本實(shí)用新型涉及煙氣污染物治理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種蓄熱元件耦合催化劑氧化脫硝的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。

背景技術(shù)：

目前，我國(guó)燃煤電廠脫除NO_X主要采用SCR、SNCR和SCR/SNCR技術(shù)，以SCR技術(shù)居多，該技術(shù)的核心是在回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器與省煤器之間350～410℃煙溫區(qū)域內(nèi)布置一個(gè)SCR脫硝反應(yīng)器，在反應(yīng)器的全截面上布置V‐Ti‐W系脫硝催化劑，煙氣在進(jìn)入反應(yīng)器之前被噴入氨或氨水，在催化劑的作用下，氨和NO_X發(fā)生反應(yīng)，將NO_X還原成N₂，從而脫除NO_X，是目前NO_X脫除效率最高的處理方式。

盡管如此，SCR催化脫硝技術(shù)也存在如下嚴(yán)重的問(wèn)題：

(1)需要在回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器之前和省煤器之后加裝巨大的SCR脫硝反應(yīng)器，尺寸龐大，占據(jù)有效空間；

(2)煙道需要多次轉(zhuǎn)彎、催化劑阻力大，造成火電廠煙氣系統(tǒng)阻力增加，顯著增加引風(fēng)機(jī)的功率和電耗；

(3)增設(shè)脫硝反應(yīng)器后，空氣預(yù)熱器出口段煙氣負(fù)壓增加較多，使得空氣預(yù)熱器漏風(fēng)差壓升高，降低鍋爐熱效率；

(4)一般情況下脫硝效率越高，在催化劑的作用下SO₂向SO₃的轉(zhuǎn)換率也越高，導(dǎo)致煙氣中的酸露點(diǎn)溫度有所提高，當(dāng)空氣預(yù)熱器蓄熱元件的金屬溫度低于硫酸露點(diǎn)溫度時(shí)就會(huì)發(fā)生硫酸蒸汽凝結(jié)，并與積灰耦合，進(jìn)而加劇空氣預(yù)熱器冷端腐蝕和堵塞。

(5)為提高脫硝效率，必須使用過(guò)量的氨，引起氨逃逸，眾所周知，氨是重霧霾形成物質(zhì)，氨逃逸加重了我國(guó)霧霾的嚴(yán)重程度；

(6)V‐Ti‐W系脫硝催化劑本身是有毒物質(zhì)，屬于危險(xiǎn)廢物，一般催化劑運(yùn)行3‐4年后就會(huì)中毒失效，其后，或更換，或清洗，遲早都需要危廢后續(xù)處理，是巨大的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種蓄熱元件耦合催化劑氧化脫硝的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，應(yīng)用的氧化脫硝反應(yīng)，反應(yīng)溫度高于煙氣中的酸露點(diǎn)，煙氣中的固有的少量SO₃基本不會(huì)凝結(jié)在空氣預(yù)熱器表面導(dǎo)致粘性積灰和腐蝕，保證了空氣預(yù)熱器的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種蓄熱元件耦合催化劑氧化脫硝的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，包括外殼1，設(shè)置在外殼1內(nèi)部與外殼1相連且可轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子2，沿轉(zhuǎn)子2徑向方向安裝的蓄熱元件3，安裝在外殼1的徑向、軸向及環(huán)向的密封裝置4，與轉(zhuǎn)子2相連的驅(qū)動(dòng)裝置5，設(shè)置在外殼1上部的空氣出口7和煙氣入口8，下部的空氣入口6和煙氣出口9；所述蓄熱元件3包括定位板3‐3，與定位板3‐3連接的波紋板3‐2，均勻覆蓋在定位板3‐3和波紋板3‐2表面的氧化脫硝催化劑層3‐1，所述氧化脫硝催化劑層3‐1為二氧化鈦氧化脫硝催化劑，其脫硝溫度窗口介于160℃～220℃之間，恰好位于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器蓄熱元件的冷端的工作溫度區(qū)間內(nèi)；所述蓄熱元件3上端的波紋板3‐2和定位板3‐3為熱端，下端的波紋板3‐2和定位板3‐3為冷端，所述熱端的波紋板3‐2和定位板3‐3表面覆蓋或不覆蓋氧化脫硝催化劑層3‐1，冷端的波紋板3‐2和定位板3‐3表面覆蓋氧化脫硝催化劑層3‐1。

所述熱端的波紋板3‐2和定位板3‐3的版型為DU型或CU型，冷端的波紋板3‐2和定位板3‐3版型采用NF型、耐腐蝕合金材料或涂搪瓷。

所述波紋板3‐2和定位板3‐3在覆蓋氧化脫硝催化劑層3‐1前，均需進(jìn)行表面預(yù)處理，去除表面油、銹、水及雜質(zhì)，使其更容易和氧化脫硝催化劑結(jié)合。

所述空氣入口6與空氣出口7都為矩形，等大且位于所述外殼1上下部相對(duì)應(yīng)的位置；所述煙氣入口8與煙氣出口9都為矩形，等大且位于所述外殼1上下部相對(duì)應(yīng)的位置。

