一种脱硝换热一体化装置的制作方法

本实用新型涉及脱硝技术领域，特别是涉及一种脱硝换热一体化装置。

背景技术：

在电力、水泥、焦化等企业的生产过程中，会产生大量的烟气，这些烟气中会含有大量的氮氧化物，为了防止这些氮氧化物污染空气，需要将氮氧化物从烟气中脱除后，再将烟气排放。

选择性催化还原法是脱除锅上述烟气中氮氧化物的最为常见也是最为有效的方法，被广泛的应用于各工业领域中。其主要原理是采用液氨或氨水作为还原剂，将其与空气混合后喷入SCR(选择性催化还原)反应器的上游的烟道中，在催化剂的作用下与烟气中的氮氧化物进行反应生成无害的氮气和水，从而将氮氧化物从烟气中脱除。其中氨和氮氧化物的混合和分布效果是影响烟气的脱硝效率的关键因素之一。

经过对现有技术的检索发现，董晓红、倪允之在《火电厂烟气脱硝技术探讨》(内蒙古环境科学第20卷，第1期，2008年2月)中介绍了火电厂燃煤锅炉NO_x(氮氧化物)的生成途径、目前国内外各种脱硝技术方法、选择性催化还原烟气脱硝技术特点及不同催化剂型式性能比较等研究成果。但由于该技术中对喷氨格栅设计不理想，使得氨和烟气的混合效果不好，造成脱硝效率过低，环境污染严重，资源浪费。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种脱硝换热一体化装置，包括SCR反应器、气气换热器、燃烧室及混合室；

所述SCR反应器上方设置有SCR反应器烟气入口，下方设置有SCR反应器烟气出口；所述气气换热器设置有冷流体入口、冷流体出口、热流体入口、热流体出口；所述SCR反应器烟气出口通过管道与气气换热器的热流体入口相连；

所述燃烧室设置有燃烧室烟气入口及燃烧室烟气出口；所述燃烧室内设置有可燃气体喷嘴；所述燃烧室烟气入口通过管道与气气换热器的冷流体出口相连；

所述混合室设置有混合室烟气入口和混合室烟气出口；所述混合室内设置有喷氨格栅；所述混合室烟气入口通过管道与燃烧室烟气出口相连，所述混合室烟气出口通过管道与SCR反应器烟气入口相连；所述喷氨格栅，包括：多个喷氨总管，所述多个喷氨总管平行排列；喷氨总管与氨源分配管连通；所述氨源分配管通过管道与氨源存储装置连通；所述喷氨总管沿其轴向设置有多个喷氨分管，所述喷氨分管一端与喷氨总管连通，另一端为喷氨口；在每一个所述喷氨分管上均设置有一个湍流板。

可选地，所述可燃气体喷嘴通过管道与燃烧室外的可燃气体配制室相连通；所述可燃气体配制室还分别通过管道与风机及可燃气体存储装置相连。

可选地，至少每两个喷氨总管与一个氨源分配管连通。

可选地，每四个喷氨总管与一个氨源分配管连通；且氨源分配管垂直于所述喷氨总管。

可选地，所述喷氨总管沿其轴向设置有两列喷氨分管；且两列喷氨分管所成的角度为60-120度。

可选地，所述两列喷氨分管中，一列喷氨分管相对于另一列喷氨分管间隔设置。

可选地，所述喷氨分管沿长度方向垂直固定于喷氨总管表面。

可选地，所述湍流板的平面垂直于所述喷氨分管。

可选地，所述湍流板的平面为矩形。

可选地，所述湍流板的平面相对于所述喷氨分管中心对称。

本实用新型实施例提供的脱硝换热一体化装置，其喷氨格栅在每一个所述喷氨分管上均设置有一个湍流板，烟气流经该湍流板时会形成湍流区，当喷氨口喷出氨源时，氨源在此湍流区中会雾化成很小的液滴，从而使氨源与烟气的混合效果更好，进而提高脱硝效率。

