专利名称：烟气脱硝设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种烟气脱硝设备。
背景技术：
烟气是热电厂的主要排放物之一，通过可燃物在燃烧器(即锅炉)中燃烧产生。 由于烟气中通常含有大量的氮氧化物NOjn NO，这些氮氧化物如果直接排放到大气中， 会导致腐蚀性很强的酸雨，因此烟气在排放之前必须经过脱氮(即脱硝)处理。目前，运用比较成熟的烟气脱硝技术主要为选择性非催化还原脱硝(SNCR)工 艺。SNCR工艺一般在800-1300°C锅炉的炉膛内喷入脱硝剂，将脱硝剂(尿素或者氨) 与烟气接触，使脱硝剂与烟气中的NOx进行选择性还原反应生成氮气(N2)和水蒸气 (H2O),并排出与脱硝剂接触后的烟气。如前所述，脱硝剂(尿素或者氨)与烟气接触反应温度很高，反应后的气体温度 也很高，在排放气体前需要降低排放气体的温度。现有技术中烟道由金属管围成，烟道内也设置有省煤器，通过金属管中的介 质，如水，带走排放气体的热量，省煤器通过热交换，也带走一部分排放气体的热量。现有省煤器是由多个互相串联连接的换热管形成的。尽管通过金属管和现有省 煤器能够一点程度上降低排放气体的温度，但是，排放气体的温度仍然高达500°C以上。 这样高的气体排放温度，一方面不符合环保要求，另一方面，排放气体也带走大量的热 量，不利于能源的再利用。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服现有脱硝设备存在的排出的烟气的温度较高的问 题，提供一种能够降低排放气体的温度的烟气脱硝设备。本实用新型提供了一种烟气脱硝设备，该设备包括烟道以及设置在烟道内的脱 硝剂供给装置和省煤器，沿烟气的流动方向，所述脱硝剂供给装置和省煤器依次设置在 所述烟道内，其中，所述省煤器包括换热管和多个换热片，所述换热管穿过所述换热 片，并且换热管的外壁与换热片紧密接触。本实用新型通过使用新的省煤器，可以在脱硝设备的体积不变的情况下，提高 换热效率，既大大降低了排放出的气体的温度，也有利于热能的再利用。
图1为本实用新型提供的烟气脱硝设备的结构示意图；图2为本实用新型的一种实施方式中的烟气脱硝设备中省煤器的结构示意图；图3为本实用新型的一种实施方式中的烟气脱硝设备中省煤器的换热片的结构 示意图；图4为本实用新型的另一种实施方式中的的烟气脱硝设备中省煤器的换热片的
3结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细的说明。如图1所示，本实用新型提供了一种烟气脱硝设备，该设备包括烟道1以及设 置在烟道1内的脱硝剂供给装置2和省煤器3，沿烟气的流动方向，所述脱硝剂供给装置 2和省煤器3依次设置在所述烟道1内，其中，所述省煤器3包括换热管4和多个换热片 5，所述换热管4穿过所述换热片5，并且换热管4的外壁与换热片5紧密接触。所述换热片5的结构可以根据换热的需要和换热管的尺寸改变，例如，如图3所 示，所述换热片5上形成有与所述换热管4的尺寸匹配的空间。如图4所示，在另一种实施方式中，每个换热片5包括多个板体，该板体具有凹 槽且相邻的两个板体中的凹槽彼此相对，形成与换热管4的形状相适应的空间，所述换 热管4穿过该空间与换热片5紧密接触。如图2所示，在一种优选实施方式中，所述多个换热片5平行排列，所述换热管 4多次往返地依次穿过多个平行排列换热片5，形成平行的多行和多列的换热管阵列。在另一种优选实施方式中，所述多个换热片5平行排列，所述换热管4为多个， 多个换热管4依次穿过多个平行排列的换热片5，形成平行的多行和多列的换热管阵列。