紧凑型高效中低温烟气脱硫除尘、脱硝及热解一体化装置的制作方法

本实用新型涉及中低温烟气脱硫脱硝技术领域，尤其涉及一种紧凑型高效中低温烟气脱硫除尘、脱硝及热解一体化装置。

背景技术：

烟气NH₃-SCR法中低温脱硝工艺，所处理烟气温度小于300℃，在此温度区间，烟气中的二氧化硫含量及含水量会对脱硝效率产生极大的影响。传统工艺在进行中低温脱硝时，会在脱硝工艺前设干法或半干法脱硫工艺。脱硫之后需设布袋除尘器对含脱硫颗粒物的烟气过滤除尘。

但有些工程项目受场地限制，无法同时布置布袋除尘器和脱硝反应器。另外，低温脱硝催化剂会将少部分二氧化硫氧化成三氧化硫，三氧化硫与氨反应生成的硫酸铵盐会在烟气温度低于230℃的情况下凝结成黏性物质，附在催化剂表面，严重影响脱硝效率。

申请号为201410478420.0的中国专利公开了一种“中低温烟气脱硫除尘脱硝及脱硝催化剂热解析一体化装置”，包括由下至上集成在一个塔体内的脱硫集尘净化段、解析喷氨混合段和脱硝反应段；先通过滤袋过滤烟气中没有完全反应的脱硫剂及脱硫灰，使烟气通过过滤粉尘层时与脱硫剂充分接触进一步脱硫，然后将氨气喷入经过滤袋过滤后的烟气中与其充分混合，再经脱硝催化剂脱硝后排入大气；同时设高温热解析装置对脱硝催化剂进行在线热解析(又称作热解)再生，保持中低温脱硝催化剂持续使用寿命。该专利实现了烟气脱硫除尘、脱硝、脱硝催化剂现场热解析再生一体化，节省一次投资，降低运行费用，减少占地面积。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种紧凑型高效中低温烟气脱硫除尘、脱硝及热解一体化装置，在原有中低温烟气脱硫除尘脱硝及脱硝催化剂热解析一体化装置的基础上，加设了一组脱硫集尘净化段，使结构更加紧凑，大大提高烟气处理效率；同时，对气流均布导流结构体、喷氨结构体、热解气体输送喷射结构体和混合均流结构体进行了技术改进，使塔体内烟气、氨气、热解气体分布更均匀，混合更充分，进一步提高烟气处理效率。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

紧凑型高效中低温烟气脱硫除尘、脱硝及热解一体化装置，包括由下至上集成在一个塔体内的脱硫集尘净化段、热解喷氨混合段和脱硝反应段，所述脱硫集尘净化段由灰仓、烟气入口、气流均布导流结构体、滤袋和脉冲喷吹装置组成；热解喷氨混合段由喷氨结构体、热解气体输送喷射结构体和混合均流结构体组成；脱硝反应段由脱硝催化剂和净化烟气出口组成；所述脱硫集尘净化段为2组并排布置，共用一个热解喷氨混合段和脱硝反应段；所述气流均布导流结构体由设置在烟气入口和滤袋之间的入口导流板以及设置在滤袋下方灰仓内的均布导流体组成；所述喷氨结构体由氨气缓冲室、法兰连接管和喷氨支管组成；所述热解气体输送喷射结构体由热解气体缓冲室、流量调节短管和热解气体支管组成；所述混合均流结构体由垂直于气流方向设置在塔体内的孔板均流层和泡沫金属均流层组成。

所述热解喷氨混合段和脱硝反应段设置在2组脱硫集尘净化段的其中1组顶部，另外1组脱硫集尘净化段顶部与其相连通；整体结构呈L型布置。

所述脱硫集尘净化段包括上部的直段塔体和下部的灰仓；2组脱硫集尘净化段的直段塔体下部分别设烟气入口，且2个烟气入口相对设置。

所述脱硫集尘净化段的直段塔体内，滤袋垂直嵌挂于花板孔内，呈多排、列均布，滤袋上部设脉冲喷吹装置；所述入口导流板与滤袋平行设置，入口导流板与烟气入口之间的气流通道上、下两端分别连通直段塔体和灰仓；均布导流体由一至多块均布导流板组成，均布导流板倾斜设置，其与竖直方向的夹角为0～45°，且远离烟气入口一端向下方倾斜；入口导流板、均布导流体分别沿脱硫集尘净化段的直段塔体或灰仓的对应侧边通长设置。

