烟气脱硝系统的制作方法

本发明涉及一种烟气脱硝系统，尤其涉及一种用于焦炉烟气的脱硝系统。属于烟气处理技术领域。

背景技术：

焦化行业是煤化工产业的重要组成部分，同时也是钢铁行业重要的上游产业执业，一直以来的粗放发展，对生态环境产生了严重的影响，其中焦炉加热产生的二氧化硫和氮氧化物，时大气污染的污染源之一，因此控制二氧化硫和氮氧化物的排放是焦化行业面临的重大任务。

目前我国主要的脱硫工艺时湿法脱硫，主要是使用石灰石、石灰或碳酸钠等作为洗涤剂，在脱硫塔内对烟气进行洗涤，从而去除烟气中的二氧化硫。

脱硝工艺主要有选择性非催化还原(sncr)工艺和选择性催化还原(scr)工艺。其中sncr脱硝工艺是在不使用催化剂的情况下，在适合脱硝反应的温度窗口内喷入还原剂，将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水，由于反应温度窗以及漏氨的限制，脱硝效率较一般为30～50％，对于大型电站锅炉，脱硝效率一般低于40％。而scr脱硝工艺是在一定的温度和催化剂的作用下，利用氨作为还原剂，可选择性的将烟气中的氮氧化物还原为氮气和水的工艺。无副产品，通过加大催化剂装填量，脱硝效率能达到80％以上，在scr脱硝工艺中，烟气温度是选择催化剂的重要参数，scr脱硝技术需要在一定温度区间内进行，同时存在催化的最佳温度。scr脱硝效率好，一般在80％以上，因此大型焦炉的烟气处理大多采用scr脱硝工艺。

现有的烟气脱硝系统存在以下问题：1、反应器在冷态下启动时，催化剂模块本身的温度很低，如果此时加氨，则会生成大量硫酸氢氨，并在催化剂孔隙中凝结，大大降低催化剂的活性，如果经常这样运行，就会严重降低催化剂模块的寿命；2、整个反应器为钢结构制作，内部设有很多支撑梁等设施，如果催化剂模块温度上升过快，造成内外温差过大，也会导致钢结构的变形；3、催化剂模块温升超过最大允许的温升，催化剂内凝结的水分就会突然蒸发，产生类似爆炸的效果，损坏催化剂结构，如果催化剂内外温差过大，还会产生热应力损伤；4、使用时间较长后，反应器内的催化剂模块上有积灰，积灰会加大气流阻力，影响脱硝反应的效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种烟气脱硝系统。

本发明的目的是这样实现的：

一种烟气脱硝系统，其特点是：它包括氨水储罐、氨水输送泵、氨水蒸发槽、焦油吸附装置、热风炉、喷氨格栅、反应器本体、导流板、整流格栅、第一催化剂模块、第二催化剂模块、备用催化剂模块、声波吹灰装置和压缩器储罐；

氨水储罐内盛有20％浓度的氨水，氨水储罐的出口与氨水输送泵的进口连接，氨水输送泵的出口与氨水蒸发槽的进口连接，氨水蒸发槽的出口与喷氨格栅的氨气进口连接；

焦炉烟气的排气管出口与焦油吸附装置的进口连接；

热风炉设置在焦炉烟气出口处，焦油吸附装置的出口与喷氨格栅的烟气进口连接；

导流板设置在反应器本体的顶部，导流板斜向布置；

整流格栅设置在反应器本体的上部，且位于导流板的下方；

第一催化剂模块、第二催化剂模块和备用催化剂模块由上而下依次设置在反应器本体的中部；声波吹灰装置设置在反应器本体的侧面，第一催化剂模块至少对应有三个声波吹灰装置，第二催化剂模块至少对应有三个声波吹灰装置，压缩气储罐位于反应器本体外，压缩器储罐的出口接入声波吹灰装置的进口。

