水泥窑高温高尘SCR脱硝系统的制作方法

本实用新型涉及一种水泥窑高温高尘scr脱硝系统，属于废气治理技术领域。

背景技术：

氮氧化物能形成酸雨、光化学烟雾，可以破坏臭氧层，是大气的主要污染物，因此充分治理氮氧化物，完善脱硝技术对保护生态环境具有非常重要的意义，选择性催化还原(scr)技术是火力发电厂氮氧化物排放控制的主流技术，通过向烟气中喷射氨等还原剂使之与氮氧化物发生反应以实现氮氧化物的脱除，针对苛刻的环保要求(部分地区排放标准降至50mg/nm3)，部分项目的scr脱硝系统实际脱硝效率需要提高至90％以上；scr脱硝系统通常在反应器入口水平连接烟道处布置形状各异的导流板，且在第一层催化剂上支撑梁位置均匀布置一系列相同高度的整流格栅，使烟气流经第一层催化剂前为了获得较好的流场分布，但在实际运行期间，该设计也不能保证烟气具有完全均匀的速度场和浓度场，因此依然存在未反应的氮氧化物和氨，同时，未反应的氮氧化物和氨在随烟气流动，氨氮摩尔比的分布会更加不均匀，使残存的氮氧化物和氨不能充分反应，最终未反应的氮氧化物和氨随烟气排放，不仅降低了脱硝效率，还造成氮氧化物超排与氨逃逸现象，同时，scr脱硝系统在不同的环境下选择的催化剂类型也不同，在高温高尘的环境中需要一种催化剂被粉尘磨损后对催化剂性能影响不大的催化剂。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本实用新型提供一种水泥窑高温高尘scr脱硝系统，根据高温高尘的环境采用蜂窝式催化剂这种匀质催化剂，受烟气磨损时对催化剂性能影响不大，再配合空气吹灰器防止蜂窝式催化剂被堵塞；在烟气与蜂窝式催化剂反应后使烟气进入烟道，烟气中未反应完的氮氧化物和氨进入烟道后有较长区域实现混合以形成氨氮混合物，使氮氨混合物具有更均匀的流场和浓度场，从而可以与蜂窝式催化剂充分反应，解决了上述背景技术中的难题。

本实用新型所采用的技术方案为：

水泥窑高温高尘scr脱硝系统，包括反应箱，所述反应箱左侧上部通过开口连通有倾斜设置的进烟管道，在所述进烟管道内按进烟方向依次设置第一喷氨单元和均混装置，所述反应箱由上下交错设置的分隔板将反应箱内部依次分隔为第一催化腔、第一烟道、第二催化腔、第二烟道和第三催化腔；在所述第一催化腔顶部右侧设置有与开口相对应的弧形导流板，第一催化腔内设置有蜂窝式催化剂一和第二喷氨单元，且第二喷氨单元位于蜂窝式催化剂一下方，所述第二喷氨单元下方与第一烟道连通，所述第一烟道上方与第二催化腔相连通，第二催化腔内从上至下依次设置有整流格栅、蜂窝式催化剂二和第三喷氨单元，所述第三喷氨单元下方与第二烟道相连通，所述第二烟道上方与第三催化腔连通，在第三催化腔内设置有整流格栅和蜂窝式催化剂三，且整流格栅位于蜂窝式催化剂三的上方，在第三催化腔底部的反应箱右侧下部开设有出气口；在所述反应箱内部设置有与外部吹灰装置连通的吹灰管，吹灰管位于蜂窝式催化剂一、蜂窝式催化剂二以及蜂窝式催化剂三的上方，且吹灰管的底部设有用于对蜂窝式催化剂一、蜂窝式催化剂二以及蜂窝式催化剂三进行吹灰的吹灰口。

为了进一步实现本实用新型，在所述第一催化腔、第二催化腔和第三催化腔对应的反应箱底部开设有卸灰口；将每个催化剂单独设置一催化腔，并且在底部设置卸灰口，相比较传统的将多个催化剂竖直层叠放置的设计，能避免上层催化剂的灰被吹落在下层催化剂上，造成吹灰不彻底使底部催化剂堵塞的现象。

为了进一步实现本实用新型，在所述第一烟道和第二烟道中均设置有挡板，挡板上设置有多个通孔。

为了进一步实现本实用新型，所述挡板上的多个通孔以挡板的轴线为中心均匀周向布置；挡板上的通孔可以使烟道内的氨氮混合物具有更均匀的流场和浓度场，提高了氨氮混合物与催化剂的脱硝效率。

为了进一步实现本实用新型，在所述第一烟道内设有氨浓度传感器和氮氧化物浓度传感器，所述氨浓度传感器和氮氧化物浓度传感器均与控制器电性连接，所述控制器用于控制第三喷氨单元的喷头控制阀；通过在第一烟道内放置氨浓度传感器和氮氧化物浓度传感器可以感应氮氧化物和氨的浓度，控制器分析过后会下达合适的命令控制第三喷氨单元的喷头控制阀喷射出适量的氨水量，保证氮氧化物被完全吸收且不会消耗过多的氨，提高了脱硝的效率又能节约用料。

