝置，包括依次首尾連接的氣氣換熱器、加熱器、氨氣噴射器、靜態(tài)混合器和SCR催化反應(yīng)器，還具有一個(gè)前置預(yù)熱器，前置預(yù)熱器一端設(shè)有廢氣進(jìn)口，另一端設(shè)有廢氣出口，前置預(yù)熱器頂部開(kāi)有熱風(fēng)進(jìn)口，熱風(fēng)進(jìn)口連通熱風(fēng)輸送源，廢氣出口與氣氣換熱器連通，前置預(yù)熱器內(nèi)設(shè)有靜態(tài)混合區(qū)，靜態(tài)混合區(qū)為一個(gè)圓形管，圓形管內(nèi)置若干個(gè)四角星形的圓盤(pán)。所述的氨氣噴射器上設(shè)有一熱風(fēng)回流口。所述的熱風(fēng)進(jìn)口外部設(shè)有預(yù)熱風(fēng)機(jī)，預(yù)熱風(fēng)機(jī)通過(guò)一根熱風(fēng)回流管與熱風(fēng)進(jìn)口連通,并通過(guò)熱風(fēng)回流管與熱風(fēng)回流口連通。所述的預(yù)熱風(fēng)機(jī)為高溫不銹鋼風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)主軸具有兩道碳環(huán)密封。風(fēng)機(jī)軸承箱采用風(fēng)冷+水冷相結(jié)合的方式冷卻，風(fēng)機(jī)進(jìn)出口均有不銹鋼膨脹節(jié)。所述的靜態(tài)混合區(qū)四角星形圓盤(pán)以前置預(yù)熱器中心軸線(xiàn)為基準(zhǔn)呈30°仰角在圓形管內(nèi)布置。所述的氣氣換熱器為板式或列管式換熱器，氣氣換熱器上設(shè)有冷側(cè)進(jìn)口，前置預(yù)熱器的廢氣出口與冷側(cè)進(jìn)口連通。SCR凈化后的潔凈高溫?zé)煔庾邭こ?，?jīng)過(guò)前置預(yù)熱器預(yù)熱后的氮氧化物廢氣走管程。所述的靜態(tài)混合器是一個(gè)不對(duì)稱(chēng)的U形管結(jié)構(gòu)，其內(nèi)依次設(shè)有五層混合區(qū)，每個(gè)混合區(qū)是由若干個(gè)四角星形圓盤(pán)組成。所述的催化反應(yīng)器內(nèi)裝填有多層脫硝催化劑層，相鄰兩層之間間隔15-25cm。本實(shí)用新型的有益效果是該裝置不僅具有98%以上的脫硝的功能，而且還能有效防止氮氧化物廢氣中夾帶的腐蝕性物質(zhì)在管道與氣氣換熱器內(nèi)結(jié)露而造成SCR脫硝裝置的腐蝕，大大延長(zhǎng)了 SCR脫硝裝置的使用壽命，使用壽命為8-10年，保證了 SCR脫硝裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是前置預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)圖圖3是氨氣噴射器結(jié)構(gòu)圖圖4靜態(tài)混合器的結(jié)構(gòu)示意圖圖5是SCR催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖圖6四角星形的圓盤(pán)結(jié)構(gòu)圖
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。如圖1，是一體化前置預(yù)熱SCR脫硝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括依次首尾連接的氣氣換熱器2、加熱器3、氨氣噴射器4、靜態(tài)混合器5和SCR催化反應(yīng)器6，還具有前置預(yù)熱器1、預(yù)熱風(fēng)機(jī)7和熱風(fēng)回流管道8，所述前置預(yù)熱器I含廢氣進(jìn)口1.1、廢氣出口1. 2、熱風(fēng)進(jìn)口
1.3、靜態(tài)混合區(qū)1.4，所述的氣氣換熱器2內(nèi)含有熱側(cè)進(jìn)口 2.1、熱側(cè)出口 2. 2、冷側(cè)進(jìn)口