进一步的，第一催化剂模块、第二催化剂模块和备用催化剂模块的升温速度不超过100℃/min，而烟气和催化剂模块之间的温差不超过150℃，在启动过程中，当烟气温度低于水露点时，烟气温升控制在5℃/min，当烟气温度高于水露点后，烟气温升提高到50-60℃/min。

进一步的，反应器本体的顶部设置有雨棚。

进一步的，第一催化剂模块、第二催化剂模块和备用催化剂模块采用高温型蜂窝式结构。

进一步的，第一催化剂模块、第二催化剂模块和备用催化剂模块的材质成分以v2o5为活性组分，tio2为基材。

进一步的，焦油吸附装置包括上层的焦炭和下层的泡沫镍金属滤网。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明一种烟气脱硝系统，反应器在冷态下启动时，催化剂模块本身的温度很低，此时热风炉为反应器本体提供热空气，热空气预热催化剂模块，保证了催化剂模块的使用寿命，同时也使得反应器本体内外温差不大，防止钢结构变形。

2、本发明一种烟气脱硝系统，催化剂模块的升温速度不得超过100℃/min，而烟气和催化剂模块之间的温差不超过150℃，一般在启动过程中，当烟气温度低于水露点时，烟气温升将当控制在5℃/min，当烟气温度高于水露点后，烟气温升可以提高到50-60℃/min，因此催化剂模块内凝结的水分不会突然蒸发，防止催化剂结构损坏。

3、本发明一种烟气脱硝系统，利用喷氨格栅将氨气与烟气的充分、均匀混合，并采用声波吹灰装置对催化剂模块定期进行吹扫与清洁，保证了脱硝反应的效率。

附图说明

图1为本发明一种烟气脱硝系统的流程图。

图2本发明的反应器本体的具体示意图。

图3为图2的左视图。

图中：

反应器本体1，喷氨格栅2，导流板3，整流格栅4，第一催化剂模块5，第二催化剂模块6，备用催化剂模块7，声波吹灰装置8，压缩气储罐9，雨棚10，氨水储罐11，氨水输送泵12，氨水蒸发槽13，焦油吸附装置14，热风炉15。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

参见图1，本发明涉及一种烟气脱硝系统，它包括氨水储罐11、氨水输送泵12、氨水蒸发槽13、焦油吸附装置14、热风炉15、喷氨格栅2和反应器本体1；

氨水储罐11内通入20％浓度的氨水，氨水储罐11的出口与氨水输送泵12的进口连接，氨水输送泵12的出口与氨水蒸发槽13的进口连接，氨水蒸发槽13的出口与喷氨格栅的氨气进口连接，氨水蒸发槽13在热风的作用下，氨水蒸发进入喷氨格栅；

焦炉烟气的排气管出口与焦油吸附装置14的进口连接，焦油吸附装置14包括上层的焦炭和下层的泡沫镍金属滤网，焦炭是一种多孔结构，可提供很大的表面积，并且具有很强的吸附能力，通过毛细管的吸附作用，从而去除烟气中绝大部分的杂质；

热风炉15设置在焦炉烟气出口处，在烟气温度偏低的情况下，热风炉15为烟气加热，将烟气温度控制在280℃以上(300-320℃)，热风炉15也可以为催化剂模块预热；

焦油吸附装置14的出口与喷氨格栅2的烟气进口连接，氨气与去焦油的烟气在喷氨格栅2汇合，在喷氨格栅2的作用下，氨气与烟气的充分、均匀混合；

参见图2-3，导流板3设置在反应器本体1的顶部，导流板3斜向布置，为氨气与烟气的混合气流提供导向作用；

整流格栅4设置在反应器本体1的上部，且位于导流板3的下方，整流格栅4将氨气与烟气的混合气体由水平方向流动调整为竖直向下流动，同时混合气体在整流格栅4内碰撞、整合，混合气体的速度分布整合得相对均匀；

第一催化剂模块5，第二催化剂模块6，备用催化剂模块7由上而下依次设置在反应器本体1的中部；第一催化剂模块5，第二催化剂模块6，备用催化剂模块7采用高温型蜂窝式结构，使用的材质成分以v2o5为活性组分，tio2为基材；

