一種回轉(zhuǎn)式hc-scr脫硝反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種回轉(zhuǎn)式HC-SCR脫硝反應(yīng)器，包括催化劑本體結(jié)構(gòu)和催化劑本體結(jié)構(gòu)外面的殼體，催化劑本體結(jié)構(gòu)為圓柱形，包括中心軸轉(zhuǎn)子、可繞中心軸轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的多層圓形催化劑層，多層圓形催化劑層由徑向密封板和軸向密封板分割為吸附區(qū)和還原區(qū)，吸附區(qū)和還原區(qū)之間有過渡區(qū)，吸附區(qū)、還原區(qū)、過渡區(qū)在每層圓形催化劑層上表現(xiàn)為不同的扇形區(qū)域，各層圓形催化劑層的吸附區(qū)上下相通，各層圓形催化劑層的還原區(qū)上下相通，殼體上設(shè)有與吸附區(qū)和還原區(qū)分別對應(yīng)的進風口、出風口。吸附區(qū)和還原區(qū)的分離有利于分別提高吸附和還原過程的效率，進而提高整個反應(yīng)器的脫硝效率。
【專利說明】—種回轉(zhuǎn)式HC-SCR脫硝反應(yīng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電廠或其它燃煤鍋爐的煙氣處理設(shè)備，具體涉及一種回轉(zhuǎn)式HC-SCR脫硝反應(yīng)器，屬于燃煤煙氣污染物減排技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氮氧化物(NOx)是主要大氣污染物之一，能形成酸雨或酸霧與碳氫化合物結(jié)合形成光化學(xué)煙霧，破壞臭氧層等。目前，60%以上的氮氧化物來自于煤燃燒產(chǎn)生的煙氣。目前世界上應(yīng)用最多、最為成熟且最有成效的一種煙氣脫硝技術(shù)是以氨為還原劑的選擇催化還原NOx技術(shù)(NH3-SCR)。NH3-SCR技術(shù)脫硝效率高，成熟可靠，適應(yīng)性強，特別適合煤質(zhì)多變、機組負荷變動頻繁以及對空氣質(zhì)量要求較敏感的區(qū)域的燃煤機組上使用。但是SCR技術(shù)由于采用噴入氨為還原劑，會對管道產(chǎn)生腐蝕；控制不當易使氨逃逸產(chǎn)生二次污染及造成空氣預(yù)熱器的堵塞等問題。
[0003]作為NH3-SCR的替代技術(shù)，以碳氫化合物為還原劑的SCR脫硝技術(shù)(HC-SCR)正成為國內(nèi)研究的熱點。還原劑可以選用甲烷，乙烷，乙烯，乙醇，丙烷，丙烯等一系列碳氫化合物之一或幾種?？偟拿撓醴磻?yīng)方程如式(I)所示。以碳氫化合物作為還原劑可以有效的避免氨逃逸問題，同時還原劑成本低廉，有著更廣闊的市場前景。
[0004]no+hc+o2 — N2+C02+H20 (I)
[0005]目前，影響HC-SCR技術(shù)脫硝效率的一個重要原因是煙氣中的氧氣對NOx還原反應(yīng)的負面影響。對多數(shù)HC-SCR反應(yīng)而言，比較公認的反應(yīng)機理為:首先，煙氣中的NO被氧氣氧化成NO2,同時被吸附到催化劑表面。被吸附到催化劑表面的NO2被碳氫化合物還原，生成N2XO2和H20。與此同時，作為還原劑的碳氫化合物還可以被煙氣中的O2氧化成CO2和H2O,這樣就大大減少了可以有效用于還原NOx的還原劑份額。所以煙氣中的氧氣濃度越高，被氧氣氧化的碳氫化合物的份額就越多，碳氫化合物就越不能有效利用于還原NOx，整體的脫硝效率就會越低。因此，需要一種新型HC-SCR脫硝反應(yīng)器，合理避免氧氣對NOx還原反應(yīng)的抑制作用，提高整體脫硝效率。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于提供一種回轉(zhuǎn)式HC-SCR脫硝反應(yīng)器，以碳氫化合物為還原劑，該反應(yīng)器可以消除煙氣中的氧氣對HC-SCR脫硝反應(yīng)的抑制作用，提高脫硝反應(yīng)器的整體脫硝效率。