为了进一步实现本实用新型，所述第二喷氨单元和第三喷氨单元的顶部均设置有多个喷嘴，所述多个喷嘴等间距设置，喷嘴的喷射方向与水平面的夹角为30度或60度；在第二喷氨单元和第三喷氨单元的顶部均设置有多个按照不同角度设置的喷嘴可以使喷嘴喷射出的氨与烟气结合的更充分，进一步提高了混合效果。

本实用新型的有益效果在于：高温高尘的环境下，烟气中粉尘浓度高，催化剂堵塞风险大，所以应该选择节距大并且催化剂表面被粉尘磨损后对性能影响不大的催化剂，蜂窝式催化剂是匀质催化剂，受烟气磨损时对催化剂性能影响不大，在高温高尘的情况下选择蜂窝式催化剂配合吹灰器能使脱硝效率更高；反应箱由上下交错设置的分隔板分隔出了两个烟道，烟气与蜂窝式催化剂反应后未反应完的氮氧化物和氨具有不均匀的流场分布和浓度分布，氮氧化物和氨进入烟道后有较长区域内实现混合以形成氨氮混合物，使氮氨混合物具有更均匀的流场和浓度场，从而可以与蜂窝式催化剂充分反应。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中主要附图标记含义如下：

1、反应箱，2、开口，3、进烟管道，4、第一喷氨单元，5、均混装置，6、第一催化腔，7、第一烟道，8、第二催化腔，9、第二烟道，10、第三催化腔，11、弧形导流板，12、第二喷氨单元，13、整流格栅，14、第三喷氨单元，15、出气口，16、吹灰管，17、吹灰口，18、卸灰口，19、挡板，20、氨浓度传感器，21、氮氧化物浓度传感器，22、控制器，23、喷头控制阀，24、喷嘴，601、蜂窝式催化剂一，801、蜂窝式催化剂二，101、蜂窝式催化剂三。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做具体的介绍。

如图1所示：本实施例是一种水泥窑高温高尘scr脱硝系统，包括反应箱1，反应箱1左侧上部通过开口2连通有倾斜设置的进烟管道3，在进烟管道3内按进烟方向依次设置第一喷氨单元4和均混装置5，反应箱1由上下交错设置的分隔板将反应箱1内部依次分隔为第一催化腔6、第一烟道7、第二催化腔8、第二烟道9和第三催化腔10；在第一催化腔6顶部右侧设置有与开口2相对应的弧形导流板11，第一催化腔6内设置有蜂窝式催化剂一601和第二喷氨单元12，且第二喷氨单元12位于蜂窝式催化剂一601下方，第二喷氨单元12下方与第一烟道7连通，第一烟道7上方与第二催化腔8相连通，第二催化腔8内从上至下依次设置有整流格栅13、蜂窝式催化剂二801和第三喷氨单元14，第三喷氨单元14下方与第二烟道9相连通，第二烟道9上方与第三催化腔10连通，在第三催化腔10内设置有整流格栅13和蜂窝式催化剂三101，且整流格栅13位于蜂窝式催化剂三101的上方，在第三催化腔10底部的反应箱1右侧下部开设有出气口15；在反应箱1内部设置有与外部吹灰装置连通的吹灰管16，吹灰管16位于蜂窝式催化剂一601、蜂窝式催化剂二801以及蜂窝式催化剂三101的上方，且吹灰管16的底部设有用于对蜂窝式催化剂一601、蜂窝式催化剂二801以及蜂窝式催化剂三101进行吹灰的吹灰口17。

本实施例中，在第一催化腔6、第二催化腔8和第三催化腔10对应的反应箱1底部开设有卸灰口18；将每个催化剂单独设置一催化腔，并且在底部设置卸灰口18，相比较传统的将多个催化剂竖直层叠放置的设计，能避免上层催化剂的灰被吹落在下层催化剂上，造成吹灰不彻底使底部催化剂堵塞的现象。

本实施例中，在第一烟道7和第二烟道9中均设置有挡板19，挡板19上设置有多个通孔。

本实施例中，挡板19上的多个通孔以挡板19的轴线为中心均匀周向布置；挡板19上的通孔可以使烟道内的氨氮混合物具有更均匀的流场和浓度场，提高了氨氮混合物与催化剂的脱硝效率。

本实施例中，在第一烟道7内设有氨浓度传感器20和氮氧化物浓度传感器21，氨浓度传感器20和氮氧化物浓度传感器21均与控制器22电性连接，控制器22用于控制第三喷氨单元14的喷头控制阀23；通过在第一烟道7内放置氨浓度传感器20和氮氧化物浓度传感器21可以感应氮氧化物和氨的浓度，控制器22分析过后会下达合适的命令控制第三喷氨单元14的喷头控制阀23喷射出适量的氨水量，保证氮氧化物被完全吸收且不会消耗过多的氨，提高了脱硝的效率又能节约用料。