2.3、冷側(cè)出口 2.4四個(gè)煙氣接口，所述加熱器3的加熱器進(jìn)口 3.1與氣氣換熱器2冷側(cè)出口 2. 4相連，加熱器出口 3. 2與所述氨氣噴射器4的氨氣噴射器進(jìn)口 4.1相連，氨氣噴射器出口 4. 2與所述靜態(tài)混合器5的靜態(tài)混合器進(jìn)口 5.1相連，靜態(tài)混合器出口 5. 2與所述SCR催化反應(yīng)器6的催化反應(yīng)器進(jìn)口 6.1相連，催化反應(yīng)器出口 6. 2與所述氣氣換熱器2的熱側(cè)進(jìn)口 2.1相連，所述的熱風(fēng)回流管道8的一端與氨氣噴射器4熱風(fēng)回流口 4. 3相連，熱風(fēng)回流管道8的另外一端與前置預(yù)熱器I的熱風(fēng)進(jìn)口1. 3相連，熱風(fēng)回流管道中間設(shè)置有預(yù)熱風(fēng)機(jī)7用于將氨氣噴射器4內(nèi)的部分高溫?zé)犸L(fēng)輸送道前置預(yù)熱器I內(nèi)。如圖1所示，通過(guò)上述連接組成一個(gè)U形一體化裝置。如圖2，是前置預(yù)熱器結(jié)構(gòu)示意圖，前置預(yù)熱器I是一個(gè)內(nèi)置有靜態(tài)混合區(qū)1. 4的氣體混合器，靜態(tài)混合區(qū)是由若干個(gè)四角星形的圓盤(pán)組成，使得氮氧化物廢氣與回流高溫?zé)犸L(fēng)充分混合，將氮氧化物廢氣的溫度提高到100°c以上，防止廢氣中的水蒸氣與霧滴在管道與換熱器壁面凝結(jié)成水。這樣就完全消除了 HF、H2S03、HNO3等對(duì)通風(fēng)管道與氣氣換熱器的腐蝕。如圖3，是氨氣噴射器的結(jié)構(gòu)示意圖，氨氣噴射預(yù)混器是一個(gè)圓形結(jié)構(gòu)的管段，在管段前設(shè)置有氨氣(氨氣或尿素溶液)噴槍4. 4。噴槍將氨氣噴射進(jìn)入煙氣中，讓氨氣與氮氧化物廢氣初步混合。在靠近氨氣噴射器進(jìn)口 4.1的位置設(shè)置有熱風(fēng)回流口，回流到前置預(yù)熱器的熱風(fēng)從熱風(fēng)回流口抽取。如圖4，是靜態(tài)混合器的結(jié)構(gòu)示意圖，靜態(tài)混合器5是一個(gè)不對(duì)稱(chēng)U型管結(jié)構(gòu)，其內(nèi)依次設(shè)置有四層混合區(qū)，所述每一個(gè)混合區(qū)是由若干個(gè)四角星形的圓盤(pán)5. 3組成，四角星形圓盤(pán)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6.如圖5，是SCR催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖，催化反應(yīng)器6內(nèi)裝填有多層脫硝催化劑層6. 3，各層脫硝催化劑之間間隔15-25cm的距離，有利于氣流在脫硝催化劑層之間的二次分布，有利于提聞脫硝效率。前置預(yù)熱器靜態(tài)混合區(qū)四角星形圓盤(pán)以前置預(yù)熱器中心軸線(xiàn)為基準(zhǔn)呈30°仰角在圓形管內(nèi)布置，使得氮氧化物廢氣與回流高溫?zé)犸L(fēng)充分混合，將氮氧化物廢氣的溫度提高到100°C以上，防止廢氣中的水蒸氣與霧滴在管道與換熱器壁面凝結(jié)成水。本實(shí)用新型的工作原理為1、前置預(yù)熱冷態(tài)的氮氧化物廢氣首先由前置預(yù)熱器進(jìn)口1.1進(jìn)入前置預(yù)熱器內(nèi)，約占總處理風(fēng)量15%左右的高溫氮氧化物廢氣(360 0C )由預(yù)熱風(fēng)機(jī)7從氨氣噴射器4抽吸輸送進(jìn)入前置預(yù)熱器I內(nèi)，冷態(tài)氮氧化物廢氣與回流高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)前置預(yù)熱器內(nèi)的靜態(tài)混合區(qū)1. 4充分混合并升溫到105°C左右，防止氮氧化物廢氣中的腐蝕性成分結(jié)露。2、換熱冷煙氣首先從氣氣換熱器2的冷側(cè)進(jìn)口 2. 