本發(fā)明涉及環(huán)保設備，為一種脫硝除塵裝置，具體為一種氣固分離器及其脫硝除塵裝置。

背景技術：

選擇性催化還原煙氣脫硝工藝(Selective Catalytic Reduction of NOx，簡稱SCR脫硝工藝)，是目前較常采用的煙氣脫硝技術之一，其工藝原理是向280℃～420℃的溫度窗口范圍內的鍋爐煙氣噴入脫硝還原劑，在催化劑的作用下，將煙氣中的NOx還原成無害的N2和H2O，達到脫除NOx的目的。

而影響SCR法脫硝性能主要的因素在于催化劑，而影響催化劑的因素在于催化劑的活性，而催化劑活性喪失主要原因是由于在SCR裝置在實際運行過程中，由于煙氣中的某些成分引起催化劑中毒、煙氣溫度過高造成催化劑燒結、由于飛灰的撞擊造成催化劑的磨蝕等。

催化劑的中毒主要為堿金屬(Na+、K+)中毒。由于鈉等可溶性堿金屬鹽的堿性比NH3大，堿金屬鹽與催化劑活性成分反應，造成催化劑中毒，引起催化劑活性降低。

催化劑的堵塞主要是由于銨鹽及飛灰的小顆粒沉積在催化劑小孔中，阻礙NOx、NH₃、O₂到達催化劑活性表面，引起催化劑鈍化。

所以，煙氣中的飛灰直接影響催化劑的使用壽命。

但在現(xiàn)有技術中的SCR脫硝設備中，煙氣中的飛灰濃度較大，容易在脫硝反應器催化劑表面積灰、特別是大顆粒的飛灰易堵塞催化劑內部空隙、增大催化劑孔的煙氣流速，加劇催化劑磨損速率，最終損害催化劑。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種氣固分離器，可將煙氣中的固體顆粒與氣體之間實現(xiàn)剝離，將煙氣轉化為較為干凈的氣體，實現(xiàn)了固氣分離的技術效果。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種氣固分離器，包括煙氣分布室。煙氣分布室具有用于沿第一方向通入待分離氣體的煙氣進口，煙氣分布室內沿第一方向內分布有相互連通的多個氣腔，多個氣腔的容積沿第一方向逐漸減小。煙氣分布室連接有與多個氣腔一一對應的多個旋風分離組件，每個分離組件包括相互匹配的旋風筒和排氣管，旋風筒具有用于輸入氣體且位于氣腔內的進氣導流端，排氣管的部分伸入至旋風筒內并穿設煙氣分離室。

進一步的，每個旋風筒還包括與進氣導流端連接的筒體。筒體內形成呈螺旋形環(huán)繞的導流通道。

進一步的，伸入至旋風筒內的排氣管沿導流通道的軸線方向延伸。

進一步的，筒體包括依次連接的柱形段和倒錐形段。柱形段位于煙氣分布室和倒錐形段之間，在由煙氣分布室至倒錐形段的方向，倒錐形段的內徑逐漸減小。

進一步的，導流通道的部分或全部位于柱形段內。

本發(fā)明還提供了一種基于上述氣固分離器的脫硝除塵裝置，主要為SCR脫硝除塵裝置，實現(xiàn)了增強催化劑使用壽命和增強脫硝除塵效果的作用。

一種脫硝除塵裝置，包括外殼和上述的氣固分離器。外殼包括除塵段和用于安裝脫硝裝置并利用脫硝裝置對由排氣管排出氣體進行脫硝處理的脫硝段，氣固分離器設置于除塵段內。

進一步的，除塵段側壁還設置有用于安裝卸灰閥的卸灰口，煙氣分布室具有傾斜承灰面。傾斜承灰面在豎直方向的高度由煙氣進口至卸灰口逐漸減小。

進一步的，脫硝段和除塵段的側壁設置有吹灰器，吹灰器具有在阻礙粉塵沿排氣管的排氣方向運動的動力。

進一步的，脫硝段內設置有催化劑層。催化劑層與煙氣分布室之間設置有均風裝置。

進一步的，外殼還包括與除塵段連接的收集段，且除塵段位于脫硝段和收集段之間。收集段內設置有用于收集由旋風筒排出粉塵的灰斗。

上述方案的有益效果：

本發(fā)明提供了一種氣固分離器，通過設置有沿旋風組件布置方向容積遞減的煙氣分布室，從而實現(xiàn)了增加煙氣在煙氣分布室內的流動速度，從而使煙氣進入多組旋風組件的速度變快，單位時間內的通過量增加。并且旋風組件將進入的煙氣通過旋轉的流動方式進行氣固分離，實現(xiàn)了將煙氣中的固體顆粒進行收集并將較為干凈的氣體進行排放的作用。本發(fā)明提供的氣固分離器具有高效、穩(wěn)定除塵的技術效果。

