基于SCR的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置及烟气处理装置的制作方法

本实用新型涉及烟气治理技术领域，特别是涉及一种基于scr的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置及烟气处理装置。

背景技术：

在通过选择性催化还原技术(scr)对水泥炉窑的烟气进行脱硝处理时，由于高温烟气中往往会含有大量的粉尘，为了避免粉尘所造成的脱硝催化剂“中毒”无法正常工作现象，一般在scr反应器之前设置除尘器(静电、布袋)，以在对烟气进行脱硝前将烟气中的粉尘除去，减少粉尘对脱销催化剂的影响。但是，由于水泥企业生产设备布局紧凑，没有足够的空间分别安装除尘器和scr反应器，另外，水泥行业粉尘的高浓度、强磨蚀性以及高温下的粘性，也严重制约着选择性催化还原技术(scr)在水泥行业大规模推广和应用。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种基于scr的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置，主要目的在于提供一种新型的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置，从而减小除尘、脱硝设备所需占用的空间，以及避免粉尘堆积所造成的脱硝催化剂无法正常工作现象，以使scr技术能大规模应用。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一方面，本实用新型的实施例提供一种基于scr的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置，其包括：

上箱体，在所述上箱体侧面设有进气口，已混入氨的烟气由所述进气口进入所述上箱体内，在所述上箱体中设有喷吹装置，所述喷吹装置上设有喷吹头；

中箱体，所述中箱体设置在所述上箱体下方，所述上箱体和所述中箱体经第一连接板连接，在所述第一连接板上设有第一组花板孔，在所述中箱体的侧面设有排气口；

下箱体，所述下箱体设置在所述中箱体下方，所述下箱体和所述中箱体经第二连接板连接，在所述第二连接板上设有第二组花板孔；

滤筒，相对的花板孔经所述滤筒连接，所述喷吹头正对所述第一组花板孔设置；

由所述上箱体的进气口进入的烟气经所述滤筒除尘、脱硝处理后，经所述中箱体的侧面的排气口排出；所述喷吹装置将堆积在所述滤筒内的粉尘沿所述滤筒内壁吹入所述下箱体中。

进一步地，所述喷吹装置还包括压缩气体源，所述压缩气体源经管道与所述喷吹头连接；

优选地，所述喷吹头与所述滤筒的距离为5cm-10cm。

进一步地，所述喷吹头为环形，所述喷吹头的出气嘴的形状与所述滤筒的形状相吻合；

优选地，所述滤筒为圆形，所述出气嘴为圆环，所述圆环的外径≤所述滤筒的内径。

进一步地，所述第一组花板孔和所述第二组花板孔中的花板孔一一对应设置；

进一步地，所述喷吹头与所述第一组花板孔一一对应。

进一步地，所述中箱体包括多个纵向可拆卸连接的反应箱体，所述反应箱体经花板连接，在所述花板上设有花板孔，每个所述滤筒包括多个纵向依次连通的滤筒单体，相邻的两个所述滤筒单体经所述花板孔密封连接。

进一步地，所述滤筒为附着有脱硝催化剂的过滤结构；其中，

所述过滤结构为陶瓷纤维结构、化纤针刺毡结构、高温烧结陶瓷过滤结构中的任一种。

进一步地，所述滤筒的筒壁由内到外依次包括除尘层和脱硝层。

所述滤筒的除尘层为陶瓷纤维层、所述滤筒的脱硝层为附着有脱硝催化剂的陶瓷纤维层。

进一步地，所述除尘层的厚度为所述滤筒的筒壁厚度的1/5-2/5；

所述脱硝层的厚度为所述滤筒的筒壁厚度的3/5-5/5。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

通过一种水泥窑炉的烟气处理系统，所述水泥窑炉的烟气处理系统包括预热器、除尘脱硝装置、余热发电装置和烟囱，所述除尘装置为上述的基于scr的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置，

其中，所述上箱体的进气口与所述预热器的烟气出口经管道连接，所述中箱体的侧面的排气口排出的高温气体进入余热发电装置。

与现有技术相比，本实用新型的基于scr的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置至少具有下列有益效果：