3進(jìn)入氣氣換熱器2內(nèi)，從冷側(cè)出口 2. 4排出；而熱煙氣從熱側(cè)進(jìn)口 2.1進(jìn)入氣氣換熱器2內(nèi)，從熱側(cè)出口 2. 2排出。冷煙氣與熱煙氣在氣氣換熱器2內(nèi)通過(guò)換熱管的間壁換熱而實(shí)現(xiàn)熱交換?？煽刂茻峤粨Q的具體數(shù)據(jù)如下熱側(cè)進(jìn)口 2.1煙氣溫度360°C ；熱側(cè)出口 2. 2煙氣溫度約160°C ；冷側(cè)進(jìn)口 2. 3煙氣溫度105 °C ；冷側(cè)出口 2. 4煙氣溫度約250°C。氣氣換熱器2的最低壁面溫度為120°C，完全消除了廢氣中的腐蝕性成分在換熱器壁面結(jié)露，克服了廢氣對(duì)氣氣換熱器2的腐蝕，提高了氣氣換熱器2的使用壽命，提高了SCR脫硝系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)也最大限度內(nèi)提高了換熱后的廢氣溫度，節(jié)省后續(xù)加熱器3的加熱能耗。3、加熱氮氧化物廢氣經(jīng)過(guò)氣氣換熱器2換熱升溫后從加熱器3的加熱器進(jìn)口進(jìn)口 3.1進(jìn)入加熱器3，加熱器3采用燃?xì)饣螂娂訜釋⒌趸飶U氣加熱升溫到350°C左右以達(dá)到SCR脫硝催化反應(yīng)所需要的溫度。4、氨氣的噴射采用氨氣或尿素溶液通過(guò)噴槍4. 4噴射進(jìn)入氮氧化物廢氣中，在氨氣噴射器4的氮氧化物廢氣溫度為360°C，在噴槍4. 4的后端有一個(gè)熱風(fēng)回流抽取口4. 3，利用預(yù)熱風(fēng)機(jī)7將15%體積流量的熱風(fēng)(360°C )輸送到前置預(yù)熱器I內(nèi)。5、煙氣的靜態(tài)混合經(jīng)過(guò)氨氣噴射器4初步混合有氨氣的氮氧化物廢氣從靜態(tài)混合器5的靜態(tài)混合器進(jìn)口 5.1進(jìn)入靜態(tài)混合器5內(nèi)，氮氧化物廢氣經(jīng)過(guò)五層靜態(tài)混合區(qū)5. 3之后在靜態(tài)混合板后產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦流，使得氮氧化物廢氣與氨氣充分混合，同樣也使得煙氣的溫度均勻性達(dá)到98%以上，有利于后續(xù)的催化反應(yīng)。6、催化反應(yīng)經(jīng)過(guò)靜態(tài)混合器5充分混合的氮氧化物廢氣由SCR脫硝催化反應(yīng)器進(jìn)口 6.1進(jìn)入催化反應(yīng)器6內(nèi)，焚燒煙氣首先通過(guò)多層催化還原層6. 3，煙氣中的氮氧化物與氨氣發(fā)生反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退?。本?shí)用新型在氣氣換熱器前將常溫氮氧化物廢氣與部分高溫?zé)犸L(fēng)混合，將氮氧化物廢氣的溫度提高到105°C防止腐蝕性成分在管道與換熱器內(nèi)壁結(jié)露，克服管道與氣氣換熱的腐蝕。同時(shí)將整套裝置整合成一個(gè)U形一體化裝置，在消除設(shè)備腐蝕的前提下，節(jié)省了空間，整個(gè)裝置的熱量可循環(huán)利用，最大限度的節(jié)能，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，其壽命可達(dá)到8-10年。
權(quán)利要求1.ー種一體化前置預(yù)熱SCR脫硝裝置，包括依次首尾連接的氣氣換熱器、加熱器、氨氣噴射器、靜態(tài)混合器和SCR催化反應(yīng)器，其特征在于還具有一個(gè)前置預(yù)熱器，前置預(yù)熱器一端設(shè)有廢氣進(jìn)ロ，另一端設(shè)有廢氣出ロ，前置預(yù)熱器頂部開(kāi)有熱風(fēng)進(jìn)ロ，熱風(fēng)進(jìn)ロ連通熱風(fēng)輸送源，廢氣出口與氣氣換熱器連通，前置預(yù)熱器內(nèi)設(shè)有靜態(tài)混合區(qū)，靜態(tài)混合區(qū)為ー個(gè)圓形管，圓形管內(nèi)置若干個(gè)四角星形的圓盤(pán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化前置預(yù)熱SCR脫硝裝置，其特征在于所述的氨氣噴射器上設(shè)有ー熱風(fēng)回流ロ。