本發(fā)明還提供了一種基于氣固分離器的脫硝除塵裝置，利用SCR催化脫硝方法實現(xiàn)了脫硝處理，通過設置有氣固分離器將煙氣中的顆粒狀飛灰進行補集，從而降低了因為煙氣中存在顆粒狀飛塵對催化劑的傷害。因為煙氣分布室的傾斜設置，使煙氣分布室形成了一個具有斜度的承灰面，通過設置的吹灰器，將氣固分離器中未清除的煙氣進行二次清除，并將清出的大顆粒物通過傾斜的承灰面流出裝置外。實現(xiàn)了徹底清灰的技術效果，進一步降低了煙氣對催化劑的傷害。

本發(fā)明實現(xiàn)了保護催化劑，增強催化劑使用壽命，增加脫硝效果，降低成本的技術效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的一種脫硝除塵裝置結構示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的催化劑層結構示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的一種脫硝除塵裝置內的氣固分離器結構示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的氣固分離器中旋風筒結構另一角度結構示意圖。

圖標：100-脫硝除塵裝置；200-氣固分離器；110-外殼；120-凈煙氣出口；130-脫硝段；140-均風裝置；150-除塵段；160-收集段；170-支架；210-煙氣分布室；220-旋風分離組件；131-催化劑層；132-催化劑殼體；133-通孔；141-風孔；151-吹灰器；152-卸灰閥；161-灰斗；162-出灰口；211-煙氣進口；212-氣腔；213-承灰面；221-旋風筒；221a-旋風筒；221b-旋風筒；221c-旋風筒；221d-旋風筒；222-排氣管；223-柱形段；224-倒錐形段；225-進氣導流端；226-筒體；227-導流通道；228-內筒。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，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、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；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，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

參閱圖1，本實施例提供了一種脫硝除塵裝置100，包括外殼110和與外殼110連接的支架170。從外殼110上端至下端依次設置有脫硝段130、除塵段150和收集段160。

在本實施例中，外殼110為一體的圓柱體結構。但不排除在其他實施例中外殼110為一體的矩形結構或分體結構由多種形狀組合而成。在外殼110的上部設置有凈煙氣出口120。

脫硝段130內設置有催化劑層131和吹灰器151，催化劑層131與脫硝段130內的任意側面都接觸，催化劑層131的面積與脫硝段130內的橫截面面積相同。當脫硝段130為圓柱體時，則催化劑層131為圓形；當脫硝段130為四棱柱體時，催化劑層131為四邊形。在本實施例中，脫硝段130為圓柱體，則催化劑層131為圓形。吹灰器151安裝在脫硝段130的側面，吹灰器151部分設置在脫硝段130內，部分設置在脫硝段130外與外界動力源連接。

催化劑層131的數(shù)量可根據(jù)實際情況進行設定，當需要催化的氣體較多或者因為氣體的化學原因需要較多的催化劑的量時，催化劑層131可設計為多層。在本實施例中，催化劑的數(shù)量為兩個，在其他實施例中，可以為一個也可以大于兩個。

參閱圖2，催化劑層131包括催化劑原料以及套設在催化劑原料外的催化劑殼體132，本實施例中的催化劑原料為經(jīng)過擠壓成塊的V₂O₅和TiO₂催化劑。催化劑殼體132與脫硝段130的內壁之間為活動連接，活動連接包括卡接，螺紋固定等。在本實施例中，催化劑殼體132與脫硝段130內壁之間為卡接。催化劑殼體132的上表面和下表面都均勻的設置有通孔133，通孔133的密度較大。

本實施例中的吹灰器151用于將經(jīng)過氣固分離后的煙氣中殘留的大顆粒灰塵通過空氣動力進行去除。吹灰器151的結構為現(xiàn)有技術，具體為一根與外界空氣動力源連通的管路用于輸送高壓純凈空氣。管路不與外界空氣動力源連接的一端為圓弧開口或者其他形狀開口的出氣端，設置在脫硝段130的側面或者伸入脫硝段130內。