通过在上箱体中设置所述喷吹装置，能够使在高温下容易粘结在滤筒中粉尘吹落至下箱体灰斗中，减少粉尘在滤筒中的堆积，从而大大提高水泥炉窑的烟气的过滤效率。

与现有技术相比，本实用新型的水泥窑炉的烟气处理系统至少具有下列有益效果：

所述水泥窑炉的烟气处理系统大大节省了占地空间。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1提供的一种基于scr的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例1提供的喷吹装置的结构示意图；

图3是本实用新型的实施例1提供的喷吹头工作方式的结构示意图；

图4是本实用新型的实施例1提供的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置另一结构示意图；

图5是本实用新型的实施例2提供的一种水泥窑炉的烟气处理系统的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

实施例1

本实施例提供一种基于scr的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置，如图1所示，所述水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置包括：

上箱体1，在所述上箱体1侧面设有进气口10，已混入氨的烟气由所述进气口10进入所述上箱体1内，在所述上箱体1中设有喷吹装置，所述喷吹装置上设有喷吹头11，进入所述水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置包括由水泥炉窑排出的烟气和向烟气中混入的氨；

中箱体2，所述中箱体2设置在所述上箱体1下方，所述上箱体1和所述中箱体2经第一连接板连接，在所述第一连接板上设有第一组花板孔，在所述中箱体2的侧面设有排气口20；

下箱体3，所述下箱体3设置在所述中箱体2下方，所述下箱体3和所述中箱体2经第二连接板连接，在所述第二连接板上设有第二组花板孔；

滤筒4，相对的花板孔经所述滤筒4连接，所述喷吹头11正对所述第一组花板孔设置，具体实施时，一方面，所述花板孔对所述滤筒4起到固定作用，另一方面，所述花板孔还起到导流作用，将烟气均匀地分配导流到每个滤筒4中；

由所述上箱体1的进气口10进入的烟气经所述滤筒4除尘、脱硝处理后，经所述中箱体2的侧面的排气口20排出；所述喷吹装置将堆积在所述滤筒4内的粉尘沿所述滤筒4内壁吹入所述下箱体3中。通过在所述上箱体1的侧面上设置进气口10，所述进气口10不正对滤筒4，这种方式能够使进入所述上箱体1内的烟气均匀的进入每个滤筒4内。

具体实施时，所述第一组花板孔包括多个第一花板孔，所述第二组花板孔也包括与所述第一花板孔等数量的第二花板孔，相应地，所述滤筒4的数量与所述第一花板孔的数量相同。

具体实施时，所述氨可以为nh3气或液体氨，所述液体氨以喷雾状喷入，具体混入氨的位置为预热器和除尘脱销一体化装置之间。

优选地，所述第一花板孔均匀的分布在所述第一连接板上，相应地，所述多个滤筒4均匀地分布于所述中箱体2中。

本实施例提供的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置，通过在上箱体1中设置所述喷吹装置，能够使在高温下容易粘结在滤筒4中粉尘吹落至下箱体3中，减少粉尘在滤筒内壁表面的堆积，提高烟气在滤筒中的除尘脱硝效率，从而实现水泥窑炉尘、硝一体化脱除。

进一步地，为了达到喷吹效果，所述喷吹装置还包括压缩气体源，所述压缩气体源经管道与所述喷吹头11连接。所述压缩气体源所提供的压力不小于0.1mpa，并根据现场运行情况调节。

优选地，所述压缩气体源为压缩空气源或压缩氮气源。进一步地，在所述压缩气体源与所述喷吹头11连接的管道上还设置有加热器，压缩气体源喷出的气体先由加热器加热到设定温度后才开始喷吹清灰。

上述实施例提供的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置的工作过程如下：水泥炉窑的烟气在混入氨后，通过进气口10进入上箱体1，通过所述第一连接板上的花板孔的导流作用均匀地进入每一滤筒4内，在烟气由滤筒4内穿过滤筒4的筒壁到滤筒4外的过程中，先进行除尘处理，后在脱销催化剂的作用下实现氮氧化物的脱除，最后穿过滤筒4外壁后由排气口20排出洁净的高温气体。在进行喷吹装置开始对所述滤筒4清灰时，关闭中箱体2上的排气口20，所述喷吹装置将附着在滤筒4上的灰吹下至下箱体3，最后从下箱体3中排出。