所述蓄熱元件耦合催化劑氧化脫硝的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的脫硝方法，將所述波紋板3‐2與定位板3‐3浸潤(rùn)到氧化脫硝催化劑漿液中以使氧化脫硝催化劑漿液附著在所述波紋板3‐2與定位板3‐3表面，并經(jīng)過(guò)加工形成具有一定的強(qiáng)度的氧化脫硝催化劑層3‐1；啟動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)裝置5驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子2在外殼1內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)安裝在轉(zhuǎn)子2上的蓄熱元件3轉(zhuǎn)動(dòng)；煙氣與氧化劑混合后通過(guò)所述煙氣入口8進(jìn)入外殼1內(nèi)部，在經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)的蓄熱元件3時(shí)，既與蓄熱元件3進(jìn)行換熱，將熱量傳遞到蓄熱元件3，又在氧化脫硝催化劑層3‐1的催化下，利用氧化劑將煙氣中的NO_X催化氧化成高價(jià)態(tài)氮氧化物，再?gòu)臒煔獬隹?流出；冷空氣從所述空氣入口6進(jìn)入外殼1內(nèi)部，在經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)的蓄熱元件3時(shí)，從蓄熱元件3中得到熱量，升高溫度，再?gòu)目諝獬隹?流出；由煙氣中的NO_X催化氧化生成的高價(jià)態(tài)氮氧化物，從所述煙氣出口9流出，進(jìn)而在后續(xù)設(shè)備中脫除。

制作所述氧化脫硝催化劑層3‐1的漿液是將氧化脫硝催化劑在研缽中研磨均勻，與適量去離子水混合并攪拌均勻得到的。

將表面處理后的所述波紋板3‐2和定位板3‐3浸漬到氧化脫硝催化劑漿液中，使氧化脫硝催化劑充分依附后，通過(guò)干燥、焙燒得到氧化脫硝催化劑層3‐1。

所述氧化劑選用過(guò)氧化氫，在回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器之前的煙道上蒸發(fā)進(jìn)入煙道中。

所述煙氣中的NO_X在空氣預(yù)熱器中被氧化為高價(jià)態(tài)氮氧化物，NO₂溶于水，通過(guò)設(shè)置堿液噴淋裝置完成吸收過(guò)程，實(shí)現(xiàn)脫硝。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)勢(shì)在于：

(1)本實(shí)用新型的應(yīng)用性強(qiáng)。相較于傳統(tǒng)單獨(dú)建造脫硝裝置的設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型在現(xiàn)有設(shè)備上進(jìn)行改造，不需額外占用空間，大大減小了改造難度，降低了改造成本，具有廣泛的應(yīng)用前景；

(2)本實(shí)用新型去除了單獨(dú)存在的脫硝裝置，消除了脫硝裝置造成的煙道阻力增大，減小了引風(fēng)機(jī)壓力，降低了電耗成本；

(3)本實(shí)用新型所應(yīng)用的二氧化鈦氧化脫硝反應(yīng)使用的催化劑在160～220℃溫度下可發(fā)揮最好作用，恰好位于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器蓄熱元件的冷端，十分適合氧化脫硝反應(yīng)的高效運(yùn)行，解決了SCR和SNCR技術(shù)要求溫度在工業(yè)過(guò)程中沒(méi)有合適場(chǎng)所能滿足的問(wèn)題；

(4)本實(shí)用新型將催化劑與空預(yù)器蓄熱元件耦合，將空預(yù)器波紋板作為脫硝反應(yīng)場(chǎng)所，波紋板具有比面積大的特點(diǎn)，為氧化脫硝提供了充足的反應(yīng)空間。同時(shí)空預(yù)器內(nèi)的煙氣流速約為10～14m/s，且氧化脫硝的反應(yīng)時(shí)間極短，則煙氣充分進(jìn)行反應(yīng)；

(5)本實(shí)用新型應(yīng)用的氧化脫硝反應(yīng)，反應(yīng)溫度高于煙氣中的酸露點(diǎn)，煙氣中的固有的少量SO₃基本不會(huì)凝結(jié)在空氣預(yù)熱器表面導(dǎo)致粘性積灰和腐蝕，保證了空氣預(yù)熱器的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；

(6)本實(shí)用新型的氧化催化反應(yīng)中也無(wú)氨氣參加，避免了氨逃逸的發(fā)生，有利于霧霾的控制；

(7)本實(shí)用新型所應(yīng)用的鈦系、鐵鈦系氧化脫硝催化劑不具有毒性，使用安全，且具有制造成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是催化劑和蓄熱元件耦合的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型涂覆氧化脫硝催化劑層的蓄熱元件，其中圖2(a)為冷端未覆蓋覆氧化脫硝催化劑層示意圖，圖2(b)為蓄熱元件熱端示意圖。

圖中：1、外殼；2、轉(zhuǎn)子；3、蓄熱元件；4、密封裝置；5、傳動(dòng)裝置；6、空氣入口；7、空氣出口；8、煙氣入口；9、煙氣出口；3‐1、氧化脫硝催化劑層；3‐2、波紋板；3‐3、定位板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)的描述本實(shí)用新型。