在脫硝段130內可設置均風裝置140，根據(jù)需要也可以在除塵段150之間還設置有均風裝置140。請再次參閱圖1，均風裝置140環(huán)設在脫硝除塵裝置100內壁內，設置有風孔141的板狀結構。均風裝置140可以覆蓋沿脫硝段130橫截面的全部和部分，例如，當外殼110為一體結構時，均風裝置140的橫截面形狀與外殼110的橫截面的形狀相同。當外殼110為分體且由多種不同形狀組成的異形結構時，均風裝置140的橫截面面積與催化段或除塵段150的橫截面的面積相同。在本實施例中，均風裝置140的橫截面面積為圓形。

均風裝置140的厚度與需要導流的氣體量有關，當需要導流的氣體較多時，則均風裝置140較厚；當需要導流的氣體較小時，則均風裝置140較薄。在本實施例中，均分裝置的厚度較厚。

風孔141的形狀可以為多種，在本實施例中，風孔141為圓孔狀結構。

本實施例中的均風裝置140為開設有圓孔狀風孔141的圓柱體結構。

再次參閱圖1，除塵段150的腔室設置有氣固分離器200，進一步地還可在除塵段150側壁設置有吹灰器151和卸灰閥152。氣固分離器200與收集段160連接。吹灰器151部分設置在除塵段150內，一部分設置在除塵段150外部與外界動力源連接。卸灰閥152通過管路與設置在除塵段150外側壁的卸灰口(未標出)連接。

本實施例中的吹灰器151的結構與設置在催化劑層131的吹灰器151的結構相同，作用相同。

參閱圖1、圖3，氣固分離器200包括設置在除塵段150外側的與外界煙氣管道連接的煙氣進口211，煙氣進口211連接有設置在除塵段150內的煙氣分布室210。

煙氣分布室210內沿第一方向內分布有相互連通的多個煙氣進口211。

請再次參閱圖3，本實施例中，第一方向為由A點指向B點的方向，即進入煙氣進口211的煙氣的運動方向。則，多個煙氣進口211以煙氣進口211為起點，以煙氣的運動方向進行設置多個煙氣進口211。且煙氣分布室210的容積沿第一方向逐漸減小。

在煙氣分布室210連接有多個氣腔212。且氣腔212的個數(shù)至少為兩個，在本實施例中氣腔212的數(shù)量為五個，且之間呈相互連通的狀態(tài)。與氣腔212相對應設置的旋風分離組件220的數(shù)量也為五個。五個旋風分離組件220分別與收集段160連接。

每個旋風分離組件220包括相互匹配的旋風筒221和排氣管222，排氣管222的部分伸入至旋風筒221內并穿設煙氣分離室，旋風筒221與收集段160連接。在本實施例中旋風筒的個數(shù)為五個，包括旋風筒221、旋風筒221a、旋風筒221b、旋風筒221c和旋風筒221d。

旋風筒221包括具有用于輸入氣體且位于煙氣分布室210內的進氣導流端225。

旋風筒221還包括與進氣導流端225連接的筒體226，進氣導流端225設置有氣體通道。且筒體226內設置有導流通道227。筒體226與收集段160連接。旋風筒221的材料可以金屬材料或者非金屬材料，在本實施例中，旋風筒221為陶瓷旋風筒221。

筒體226包括從上之下依次連接的柱形段223和倒錐形段224，倒錐形段224與收集段160連接。

柱形段223位于煙氣分布室210和倒錐形段224之間，柱形段223為柱形結構，可為立柱體也可為圓柱體或其他柱狀結構。在本實施例中，柱形段223為圓柱體結構。倒錐形段224在由煙氣分布室210至倒錐形段224的方向內徑逐漸減小的柱形結構。柱形段223與倒錐形段224的數(shù)量相同，還與煙氣進口211的個數(shù)相同，在本實施例中柱形段223和倒錐形段224的個數(shù)都為五個。

柱形段223與進氣導流端225連接，位于柱形段223內的導流通道227的可設置為螺旋形結構，且導流通道227一端與進氣導流端225內氣體通道連通，另一端與住形體的內腔連接。導流通道227可完全設置在柱形段223內也可部分設置在柱形段223內。在本實施例中，導流通道227部分設置在煙氣進口211內，部分設置在柱形段223內。