优选地，所述喷吹头11与所述滤筒4的距离为5cm-10cm。

如图2所示，所述喷吹头11为环形，所述喷吹头11的出气嘴的形状与所述滤筒4的形状相吻合；本图中仅示出了两个喷吹头11，所述喷吹头11的个数可根据所述第一花板孔的个数进行设置，所述喷吹头11经管道相连，所述管道与压缩气体源相连。

优选地，所述滤筒4为圆形，所述出气嘴为圆环，所述圆环的外径≤所述滤筒4的内径。所述喷吹头11的工作方式如图3所示，所述喷吹头11喷入所述滤筒4的压缩气体5为黑色实线箭头所示，压缩气体5进入的同时，所述喷吹头11周围的空气50(白色箭头所示)还可以被引入至所述滤筒4中。通过这种方式，能够大大提高进入滤筒4的空气量，从而使所述滤筒4内壁上的尘土均能够被吹落至下箱体3中。

具体实施时，所述第一组花板孔和所述第二组花板孔中的花板孔一一对应设置；也就是说，所述第一花板孔均有相对设置的所述第二花板孔，在相对设置的两个花板孔中设有一个滤筒4。

为了能够使每个所述滤筒4内的粉尘均能够有效去除，并提高所述滤筒4的过滤效率，在每个所述第一花板孔的上方均设有一个喷吹头11，也就是说，所述喷吹头11与所述第一组花板孔一一对应。通过这种方式，能够有效减少装置因粉尘堆积造成的阻力上升，节约了成本。

所述中箱体2包括多个纵向可拆卸连接的反应箱体，所述反应箱体经花板连接，在所述花板上设有花板孔，每个所述滤筒4包括多个纵向依次连通的滤筒单体，相邻的两个所述滤筒单体经所述花板孔密封连接。

本实施例提供的基于scr的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置通过使中箱体2设置成由多个反应箱体以可拆卸的方式连接而成的结构，并且每个反应箱体中均安置有纵向构成滤筒4的滤筒单体；这样设置可以根据实际需要(如，现场工况风量的大小、空间布局的差异性)选择反应箱体的个数、滤筒4的长度；进一步地减少由于现场空间不足给项目改造带来的难题。

较佳地，每一反应箱体上均开设有排气口20。

如图4所示的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置，所述中箱体2包括三个反应箱体，所述中箱体2呈现一层一层的状态，具体实施时，所述反应箱体的个数可以根据不同工厂风量的大小来进行调节；在每一个反应箱体上都有一个排气口，所述排气口位于所述反应箱体的靠底部的位置，若反应箱体的高度为h,则排气口的位置为具体为距离底部为1/3h的位置。通过这种方式，是为了方便从滤筒单体滤出的气体的排出。

所述下箱体3设置在所述中箱体2的下方，且与所述滤筒4连通；当所述中箱体2包括多个反应箱体时，所述下箱体3能与任何一个反应箱体以可拆卸的方式连接，以在实现能自由选择所述中箱体2长度的基础上，还能将所述下箱体3安置在所述中箱体2最下方的目的。

较佳地，本实施例提供一种基于scr的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置，为了使滤筒4的筒壁能一体化除尘硝，本实施例对滤筒4进行如下设计(在此，主要设计两种方案)：

第一种方案：本实施例中的滤筒4为附着有脱硝催化剂的过滤结构；其中，过滤结构为陶瓷纤维结构或高温烧结陶瓷过滤结构或化纤针刺毡结构。滤筒4能除去烟气中的粉尘；而其中附着的脱硝催化剂促进nh3对氮氧化物的还原，实现脱硝。在该方案中，由于烟气本体中的粉尘会使脱硝催化剂“中毒”或被覆盖，那么滤筒4的筒壁在靠近滤筒4内的部分上脱硝催化剂可能被中毒，该部分主要用于除尘，可看成除尘区；而滤筒4的筒壁在远离滤筒4内的部分主要用于脱硝(由于前面提及的部分已将粉尘除去，而滤筒4的筒壁在远离滤筒4内的部分上的脱硝催化剂不会中毒)。较佳地，本实施例中的附着有脱硝催化剂的陶瓷纤维等材料将陶瓷纤维与脱硝催化剂混合即可得到，最后将混合后的材料在一定条件下进行搅拌、陈化挤出成型、烘干制成即可。