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體化前置預(yù)熱SCR脫硝裝置，其特征在于所述的熱風(fēng)進(jìn)口外部設(shè)有預(yù)熱風(fēng)機(jī)，預(yù)熱風(fēng)機(jī)通過(guò)ー根熱風(fēng)回流管與熱風(fēng)進(jìn)ロ連通，并通過(guò)熱風(fēng)回流管與熱風(fēng)回流ロ連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一體化前置預(yù)熱SCR脫硝裝置，其特征在于所述的預(yù)熱風(fēng)機(jī)為高溫不銹鋼風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)主軸具有兩道碳環(huán)密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化前置預(yù)熱SCR脫硝裝置，其特征在于所述的靜態(tài)混合區(qū)四角星形圓盤(pán)以前置預(yù)熱器中心軸線(xiàn)為基準(zhǔn)呈30°仰角在圓形管內(nèi)布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化前置預(yù)熱SCR脫硝裝置，其特征在于所述的氣氣換熱器為板式或列管式換熱器，氣氣換熱器上設(shè)有冷側(cè)進(jìn)ロ，前置預(yù)熱器的廢氣出ロ與冷側(cè)進(jìn)ロ連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化前置預(yù)熱SCR脫硝裝置，其特征在于所述的靜態(tài)混合器是ー個(gè)不對(duì)稱(chēng)的U形管結(jié)構(gòu)，其內(nèi)依次設(shè)有五層混合區(qū)，每個(gè)混合區(qū)是由若干個(gè)四角星形圓盤(pán)組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化前置預(yù)熱SCR脫硝裝置，其特征在于所述的催化反應(yīng)器內(nèi)裝填有多層脫硝催化劑層，相鄰兩層之間間隔15-25cm。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種一體化前置預(yù)熱SCR脫硝裝置，包括依次首尾連接的氣氣換熱器、加熱器、氨氣噴射器、靜態(tài)混合器和SCR催化反應(yīng)器，還具有一個(gè)前置預(yù)熱器，前置預(yù)熱器一端設(shè)有廢氣進(jìn)口，另一端設(shè)有廢氣出口，前置預(yù)熱器頂部開(kāi)有熱風(fēng)進(jìn)口，熱風(fēng)進(jìn)口連通熱風(fēng)輸送源，廢氣出口與氣氣換熱器連通，前置預(yù)熱器內(nèi)設(shè)有靜態(tài)混合區(qū)，靜態(tài)混合區(qū)為一個(gè)圓形管，圓形管內(nèi)置若干個(gè)四角星形的圓盤(pán)。該裝置不僅具有98%以上的脫硝的功能，還能有效防止氮氧化物廢氣中夾帶的水蒸氣與霧滴在管道與氣氣換熱器內(nèi)壁結(jié)露而造成SCR脫硝裝置的腐蝕，大大延長(zhǎng)了SCR脫硝裝置的使用壽命，使用壽命為8-10年，保證了SCR脫硝裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。
文檔編號(hào)B01D53/56GK202860408SQ20122056937
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者宋金洲 申請(qǐng)人:上海同利環(huán)境科技有限公司