声波吹灰装置8设置在反应器本体1的侧面，第一催化剂模块5至少对应有三个声波吹灰装置8，第二催化剂模块6至少对应有三个声波吹灰装置8，备用催化剂模块7预留开；声波吹灰装置8的吹口设置在反应器本体1内，压缩气储罐9位于反应器本体1外，压缩器储罐9的出口接入声波吹灰装置8的进口，声波吹灰装置8采用的是辽宁中鑫自动化仪表有限公司生产的sq-160型声波清灰器。

声波吹灰装置8用于催化剂模块的吹扫与清洁，其工作原理是是将压缩空气转换成大功率声波(一种以疏密波的形式在空间介质中传播的压力波)送入反应器本体1内，催化剂模块上的积灰受到以一定频率交替变化的疏密波反复拉、压作用时，因疲劳疏松脱落，随烟气流带走，或在重力作用下沉落。

由于整个脱硝反应器为钢结构制作，内部设有很多支撑梁等设施，如果催化剂模块温度上升过快，造成内外温差过大，也会导致钢结构的变形；另外，一旦催化剂模块温升超过最大允许的温升，催化剂模块内凝结的水分就会突然蒸发，产生类似爆炸的效果，损坏催化剂模块结构，如果催化剂模块内外温差过大，还会产生热应力损伤，因此本发明的第一催化剂模块5，第二催化剂模块6，备用催化剂模块7的升温速度不得超过100℃/min，而烟气和催化剂模块之间的温差不超过150℃。一般在启动过程中，当烟气温度低于水露点时，烟气温升将当控制在5℃/min，当烟气温度高于水露点后，烟气温升可以提高到50-60℃/min。

反应器本体1的顶部还设置有雨棚10，在雨雪天气雨棚能防止雨雪干扰反应器本体1表面温度，从而影响到反应器本体1内的工作温度。

工作原理：

在氨水输送泵12的作用下，20％浓度的氨水从氨水储罐11进入氨水蒸发槽13，在氨水蒸发槽13内通过高温稀释风加热将氨水加热蒸发，同时将氨气浓度稀释到5％，这样氨/空气混合物安全且不易燃，氨水蒸发进入喷氨格栅2；从焦炉出来的烟气(220-320℃)经热风炉15加热后进入焦油吸附装置14，在焦油吸附装置14的作用下，烟气中绝大部分的杂质被去除，去除杂质后的烟气与氨气在喷氨格栅2汇合，氨气与烟气充分、均匀混合后进入反应器本体1内，导流板3为氨气与烟气的混合气流提供导向作用，在整流格栅4的作用下，氨气与烟气的混合气体由水平方向流动调整为竖直向下流动，同时混合气体的速度分布整合得相对均匀；然后氨气和烟气的混合气体依次通过第一催化剂模块5、第二催化剂模块6和备用催化剂模块7，实现nox的还原并去除，各催化剂模块积灰较多造成气流阻力时，声波吹灰装置8对其进行吹扫与清洁。

本发明一种烟气脱硝系统，反应器在冷态下启动时，催化剂模块本身的温度很低，此时热风炉15为反应器本体1提供热空气，热空气预热催化剂模块，保证了催化剂模块的使用寿命，同时也使得反应器本体1内外温差不大，防止钢结构变形。

本发明一种烟气脱硝系统，催化剂模块的升温速度不得超过100℃/min，而烟气和催化剂模块之间的温差不超过150℃，一般在启动过程中，当烟气温度低于水露点时，烟气温升将当控制在5℃/min，当烟气温度高于水露点后，烟气温升可以提高到50-60℃/min，因此催化剂模块内凝结的水分不会突然蒸发，防止催化剂结构损坏

本发明一种烟气脱硝系统，利用喷氨格栅2将氨气与烟气的充分、均匀混合，并采用声波吹灰装置8对催化剂模块定期进行吹扫与清洁，保证了脱硝反应的效率。

在上述实施例中，仅对本发明进行示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。