所述均布导流板与灰仓的仓壁之间通过多个加强筋板连接，均布导流板为直板或弯板；均布导流板为多个时，沿倾斜方向呈阶梯形布置，各均布导流板之间、均布导流板与灰仓仓壁之间通过连接板连接，形成具有封闭外表面的空间立体结构。

所述喷氨结构体的氨气缓冲室用于氨气的暂时缓冲，并实现正压、负压喷氨；法兰连接管用于连接氨气缓冲室及喷氨支管，也是喷氨结构体安装在热解喷氨混合段塔体内的支撑部件；喷氨支管为多个均匀并列布置，其上设有喷氨孔或氨气喷嘴，用于喷射氨气。

所述热解气体缓冲室用于将外部热源引进热解气体支管之前的缓冲；流量调节短管用于连接热解气体缓冲室与热解气体支管，并控制热解气体的压力与流量；热解气体支管为方形截面渐变管，且其大截面一端与流量调节短管连接；热解气体支管上设有气体喷射孔，多个热解气体支管均匀并列布置，分别通过对应的流量调节短管与热解气体缓冲室连通，流量调节短管上设流量调节装置。

所述氨气缓冲室沿喷氨支管排列方向设置，并通过法兰连接管与各个喷氨支管垂直连通；氨气缓冲室为1～2个，氨气缓冲室为2个时，分别布置在喷氨支管的两侧；所述热解气体缓冲室沿热解气体支管排列方向设置，并通过流量调节短管与各个热解气体支管垂直连通；热解气体缓冲室为1～2个，热解气体缓冲室为2个时，分别布置在热解气体支管的两侧。

所述孔板均流层由孔板均流层静片和孔板均流层动片组成；孔板均流层静片与孔板均流层动片相邻设置，孔板均流层静片与孔板均流层动片上在对应位置开设多个均流孔，孔板均流层动片可沿横向及纵向短距离滑动，且滑动后可改变其与孔板均流层静片上对应均流孔的重合度。

所述泡沫金属均流层设置在孔板均流层的任意一侧，其与孔板均流层之间设有间隔，泡沫金属均流层由泡沫金属制成，为平板或折板形结构；孔板均流层动片及孔板均流层静片上均流孔的开孔率为20～60％，孔板均流层动片或孔板均流层静片上不同位置均流孔的开孔率可以不同，但孔板均流层动片及孔板均流层静片上对应位置均流孔的开孔率相同；均流孔的形状为方形、圆形、椭圆形或三角形，孔板均流层动片或孔板均流层静片上不同位置处的均流孔形状可以不同，但对应位置处的均流孔形状相同。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)实现烟气脱硫除尘、脱硝、脱硝催化剂现场热解再生一体化，节省一次投资；

2)采用L形紧凑结构，占地面积大大减小，节省大量钢结构材料，减轻设备重量，明显降低设备费用和土建费用；

3)2个脱硫集尘净化段合用1个热解喷氨混合段和脱硝反应段，简化上部塔体结构，降低了设备耗材和荷重；

4)脱硝之前先除尘，免除粉尘对催化剂的磨损，有效延长催化剂寿命；

5)在滤袋过滤层和混合均流结构体的均压作用下，烟气在塔体内横截面上均布，使速度场、温度场分布更均匀，进一步提高脱硝效率；

6)喷氨结构体既能正压喷氨也能负压抽吸氨气，设置有氨气缓冲室，热解气体输送喷射结构体也设设置了热解气体缓冲室，可保证在氨气或热解气体喷射均匀，最大程度减少系统压力及温度波动，保证系统稳定、有效运行；

7)采用喷氨结构体和热解气体输送喷射结构体可使氨气与烟气、高温热解气体与烟气的接触更充分，混合更均匀；

8)可在线热解再生脱硝催化剂，不影响工艺系统正常工作；利用高温烟气分解催化剂表面的黏性物质，净化催化剂表面，进一步提高催化效率和使用寿命；

9)可简化或省略传统工艺中的脱硝催化剂清灰系统。

10)烟气通过滤袋时二氧化硫与滤袋外表面未反应的脱硫剂二次反应，进一步提高烟气的脱硫效率。

附图说明

图1是本实用新型所述紧凑型高效中低温烟气脱硫除尘、脱硝及热解一体化装置的主视图。

图2是图1的侧视图。

图3是本实用新型所述气流均布导流结构体的主视图。

图4是图3的侧视图。

图5是本实用新型所述喷氨结构体的示意图一。(设置1个氨气缓冲室)