进一步地，本实用新型提供的脱硝换热一体化装置，以脱硝处理后的烟气作为气气换热器的热流体，与冷流体，即待脱硝处理的烟气进行热交换，以对待脱硝处理的烟气的加热；实现了对脱硝处理后的烟气的热量再利用，节约了烟气的脱硝成本。

而且，通过将SCR反应器和气气换热器一体化整合，可以有效节约装置的占地面积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种脱硝换热一体化装置结构示意图；

图2为本实用新型提供的脱硝换热一体化装置中的喷氨格栅结构示意图。

图3为图2中第一方向上的喷氨格栅结构示意图。

图4为图2中的A部分的放大图。

图5为图4中流场意示图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示，本实用新型提供了脱硝换热一体化装置，包括SCR反应器1、气气换热器3、燃烧室4及混合室5；

所述SCR反应器1上方设置有SCR反应器烟气入口，下方设置有SCR反应器烟气出口；所述气气换热器3设置有冷流体入口、冷流体出口、热流体入口、热流体出口；所述SCR反应器烟气出口通过管道与气气换热器3的热流体入口相连；

所述燃烧室4设置有燃烧室烟气入口及燃烧室烟气出口；所述燃烧室4内设置有可燃气体喷嘴6；所述燃烧室烟气入口通过管道与气气换热器3的冷流体出口相连；

所述混合室设5置有混合室烟气入口和混合室烟气出口；所述混合室内设置有喷氨格栅2；所述混合室烟气入口通过管道与燃烧室烟气出口相连，所述混合室烟气出口通过管道与SCR反应器烟气入口相连；所述喷氨格栅2包括：多个喷氨总管22，所述多个喷氨总管22平行排列；喷氨总管22与氨源分配管21连通；所述氨源分配管21通过管道与氨源存储装置(图中未示出)连通；所述喷氨总管22沿其轴向设置有多个喷氨分管23，所述喷氨分管23一端与喷氨总管22连通，另一端为喷氨口；在每一个所述喷氨分管23上均设置有一个湍流板25。

可以理解的是，本实用新型中的SCR反应器内部包含有SCR催化剂层；所采用的SCR催化剂可以选择本领域常用的SCR催化剂，本实用新型在此不进行限定。

本实用新型实施例中的气气换热器可以采用本领域常规的气气换热器，因此，本实用新型在此对气气换热器不进行限定。在本实用新型具体实施过程中，SCR反应器1位于气气换热器3上方。

在实际应用中，待脱硝处理的烟气从气气换热器的冷流体入口进入到本实用新型的脱硝换热一体化装置中进行处理，处理后的烟气最后从脱硝换热一体化装置的从气气换热器的热流体出口排出，并根据需要进入到其它设备中进行后续的处理，例如处理后的烟气可以再进入到其它的气液换热器中进行热量的进一步回收，然后通过烟囱排入到大气中。由于进行SCR脱硝时烟气的温度较高，而待处理的烟气的温度较低；因此需要将待处理的烟气进行升温，使其温度达到合适于SCR脱硝的温度；另一方面，经过SCR脱硝后的烟气温度较高，如果不进行回收再利用，则会造成能源的浪费。基于此，本实用新型设计将SCR脱硝处理后的烟气给待处理的烟气进行预加热，一方面可以回收处理后的烟气的热量，另一方面也可以节省后续其它烟气加热装置，例如燃烧室用于给烟气加热的热量。

在具体实施过程中，燃烧室4的大小、形状等可以由本领域技术人员根据实际的脱硝需要来确定，其内部的可燃气体喷嘴6可以采用现有技术来实现，只要可燃气体喷嘴6能够在燃烧室内将可燃气体点燃并使可燃气体燃烧，以用于给烟气进行加热即可。可燃气体喷嘴6的具体形式本实用新型在此不进行限定。同理，可燃气体喷嘴6的具体数量，可由本领域技术人员根据实际的烟气处理需要确定，本实用新型在此不进行限定。