[0007]本實用新型采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種回轉(zhuǎn)式HC-SCR脫硝反應(yīng)器，包括催化劑本體結(jié)構(gòu)和催化劑本體結(jié)構(gòu)外面的殼體，催化劑本體結(jié)構(gòu)為圓柱形，包括中心軸轉(zhuǎn)子、可繞中心軸轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的多層圓形催化劑層，多層圓形催化劑層由徑向密封板和軸向密封板分割為吸附區(qū)和還原區(qū)，吸附區(qū)和還原區(qū)之間有過渡區(qū)，吸附區(qū)、還原區(qū)、過渡區(qū)在每層圓形催化劑層上表現(xiàn)為不同的扇形區(qū)域，各層圓形催化劑層的吸附區(qū)上下相通，各層圓形催化劑層的還原區(qū)上下相通，殼體上設(shè)有與吸附區(qū)和還原區(qū)分別對應(yīng)的進風口、出風口。
[0009]所述的圓形催化劑層為圓形框架上裝載著能上下通氣的蜂窩狀催化劑層。所述催化劑采用Fe或Cu等非貴金屬催化劑，該金屬可負載于分子篩、氧化鋁等硅鋁氧化物載體，成本較低。
[0010]所述圓形催化劑層上吸附區(qū)的扇形區(qū)域為180° -240°，還原區(qū)的扇形區(qū)域為120° -160°，過渡區(qū)的扇形區(qū)域為30°。
[0011]所述催化劑本體結(jié)構(gòu)的驅(qū)動方式可以采用周邊驅(qū)動或中心軸驅(qū)動。
[0012]所述的吸附區(qū)通煙氣。
[0013]所述的還原區(qū)通入還原劑,還原劑可采用甲燒(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、丙烷(C3H8)、丙烯(C3H6)、丁烷(C4Hltl)、丁烯(C4H8)等一系列碳氫化合物(CnHm)之一或幾種的組合，該還原劑可以用氮氣加以稀釋，碳氫化合物的濃度范圍為1_20%。
[0014]所述的還原劑與煙氣的體積流量比范圍為1:20?1:400。煙氣的進口溫度為200?500°C。還原劑進口溫度和進口煙氣溫度相同或略高，與煙氣的溫度差范圍為O?50。。。
[0015]裝載催化劑的催化劑本體結(jié)構(gòu)持續(xù)旋轉(zhuǎn)，在吸附區(qū)和還原區(qū)的交替循環(huán)。催化劑首先旋轉(zhuǎn)至吸附區(qū)，煙氣中的NOx在吸附區(qū)被吸附在催化劑表面。催化劑繼續(xù)選擇至還原區(qū)，還原劑將吸附在催化劑表面的NOx還原并從催化劑表面脫除。脫除NOx的催化劑將隨反應(yīng)器繼續(xù)旋轉(zhuǎn)回吸附區(qū)，進行下一輪吸附-還原過程。軸向密封板和徑向密封板可減小各區(qū)域之間的漏風。
[0016]本實用新型的反應(yīng)器中吸附區(qū)流通煙氣，進行NOx的吸附；還原區(qū)流通還原劑，進行NOx的還原反應(yīng)，此過程中的反應(yīng)氛圍可控，可以達到最佳反應(yīng)狀況。吸附區(qū)和還原區(qū)的分離有利于分別提高吸附和還原過程的效率，進而提高整個反應(yīng)器的脫硝效率，預(yù)期效果為常規(guī)反應(yīng)器的1.5?2倍，整體脫硝效率可達到85%?100%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型脫硝反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0018]圖2為本實用新型脫硝反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0019]圖3為圓形催化劑層分布。
[0020]其中，1.殼體，2.中心軸轉(zhuǎn)子，3.徑向密封板，4.圓形催化劑層，5.吸附區(qū)，6.過渡區(qū)，7.還原區(qū)，8.煙氣進風口，9.煙氣出風口，10.還原劑進風口，11.還原劑出風口。
【具體實施方式】
[0021 ] 下面結(jié)合【具體實施方式】進一步說明。