當導流通道227完全設置在柱形段223內時，柱形段223與導流通道227一起設置在煙氣進口211內。當導流通道227部分設置在柱形段223內時，柱形段223與導流通道227可一起設置在煙氣進口211內，也可以為未設置在柱形段223內的導流通道227設置在煙氣進口211內，設置有部分導流通道227的柱形段223設置在煙氣進口211外。在本實施例中，導流通道227部分設置在柱形段223內，部分設置在柱形段223外。設置在柱形段223外的導流通道227設置在煙氣進口211內，設置在柱形段223內的導流通道227和柱形段223設置在煙氣進口211外。

當導流通道227完全設置在柱形段223內時，導流通道227的橫截面面積與柱形端的橫截面面積相同。當導流通道227部分設置在柱形段223內時，設置在柱形段223內的橫截面面積與柱形段223相同，設置在柱形段223外的導流通道227的橫截面面積大于柱形段223的橫截面面積。

排氣管222可以沿導流通道227的軸線方向延伸至柱形段223內。

在排氣管222伸入至柱形段223內的一端設置有內筒228，內筒228的橫截面為梯形結構，內筒228沿向收集段160移動的方向開口逐漸增大，其開口的橫截面面積大于排氣管222的橫截面面積。

請再次參閱圖1和圖3，收集段160包括料口(未標出)、灰斗161和設置在灰斗161一端的出灰口162。灰斗161遠離出灰口162的一端與倒錐形段224連接。

灰斗161整體呈倒錐形的立體結構，進一步地，在本實施例中，為斜錐形體，內徑由倒錐形段224至出灰口162的方向移動而逐漸減小。在其他實施例中，灰斗161還可以為圓柱體結構或立柱體結構。

本實施例提供的脫硝除塵裝置100工作流程如下：

先將待凈化煙氣通過煙氣進口211引入至煙氣分布室210，再進入氣固分離器200的進氣導流端225內，隨后進入筒體226內。因為筒體226內的導流通道227為螺旋結構，使進入的煙氣產(chǎn)生旋轉由直線運動變?yōu)閳A周運動。旋轉氣流絕大部分沿旋風體自筒體226呈螺旋形向下，朝倒錐形段224流動，含塵氣體在旋轉過程中產(chǎn)生離心力，將密度大于氣體的塵粒甩向筒壁。塵粒在于筒壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動量和向下的重力沿壁面向下落入灰斗161。旋轉下降額外旋氣流到達倒錐形段224下端位時，因倒錐形段224的收縮即以同樣的旋轉方向在筒體226由下而上繼續(xù)做螺旋形流動，經(jīng)過排氣管222進入除塵段150腔體內。

因為在除塵段150的側壁上設置有吹灰體，則在除塵段150內的經(jīng)排氣管222排出的氣體中如果還有部分的含塵氣體，則通過吹灰體使其增加向承灰面213運動的力，當含塵氣體通過吹灰體提供的動力與承灰面213發(fā)生碰撞時，則會使含塵氣體中的塵粒附著在承灰面213上。因為承灰面213的坡度降低并且在承灰面213坡度最低點與設置在除塵段150壁上的卸灰口連接，則塵粒通過卸灰口進入管道并通過卸灰閥152進行二次卸灰處理。

當氣體中的塵粒經(jīng)過兩次處理排出氣體之外，通過均勻設置有風孔141的均風裝置140整流之后進入多層催化劑層131進行催化處理，通過催化劑完成脫硝之后通過凈氣出口排出。

本實施例提供的煙氣分布室210的容積隨旋風筒221的排列逐漸減小降低了煙氣的總儲存量，但是使煙氣分布室210內的煙氣的移動速度增加，從而使煙氣進入旋風筒221的時間降低且在導流通道227內的速度增加。煙氣速度的增加會增加大顆粒物與筒體226之間的碰撞動量，從而更容易實現(xiàn)大顆粒物從氣體中分解。所以，煙氣分布室210的容積的逐漸縮小，增加了氣固分離器200的工作效率而且還增強了氣固分離器200的工作效果，實現(xiàn)了氣體與固體的更進一步的分離。

而承灰面213和吹灰器151的設置則實現(xiàn)了二次清灰的效果，通過吹灰器151二次清灰進一步降低了對催化劑的傷害，通過承灰面213的傾斜設置將二次清灰產(chǎn)生的大顆粒物排出裝置內。

本實施例提供的脫硝除塵裝置100，經(jīng)過除塵和脫硝兩部，氨的逃逸率小于2ppm，經(jīng)過脫硝后SO₂/SO₃轉化率小于1％。

本實施例中催化劑化學使用壽命大于24000h，機械使用壽命不小于10年。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。