另外，继续如图1所示，在具体实施过程中，可燃气体喷嘴6通过管道与燃烧室4外的可燃气体配制室61相连通；所述可燃气体配制室61还分别通过管道与风机62及可燃气体存储装置(图中未示出)相连。在实际应用中，可以根据本实用新型提供的脱硝一体化装置的具体应用场景来选择合适的可燃气体，例如，可以采用焦炉煤气作为可燃气体。在可气体配制室61内，来源于可燃气体存储装置的可燃气体与由风机62所引入的空气混合，使得可燃气体达到可以充分燃烧的状态，然后通过管道送达至可燃气体喷嘴6，并在可燃气体喷嘴6处点燃并燃烧。

需要说明的是，图1中所示出的喷氨格栅2，只代表在混合室5内设置有喷氨格栅2，并不代表喷氨格栅2的实际结构，本实用新型所提供的喷氨格栅2的结构还应参照图2-4所示。

在本实用新型的一种具体实施方式中，喷氨总管22可以选用中空且两端封闭的圆柱形管。对于喷氨总管22的数量，本实用新型在此不进行限定。本领域技术人员可以根据实际需要来确定。

在本实用新型中，氨源分配管21一端与喷氨总管连通，具体可以通过管道与喷氨总管连通；与另一端与氨源存储装置连通，具体可以通过与氨源存储装置连接的管道(氨源输送管道)与氨源存储装置连通。本实用新型中所采用的氨源优选为氨水；当然根据需要，也可以是氨气或液氨，具体可以根据实际需要所确定，本实用新型在此不进行限定。所说的氨源存储装置，可以根据氨源的具体形态，选择本领域的常规装置来实现，本实用新型在此不进行限定。

在具体实施过程中，可以让多个喷氨总管22共用一个分配管21；具体的，可以让至少每两个喷氨总管22与一个氨源分配管21连通。更为具体地，如图2所示，可以每四个喷氨总管22与一个氨源分配管21连通；且氨源分配管21垂直于所述喷氨总管22。

为了使得氨和氮氧化物的混合效果更好，在本实用新型的一种具体实施方式中，所述喷氨总管22沿其轴向设置有两列喷氨分管23；且两列喷氨分管23所成的角度为60-120度。所说的喷氨分管23具体可以采用中空的圆柱形管，该圆柱形管两端开口，其一端的开口与喷氨分管22相连通，另一端的开口可以作为喷氨口。很显然，当喷氨总管与喷氨分管均采用圆柱形管时，喷氨总管22的直径要大于喷氨分管23的直径。对于喷氨总管22以及喷氨分管23的直径、长度以及数量，本领域技术人员可以根据实际需要，例如处理烟气的量等来确定，本实用新型在此不进行限定。

优选地，所述两列喷氨分管中，一列喷氨分管相对于另一列喷氨分管间隔设置。具体可以理解为一列喷氨分管中的每一个喷氨分管与该喷氨分管相邻的另一列喷氨分管两个喷氨分管间隔设置；所说的间隔设置可以理解为一列喷氨分管中的一个喷氨分管在目标平面上的投影，在与该喷氨分管相邻的另一列喷氨分管两个喷氨分管在目标平面上的投影之间。所述目标平面指两列喷氨分管的对称平面。

在本实用新型的一种具体实施方式中，喷氨分管23可以沿长度方向垂直固定于喷氨总管22表面。

发明人发现，如图5所示，通过在每一个所述喷氨分管23上均设置有一个湍流板25，烟气26流经湍流板25时会形成湍流区，该湍流区中的氨源24和烟气26可以达到湍流状态，而且氨源24在此湍流区中会雾化成很小的液滴，从而使氨源24与烟气26的混合效果更好。优选地，湍流板25的平面垂直于所述喷氨分管23。具体实施过程中，可以选用一个矩形板并将所述喷氨分管23从其板面上穿过并通过焊接等技术将两者固定。更优选地，所述湍流板25的平面相对于所述喷氨分管23中心对称。具体地，湍流板25的大小以及湍流板25沿喷氨分管23轴向的位置，可以由本领域技术人员根据实际需要，例如氨源24与烟气26的混合效果来确定，本实用新型在此不进行限定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。