[0022]一種回轉(zhuǎn)式HC-SCR脫硝反應(yīng)器，包括催化劑本體結(jié)構(gòu)和催化劑本體結(jié)構(gòu)外面的殼體1，催化劑本體結(jié)構(gòu)為圓柱形，包括中心軸轉(zhuǎn)子2、可繞中心軸轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)的多層圓形催化劑層4，多層圓形催化劑層4由徑向密封板3和軸向密封板分割為吸附區(qū)5和還原區(qū)7，吸附區(qū)5和還原區(qū)7之間有過渡區(qū)6，吸附區(qū)5、還原區(qū)7、過渡區(qū)6在每層圓形催化劑層4上表現(xiàn)為不同的扇形區(qū)域，各層圓形催化劑層的吸附區(qū)上下相通，各層圓形催化劑層的還原區(qū)上下相通，殼體上設(shè)有與吸附區(qū)和還原區(qū)分別對應(yīng)的進風口、出風口，如圖中煙氣進風口 8，煙氣出風口 9，還原劑進風口 10，還原劑出風口 11。
[0023]圓形催化劑層為圓形框架上裝載著能上下通氣的蜂窩狀催化劑層。吸附區(qū)通煙氣,還原區(qū)通入還原劑,還原劑可采用甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、丙烷(C3H8)、丙烯(C3H6)、丁烷(C4H1(I)、丁烯(C4H8)等一系列碳氫化合物(CnHm)之一或幾種的組合，該還原劑可以用氮氣加以稀釋，碳氫化合物的濃度范圍為1-20%。
[0024]還原劑與煙氣的體積流量比范圍為1:20?1:400。煙氣的進口溫度為200?500°C。還原劑進口溫度和進口煙氣溫度相同或略高，與煙氣的溫度差范圍為O?50°C。
[0025]裝載催化劑的催化劑本體結(jié)構(gòu)持續(xù)旋轉(zhuǎn)，在吸附區(qū)和還原區(qū)的交替循環(huán)。
【權(quán)利要求】
1.一種回轉(zhuǎn)式HC-SCR脫硝反應(yīng)器，其特征是，包括催化劑本體結(jié)構(gòu)和催化劑本體結(jié)構(gòu)外面的殼體，催化劑本體結(jié)構(gòu)為圓柱形，包括中心軸轉(zhuǎn)子、可繞中心軸轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的多層圓形催化劑層，多層圓形催化劑層由徑向密封板和軸向密封板分割為吸附區(qū)和還原區(qū)，吸附區(qū)和還原區(qū)之間有過渡區(qū)，吸附區(qū)、還原區(qū)、過渡區(qū)在每層圓形催化劑層上表現(xiàn)為不同的扇形區(qū)域，各層圓形催化劑層的吸附區(qū)上下相通，各層圓形催化劑層的還原區(qū)上下相通，殼體上設(shè)有與吸附區(qū)和還原區(qū)分別對應(yīng)的進風口、出風口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回轉(zhuǎn)式HC-SCR脫硝反應(yīng)器，其特征是，所述的圓形催化劑層為圓形框架上裝載著能上下通氣的蜂窩狀催化劑層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種回轉(zhuǎn)式HC-SCR脫硝反應(yīng)器，其特征是，所述圓形催化劑層上吸附區(qū)的扇形區(qū)域為180° -240°，還原區(qū)的扇形區(qū)域為120° -160°，過渡區(qū)的扇形區(qū)域為30°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回轉(zhuǎn)式HC-SCR脫硝反應(yīng)器，其特征是，所述催化劑本體結(jié)構(gòu)的驅(qū)動方式采用周邊驅(qū)動或中心軸驅(qū)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回轉(zhuǎn)式HC-SCR脫硝反應(yīng)器，其特征是，所述的吸附區(qū)通煙氣，所述的還原區(qū)通入還原劑。
【文檔編號】B01D53/90GK203803378SQ201420185545
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】程星星, 馬春元, 王志強, 董勇, 王濤 申請人:山東大學(xué)