图6是本实用新型所述喷氨结构体的示意图二。(设置2个氨气缓冲室)

图7是本实用新型所述热解气体输送喷射结构体的示意图一。(设置1个热解气体缓冲室)

图8是本实用新型所述热解气体输送喷射结构体的示意图二。(设置2个热解气体缓冲室)

图9是本实用新型所述混合均流结构体的主视图。

图10是图9的侧视图。

图中：1.脱硫集尘净化段 101.灰仓 102.密闭卸灰阀 103.烟气入口 104.入口导流板 105.均布导流体 106.滤袋 107.脉冲喷吹装置 2.热解喷氨混合段 210.喷氨结构体 211.氨气缓冲室 212.法兰连接管 213.喷氨支管 220.热解气体输送喷射结构体 221.热解气体缓冲室 222.流量调节短管 223.热解气体支管 230.混合均流结构体 231.泡沫金属均流层 232.孔板均流层动片 233.孔板均流层静片 3.脱硝反应段 301.脱硝催化剂 302.净化烟气出口

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1、图2所示，本实用新型所述紧凑型高效中低温烟气脱硫除尘、脱硝及热解一体化装置，包括由下至上集成在一个塔体内的脱硫集尘净化段1、热解喷氨混合段2和脱硝反应段3，所述脱硫集尘净化段1由灰仓101、烟气入口103、气流均布导流结构体、滤袋106和脉冲喷吹装置107组成；热解喷氨混合段2由喷氨结构体210、热解气体输送喷射结构体220和混合均流结构体230组成；脱硝反应段3由脱硝催化剂301和净化烟气出口302组成；所述脱硫集尘净化段1为2组并排布置，共用一个热解喷氨混合段2和脱硝反应段3；所述气流均布导流结构体由设置在烟气入口103和滤袋106之间的入口导流板104以及设置在滤袋106下方灰仓101内的均布导流体105组成；所述喷氨结构体210由氨气缓冲室211、法兰连接管212和喷氨支管213组成；所述热解气体输送喷射结构体220由热解气体缓冲室221、流量调节短管222和热解气体支管223组成；所述混合均流结构体230由垂直于气流方向设置在塔体内的孔板均流层和泡沫金属均流层231组成。

所述热解喷氨混合段2和脱硝反应段3设置在2组脱硫集尘净化段1的其中1组顶部，另外1组脱硫集尘净化段1顶部与其相连通；整体结构呈L型布置。

所述脱硫集尘净化段1包括上部的直段塔体和下部的灰仓101；2组脱硫集尘净化段1的直段塔体下部分别设烟气入口103，且2个烟气入口103相对设置。

如图3、图4所示，所述脱硫集尘净化段1的直段塔体内，滤袋106垂直嵌挂于花板孔内，呈多排、列均布，滤袋106上部设脉冲喷吹装置107；所述入口导流板104与滤袋106平行设置，入口导流板104与烟气入口103之间的气流通道上、下两端分别连通直段塔体和灰仓101；均布导流体105由一至多块均布导流板组成，均布导流板倾斜设置，其与竖直方向的夹角为0～45°，且远离烟气入口103一端向下方倾斜；入口导流板104、均布导流体105分别沿脱硫集尘净化段1的直段塔体或灰仓101的对应侧边通长设置。

所述均布导流板与灰仓101的仓壁之间通过多个加强筋板连接，均布导流板为直板或弯板；均布导流板为多个时，沿倾斜方向呈阶梯形布置，各均布导流板之间、均布导流板与灰仓101仓壁之间通过连接板连接，形成具有封闭外表面的空间立体结构。

如图5、图6所示，所述喷氨结构体210的氨气缓冲室211用于氨气的暂时缓冲，并实现正压、负压喷氨；法兰连接管212用于连接氨气缓冲室211及喷氨支管213，也是喷氨结构体210安装在热解喷氨混合段2塔体内的支撑部件；喷氨支管213为多个均匀并列布置，其上设有喷氨孔或氨气喷嘴，用于喷射氨气。

如图7、图8所示，所述热解气体缓冲室221用于将外部热源引进热解气体支管223之前的缓冲；流量调节短管222用于连接热解气体缓冲室221与热解气体支管223，并控制热解气体的压力与流量；热解气体支管223为方形截面渐变管，且其大截面一端与流量调节短管222连接；热解气体支管223上设有气体喷射孔，多个热解气体支管223均匀并列布置，分别通过对应的流量调节短管222与热解气体缓冲室221连通，流量调节短管222上设流量调节装置。流量调节装置可以是螺杆或阀门。