在本实用新型中，所述省煤器中换热片5的数量可以在很大范围内改变，可以 根据换热的需要以及尺寸的需要进行调整，优选情况下，多个平行排列的换热片5的总 厚度可以为单行或单列的换热管4长度的10-20%，更优选的情况下，多个平行排列的换 热片5中相邻的两个换热片5的距离可以为1-5厘米，多个平行排列的换热片5中每个换 热片5的厚度可以为0.5-5厘米。在本实用新型中，所述换热片5的大小可以在很大范围内改变，可以根据换热 的需要即尺寸的需要进行调整，优选情况下，穿过每个所述换热片5的换热管4的总截面 积可以占该换热片5单面面积的10-50%。所述换热管4的尺寸没有特别的限定，可以选用各种常规的换热管尺寸，例 如，所述换热管4的截面积可以为10-100平方厘米。此外，在所述省煤器3中，所述换热管4排列的密度可以在很大范围内改变，优 选情况下，平行的多行或多列的换热管4中相邻的两行或两列的换热管4的距离可以为 5-25厘米。在本实用新型的一种优选实施方式中，所述换热管4与多个换热片5形成一体结 构。根据本实用新型，所述脱硝剂供给装置2可以是各种能够用于提供脱硝剂的装 置，优选情况下，所述脱硝剂供给装置2为管道，该管道穿过烟道1的壁，伸入烟道1 中，伸入烟道1中的管道上形成有开口。优选情况下，所述管道可以为多个，每根伸入 烟道1中的管道上的开口可以为多个。在一种优选的实施方式中，所述多个管道沿烟道1的轴向或周向排列，更优选 的情况下，每根伸入烟道1中的管道上的多个开口沿所述管道的轴向分布。为了使脱硝 剂与烟气更好的接触，所述开口的方向优选与烟道中烟气流动的方向相反。所述开口的
4方向与烟道1中烟气流动的方向相反并非绝对相反，包括所述开口的方向朝下、朝向水 平或者向下倾斜1-15°的情况。根据本实用新型的一种实施方式，所述烟道1的横截面积与所述脱硝剂供给装 置2的管道的开口的总面积之比为5000-50000 1，优选为20000-30000 1。所述脱硝剂供给装置2中，所述管道的另一端与脱硝剂源连通。所述脱硝剂源 可以是脱硝剂储罐，所述脱硝剂可以是各种能够与NOx反应从而降低烟气中NOx含量的 试剂，例如可以是氨。所述脱硝剂优选以其水溶液的形式使用，所述溶液的浓度已为本 领域技术人员所公知，可以为脱硝剂所能达到的各种浓度。为了降低脱硝剂的用量，优 选所述脱硝剂以其饱和溶液的形式使用。本实用新型中，所述烟道1由金属管围成，金属管中可以通入热交换介质，从 而能够充分利用烟气中的热。优选情况下，所述金属管例如可以是碳钢管、不锈钢管、 铜管、钛管或者各种金属合金管等。在本实用新型中，所述烟气脱硝设备的使用方法包括通过脱硝剂供给装置2将 脱硝剂供入烟道1中，与烟气在烟道1中进行混合，并在选择性非催化还原反应的条件下 发生SNCR脱硝反应，SNCR脱硝反应后的气体再通过省煤器3进行换热，回收气体中的热量。所述烟气与所述脱硝剂发生选择性非催化还原反应的条件包括温度优选为 800-1300°C更优选为800-1100°C，以氮元素计，脱硝剂中氮与烟气中NOx的氮(以NO 计)的摩尔比(简称氨氮摩尔比)可以为0.3-2 1，优选为0.5-1.5 1，在该温度下接 触的时间优选为0.1-2秒，更优选为0.5-1秒。上述温度可以通过选择所述脱硝剂供给的 位置从而利用该区段烟气本身的温度来实现，因而无需额外供热或降温。本实用新型通过使用新的省煤器，从而在脱硝设备的体积不变的情况下，提高 换热效率，既大大降低了排放出的气体的温度，又有效地利用了热能。另一方面，在 保证换热效果的情况下，还能够有效地降低脱硝设备的体积和重量，减小占地和生产成 本。