当然，附着有脱硝催化剂的陶瓷材料不限于上述方案，上述方案是一种优选方案，也可以是直接在陶瓷纤维材料上涂覆脱硝催化剂。

第二种方案：滤筒4的筒壁由内到外依次包括除尘层和脱硝层；其中由进气口10通入的烟气先进入滤筒4内，经过滤筒4的筒壁上的除尘层、脱硝层依次进行除尘、脱硝处理后，由排气口20排出。较佳地，本方案中的滤筒4的除尘层为陶瓷纤维层、滤筒4的脱硝层为附着有脱硝催化剂的陶瓷纤维层(在此，附着有脱硝催化剂的陶瓷纤维层可以直接由附着有脱硝催化剂的陶瓷纤维等材料制成，也可以是直接在陶瓷纤维等材料上涂覆脱硝催化剂)。

较佳地，本方案中除尘层的厚度为所述滤筒4的筒壁厚度的1/5-2/5，优选为1/4。本方案中脱硝层的厚度为所述滤筒4的筒壁厚度的3/5-5/5，优选为3/4。

综上，本实施例提供的基于scr的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置通过使滤筒4的筒壁选用陶瓷纤维等材料，以实现除尘的同时，而全部陶瓷纤维材料或筒壁的原理筒内的陶瓷纤维材料上附着脱硝催化剂，以实现促进烟气中的nh3对氮氧化物的还原，从而实现对烟气的脱硝；这样设置进一步实现除尘、脱硝的一体化，以及进一步减小装置的占地空间。另外，本实施例中滤筒4的材质选用了陶瓷纤维或烧结陶瓷过滤介质或化纤针刺毡，其中陶瓷纤维或烧结陶瓷过滤介质制成的滤筒4使得滤筒4还具有耐高温、耐腐蚀、机械强度大、结构稳定不变形、易于清洗且反复清洗后过滤效果不变等有益效果。

实施例2

如图5所示，本实施例提供了一种水泥窑炉的烟气处理系统，包括预热器8、除尘装置和烟囱，所述除尘装置为实施例1中的基于scr的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置，其中，所述上箱体1的进气口10与所述预热器的烟气出口经管道连接，所述中箱体2的侧面的排气口20排出的气体经所述烟囱6排出。

进一步地，为了对由除尘装置排出的高温气体中的能量进行进一步利用，所述的水泥窑炉的烟气处理系统还包括余热发电装置，所述余热发电装置7与所述中箱体2侧面的排气口20连接。

scr技术是目前应用最广泛的一种烟气脱硝方法，是在后部烟道设置反应器以放置催化剂固定床层，并在床层之前喷入nh3，利用催化过程实现nh3对氮氧化物的还原；scr技术的脱硝效率高，处理的烟气量大，二次污染小。以水泥行业为例，现行的sncr技术无法满足“超低排放”标准要求，所以需采用更高效scr技术，即分别加装除尘器和scr反应器，实现除尘和脱销。由于水泥企业生产设备布置较为紧凑，无多余的空间来安装除尘器和scr反应器。而采用本实用新型实施例可将增湿塔改装为基于scr的水泥窑炉尘、硝一体化脱除装置，高温烟气从一级预热器直接进入该装置，根据水泥企业的风量可选择反应箱体的数量，在实现除尘脱硝后进入余热发电装置最终实现粉尘和氮氧化物排放达标。

综上所述，本实用新型实施例提供的一种除尘、脱硝装置只需在箱体内设置既能除尘、又能脱硝的滤筒4，即可实现采用同一装置一体化除去尘硝的目的，相对于现有技术的即设置除尘器、又设置脱硝反应器而言，大大节省了占地空间，从而使scr技术能大规模应用于水泥、玻璃等行业领域。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。