所述氨气缓冲室211沿喷氨支管213排列方向设置，并通过法兰连接管212与各个喷氨支管213垂直连通；氨气缓冲室211为1～2个，氨气缓冲室211为2个时，分别布置在喷氨支管213的两侧；所述热解气体缓冲室221沿热解气体支管223排列方向设置，并通过流量调节短管222与各个热解气体支管223垂直连通；热解气体缓冲室221为1～2个，热解气体缓冲室221为2个时，分别布置在热解气体支管223的两侧。

如图9、图10所示，所述孔板均流层由孔板均流层静片233和孔板均流层动片232组成；孔板均流层静片233与孔板均流层动片232相邻设置，孔板均流层静片233与孔板均流层动片232上在对应位置开设多个均流孔，孔板均流层动片232可沿横向及纵向短距离滑动，且滑动后可改变其与孔板均流层静片233上对应均流孔的重合度。

所述泡沫金属均流层231设置在孔板均流层的任意一侧，其与孔板均流层之间设有间隔，泡沫金属均流层2311由泡沫金属制成，为平板或折板形结构；孔板均流层动片232及孔板均流层静片233上均流孔的开孔率为20～60％，孔板均流层动片232或孔板均流层静片233上不同位置均流孔的开孔率可以不同，但孔板均流层动片232及孔板均流层静片233上对应位置均流孔的开孔率相同；均流孔的形状为方形、圆形、椭圆形或三角形，孔板均流层动片232或孔板均流层静片233上不同位置处的均流孔形状可以不同，但对应位置处的均流孔形状相同。

所述脱硝催化剂301分2～4层设置，净化烟气出口302设在塔体顶部。

脱硫集尘净化段1底部灰仓101设密闭卸灰阀102，密闭卸灰阀102设在灰仓101出料口处。灰仓101用于收集并贮存从烟气中分离出来的颗粒物，密闭卸灰阀102的一个作用是防止外部空气通过出料口渗入装置内部降低烟气温度，另一个作用是排放灰仓101收集的粉尘颗粒物。

均布导流体105可对尘气中所含粗颗粒煤粉进行粗分离，同时对含尘烟气进行导流，使滤袋106表面的气流分布均匀，避免含尘气体直接冲刷滤袋106表面，影响滤袋106使用效率及使用寿命。脉冲喷吹装置107设在滤袋106上部净气区域内，用于对滤袋106进行脉冲反吹清灰。

均布导流板倾斜设置，与竖直方向呈0～45°角；均布导流体105中的均布导流板可以是一块，也可以由多块组合形成，多块组合时各块均布导流板的角度可以相同，也可以不同，但要注意与脱硫集尘净化段1的结构形状相配合。均布导流板的形状可以是直板，也可以设置成弯板。

氨气缓冲室211为圆柱体或长方体结构；氨气缓冲室211另外连接氨气气源端，用于氨气的暂时缓冲，其尺寸与外形对于氨气流量与压力至关重要，是实现正压、负压均匀喷氨的关键部件。当系统为正压时，氨气气源端压力较氨气缓冲室211压力大，氨气主动经过氨气缓冲室，通过法兰连接管212进入喷氨支管213，通过喷氨孔或氨气喷嘴喷射出；当系统为负压时，氨气缓冲室211的压力较氨气气源端压力大，引射动力由喷氨孔或氨气喷嘴处产生，吸引拖拽氨气依次流经氨气缓冲室211、法兰连接管212进入喷氨支管213。负压运行和正压运行时压力氨气在系统内的流线不同。

所述热解气体缓冲室221为圆柱体或长方体结构；热解气体缓冲室221用于将外部热源引进热解气体支管223之前先进行缓冲，防止热解气体直接进入时造成系统压力波动，避免流量调节装置频繁动作。热解气体从气体喷射孔喷出后，通过热解气体支管223间的空隙进入塔体内对脱硝催化剂301进行热解再生，其所喷射气体分布均匀性好，脱硝催化剂301再生效果好。

所述混合均流结构体230采用泡沫金属均流层231，有利于实现大仓室内部大量烟气的均流；孔板均流层动片232镶嵌于塔体的双向滑道内，塔体外部设置螺旋机构，通过螺杆连接孔板均流层动片232，以实现横向、纵向的短距离滑动。孔板均流层动片232、孔板均流层静片233配合，通过调节均流孔的重合度调节通过截面的烟气量，实现大烟气量多仓室之间气流均流、压力平衡。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。