本实施例中，第二喷氨单元12和第三喷氨单元14的顶部均设置有多个喷嘴24，多个喷嘴24等间距设置，喷嘴24的喷射方向与水平面的夹角为30度，在实际应用时，喷嘴24的喷射方向与水平面的夹角也可以为60度；在第二喷氨单元12和第三喷氨单元14的顶部均设置有多个按照不同角度设置的喷嘴24可以使喷嘴24喷射出的氨与烟气结合的更充分，进一步提高了混合效果。

本实施例所述的水泥窑高温高尘scr脱硝系统，包括反应箱1，反应箱1左侧上部通过开口2连通有倾斜设置的进烟管道3，在进烟管道3内按进烟方向依次设置第一喷氨单元4和均混装置5，烟气进入进烟管道3后先与第一喷氨单元4喷射出的氨进行初步混合，然后再通过均混装置5进一步地提高了烟气和氨的混合率，混合后的烟气与氨通过开口2进入到反应箱1内，反应箱1由上下交错设置的分隔板将反应箱1内部依次分隔为第一催化腔6、第一烟道7、第二催化腔8、第二烟道9和第三催化腔10；烟气与氨的混合物通过弧形导流板11导入到第一催化腔6内；第一催化腔6、第二催化腔8和第三催化腔10内设置的催化剂为蜂窝式催化剂，在高温高尘的环境下，烟气中粉尘浓度高，催化剂堵塞风险大，所以应该选择节距大并且催化剂表面被粉尘磨损后不影响性能的催化剂，蜂窝式催化剂是匀质催化剂，受烟气磨损时对催化剂性能影响不大，所以在高温高尘的情况下可采用蜂窝式催化剂，在第一催化腔6内设置有蜂窝式催化剂一601和第二喷氨单元12，烟气与氨的混合物首先与蜂窝式催化剂一601进行反应，烟气中未反应完的氮氧化物和氨具有不均匀的流场分布和浓度分布，第二喷氨单元12位于蜂窝式催化剂一601下方，第二喷氨单元12向烟气中喷氨，使烟气中未反应完的氮氧化物与氨相接触，从第一催化腔6流出的未反应完的氮氧化物和氨与第二喷氨单元喷射的氨在第一烟道7内形成较均匀的氨氮混合物，第一烟道7内设有挡板19，挡板19上的通孔可以使烟道内的氨氮混合物具有更均匀的流场和浓度场，未反应完的氨氮混合物顺着第一烟道7进入第二催化腔8内，第二催化腔8内从上至下依次设置有整流格栅13、蜂窝式催化剂二801和第三喷氨单元14，未反应完的氨氮混合物经过整流格栅13整流后与蜂窝式催化剂二801进行反应，与蜂窝式催化剂二801未反应完的氨氮混合物再次与第三喷氨单元14喷射的氨进行接触，在第一烟道7内设有氨浓度传感器20和氮氧化物浓度传感器21，氨浓度传感器20和氮氧化物浓度传感器21均与控制器22电性连接，当第一烟道7内的氨氮混合物浓度高时，控制器22控制第三喷氨单元14的喷头控制阀23喷出更多的氨，当第一烟道7内的氨氮混合物浓度低时，控制器22控制第三喷氨单元14的喷头控制阀23喷出少量的氨；从第二催化腔8流出的未反应氮氧化物和氨与第三喷氨单元14喷射的氨在第二烟道9内形成较均匀的氨氮混合物，再通过第二烟道9内的挡板19使氨氮混合物具有更均匀的流场和浓度场，氨氮混合物由第二烟道9上方进入第三催化腔10，经过整流格栅13整流后和蜂窝式催化剂三101进行反应，反应后的气体从出气口15排出，在反应箱1内部设置有与外部吹灰装置连通的吹灰管16，吹灰管16向蜂窝式催化剂进行吹灰，在第一催化腔6、第二催化腔8和第三催化腔10对应的反应箱1底部开设有卸灰口18，积累的灰尘由卸灰口18排出。

高温高尘的环境下，烟气中粉尘浓度高，催化剂堵塞风险大，所以应该选择节距大并且催化剂表面被粉尘磨损后对性能影响不大的催化剂，蜂窝式催化剂是匀质催化剂，受烟气磨损时对催化剂性能影响不大，在高温高尘的情况下选择蜂窝式催化剂配合吹灰器能使脱硝效率更高；反应箱由上下交错设置的分隔板分隔出了两个烟道，烟气与蜂窝式催化剂反应后未反应完的氮氧化物和氨具有不均匀的流场分布和浓度分布，氮氧化物和氨进入烟道后有较长区域内实现混合以形成氨氮混合物，使氮氨混合物具有更均匀的流场和浓度场，从而可以与蜂窝式催化剂充分反应。

以上所述仅是本实用新型专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型专利的保护范围。