如圖1所示，本實(shí)用新型一種催化劑和蓄熱元件耦合氧化催化脫硝的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，主要包括外殼1、轉(zhuǎn)子2、蓄熱元件3、密封裝置4、驅(qū)動(dòng)裝置5；所述外殼1上部設(shè)有空氣出口7、煙氣入口8，下部設(shè)有空氣入口6、煙氣出口9。所述轉(zhuǎn)子2置于外殼1內(nèi)部，與所述外殼1相連且可轉(zhuǎn)動(dòng)；所述蓄熱元件3沿轉(zhuǎn)子2徑向方向安裝在所述轉(zhuǎn)子2上；所述蓄熱元件3包括氧化脫硝催化劑層3‐1、波紋板3‐2和定位板3‐3三部分，其中所述波紋板3‐2與定位板3‐3相連，所述氧化脫硝催化劑層3‐1均勻覆蓋在波紋板3‐2與定位板3‐3表面；所述密封裝置4安裝在所述外殼1的徑向、軸向及環(huán)向；所述驅(qū)動(dòng)裝置5與轉(zhuǎn)子2相連；所述蓄熱元件3上端的波紋板3‐2和定位板3‐3為熱端，下端的波紋板3‐2和定位板3‐3為冷端，所述熱端的波紋板3‐2和定位板3‐3表面覆蓋或不覆蓋氧化脫硝催化劑層3‐1，冷端的波紋板3‐2和定位板3‐3表面覆蓋氧化脫硝催化劑層3‐1。

所述空氣入口6與空氣出口7都為矩形，等大且位于所述外殼1上下部相對(duì)應(yīng)的位置；所述煙氣入口8與煙氣出口9都為矩形，等大且位于外殼1上下部相對(duì)應(yīng)的位置。

圖2所示為蓄熱元件3冷端和熱端示意圖，包括氧化脫硝催化劑層3‐1，波紋板3‐2，定位板3‐3。

所述氧化脫硝催化劑表層3‐1的成分為二氧化鈦氧化脫硝催化劑，其脫硝溫度窗口介于160℃～220℃之間，恰好位于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器蓄熱元件的冷端的工作溫度區(qū)間內(nèi)。

所述波紋板3‐2和定位板3‐3熱端的版型可選用DU型，冷端版型可采用NF型。

所述波紋板3‐2和定位板3‐3在覆蓋氧化脫硝催化劑層3‐1前，均需進(jìn)行表面預(yù)處理，去除表面油、銹、水及雜質(zhì)，使其更容易和催化劑結(jié)合。

上述一種催化劑和蓄熱元件耦合氧化催化脫硝的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的脫硝方法如下：

將所述波紋板3‐2與定位板3‐3的冷端部分浸潤(rùn)到氧化脫硝催化劑漿液中，以使氧化脫硝催化劑漿液附著在所述波紋板3‐2與定位板3‐3表面，并經(jīng)過(guò)加工形成具有一定的強(qiáng)度的氧化脫硝催化劑層3‐1。

啟動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)裝置5驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子2在所述外殼1內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)安裝在轉(zhuǎn)子2上的蓄熱元件3轉(zhuǎn)動(dòng)。

煙氣與氧化劑混合后通過(guò)所述煙氣入口8進(jìn)入蓄熱元件耦合催化劑氧化脫硝的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，在經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)的蓄熱元件3時(shí)，既與蓄熱元件3進(jìn)行換熱，將熱量傳遞到蓄熱元件3，又在氧化脫硝催化劑層3‐1的催化下，利用氧化劑將煙氣中的NO_X催化氧化成高價(jià)態(tài)氮氧化物，再?gòu)臒煔獬隹?流出。

冷空氣從所述空氣入口6進(jìn)入所述蓄熱元件耦合催化劑氧化脫硝的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，在經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)的蓄熱元件3時(shí)，從蓄熱元件3中得到熱量，升高溫度，再?gòu)目諝獬隹?流出。

由煙氣中的NO_X催化氧化生成的高價(jià)態(tài)氮氧化物等物質(zhì)，從所述煙氣出口9流出，進(jìn)而在后續(xù)設(shè)備中脫除。

制作所述氧化脫硝催化劑表層3‐1的漿液是將氧化催化劑在研缽中研磨均勻，與適量去離子水混合并攪拌均勻得到的。

將表面處理后的波紋板3‐2與定位板3‐3的冷端部分浸漬到所提及的催化劑漿液中，使催化劑充分依附后，在60～120℃下干燥2～24小時(shí)，再在350～600℃下焙燒得到氧化脫硝催化劑表層3‐1。

所述氧化劑選用環(huán)保的過(guò)氧化氫，在回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器之前的煙道上蒸發(fā)噴入煙道中。

所述煙氣中的NO_X在空氣預(yù)熱器中被氧化為高價(jià)態(tài)氮氧化物，高價(jià)態(tài)氮氧化物溶于水，通過(guò)設(shè)置Na₂CO₃溶液噴淋裝置完成吸收過(guò)程，實(shí)現(xiàn)脫硝。