权利要求1.一种烟气脱硝设备，该设备包括烟道(1)以及设置在烟道(1)内的脱硝剂供给装置 (2)和省煤器(3)，沿烟气的流动方向，所述脱硝剂供给装置(2)和省煤器(3)依次设置 在所述烟道(1)内，其特征在于，所述省煤器(3)包括换热管(4)和多个换热片(5)，所 述换热管(4)穿过所述换热片(5)，并且换热管(4)的外壁与换热片(5)紧密接触。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硝设备，其特征在于，每个换热片(5)包括多个板 体，该板体具有凹槽且相邻的两个板体中的凹槽彼此相对，形成与换热管(4)的形状相 适应的空间，所述换热管(4)穿过该空间与换热片(5)紧密接触。
3.根据权利要求1或2所述的烟气脱硝设备，其特征在于，所述多个换热片(5)平行 排列，所述换热管(4)多次往返地依次穿过多个平行排列的换热片(5)，形成平行的多行 和多列的换热管阵列。
4.根据权利要求3所述的烟气脱硝设备，其特征在于，平行的多行或多列换热管(4) 中相邻的两行或两列换热管(4)的距离为5-25厘米。
5.根据权利要求1或2所述的烟气脱硝设备，其特征在于，所述多个换热片(5)平行 排列，所述换热管(4)为多个，多个换热管(4)依次穿过多个平行排列的换热片(5)，形 成平行的多行和多列的换热管阵列。
6.根据权利要求5所述的烟气脱硝设备，其特征在于，平行的多行或多列的换热管(4)中相邻的两行或两列换热管(4)的距离为5-25厘米。
7.根据权利要求1或2所述的烟气脱硝设备，其特征在于，多个平行排列的换热片(5)的总厚度为单行或单列换热管(4)长度的10-20%。
8.根据权利要求7所述的烟气脱硝设备，其特征在于，多个平行排列的换热片(5)中 相邻的两个换热片(5)的距离为1-5厘米，多个平行排列的换热片(5)中每个换热片(5) 的厚度为0.5-5厘米。
9.根据权利要求1或2所述的烟气脱硝设备，其特征在于，穿过每个所述换热片(5) 的换热管(4)的总截面积占该换热片(5)单面面积的10-50%。
10.根据权利要求9所述的烟气脱硝设备，其特征在于，每个换热管(4)的截面积为 10-100平方厘米。
11.根据权利要求1所述的烟气脱硝设备，其特征在于，所述脱硝剂供给装置⑵为 管道，该管道穿过烟道(1)的壁，伸入烟道(1)中，伸入烟道(1)中的管道上形成有开 口，所述管道为多个，每根伸入烟道(1)中的管道上的开口为多个。
12.根据权利要求11所述的烟气脱硝设备，其特征在于，所述多个管道沿烟道(1)的 轴向或周向排列，每根伸入烟道(1)中的管道上的多个开口沿所述管道的轴向分布，所 述开口的方向与烟道(1)中烟气流动的方向相反。
专利摘要本实用新型提供了一种烟气脱硝设备，其中，该设备包括烟道(1)以及设置在烟道(1)内的脱硝剂供给装置(2)和省煤器(3)，沿烟气的流动方向，所述脱硝剂供给装置(2)和省煤器(3)依次设置在所述烟道(1)内，其中，所述省煤器(3)包括换热管(4)和多个换热片(5)，所述换热管(4)穿过所述换热片(5)，并且换热管(4)的外壁与换热片(5)紧密接触。本实用新型通过使用新的省煤器，从而在脱硝设备的体积不变的情况下，提高换热效率，既大大降低了排放出的气体的温度，又有效地利用了热能。另一方面，在保证换热效果的情况下，还能够有效地降低脱硝设备的体积和重量，减小占地和生产成本。
文档编号B01D53/79GK201791466SQ20102025990
公开日2011年4月13日 申请日期2010年7月13日 优先权日2010年5月21日
发明者周国民, 唐建城, 李振忠, 王松峰, 赵海军 申请人:中国神华能源股份有限公司, 北京国华电力有限责任公司, 神华国华国际电力股份有限公司北京热电分公司