一种分层分区调节型喷氨脱硝装置及其脱硝方法与流程

本发明涉及烟气处理技术领域，尤其涉及一种分层分区调节型喷氨脱硝装置及其脱硝方法。

背景技术：

scr(selectivecatalyticreduction)即为选择性催化还原技术，近几年来发展较快，在西欧和日本得到了广泛的应用，目前氨催化还原法是应用得最多的技术。它没有副产物，不形成二次污染，装置结构简单，并且脱除效率高(可达90％以上)，运行可靠，便于维护等优点。scr技术脱硝原理为：在催化剂作用下，向温度约300～420℃的烟气中喷入氨，将nox还原成n2和h2o。

现有的普通scr脱硝反应塔包含有：喷氨格栅、整流格栅、催化剂等，其中的喷氨格栅为不可调型，整个反应器横截面氨气的浓度不可调节，导致整个反应器横截面上nox浓度不均匀。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可调节反应塔内横截面氨气浓度的分层分区调节型喷氨脱硝装置及其脱硝方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种分层分区调节型喷氨脱硝装置，包括反应塔，所述反应塔上设置有烟气入口和烟气出口；所述反应塔内沿着烟气流通方向依次设置有第一喷氨格栅、第二喷氨格栅、整流格栅、催化剂层、烟气检测系统；所述第一喷氨格栅沿垂直于烟气流通的方向分布有多个独立喷氨的第一子格栅；所述烟气检测系统包括用于检测nox浓度的nox浓度检测系统、与第一子格栅沿烟气流通方向一一对应的子系统，所述子系统包括抽取反应塔内部烟气的抽气管道，所述抽气管道与nox浓度检测系统连接。

进一步的，所述第一子格栅包括一根独立进氨的第一进气管、一根氨气母管和多根氨气支管，所述氨气支管上设置有多个氨气喷嘴。

进一步的，所述反应塔的烟气入口处设置有气体流量计和连接至nox浓度检测系统上的初始抽气管道。

进一步的，所述第二喷氨格栅包括包括多个统一喷氨的第二子格栅，所有第二子格栅连接至同一第二进气管。

进一步的，所述第一进气管和第二进气管上设置有氨气调节阀。

进一步的，所述抽气管道上均布有多个抽气口。

进一步的，所述抽气管道包括相互交错设置的直线管道和环形管道，所述抽气口均布在所述环形管道上。

进一步的，所述抽气管道上设置有关断阀。

一种分层分区调节型喷氨脱硝装置的脱硝方法，包括以下步骤：

s1，由烟气入口通入烟气，同时第一喷氨格栅、第二喷氨格栅开始工作，向反应塔内喷射氨气；

s2，烟气依次通过第一喷氨格栅、第二喷氨格栅、整流格栅、催化剂层至烟气检测系统；

s3，烟气检测系统的子系统分别抽取反应塔内烟气，检测其nox浓度；

s4，比较不同子系统的nox浓度，并调节第一喷氨格栅中各个第一子格栅的喷氨量；当子系统的nox浓度偏高时，增大对应的第一子格栅的喷氨量；反之减小对应的第一子格栅的喷氨量。

进一步的，所述s4中，还检测反应塔的烟气入口处的烟气流量和烟气中的nox浓度；当烟气流量或烟气中的nox浓度升高时，则增大第二喷氨格栅的喷氨量；反之减小第二喷氨格栅的喷氨量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在反应塔内沿垂直于烟气流通的方向设置独立喷氨的子格栅，并通过与之位置一一对应的检测nox浓度的子系统，实现了反应塔内同一横截面上氨气浓度的可调性，最终达到反应塔内同一横截面上的净烟气中nox分布均匀。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1的a-a剖视图。

图3为本发明一实施例的第一子格栅结构示意图。

图4为图1的b-b剖视图。

图5为图1的c-c剖视图。

图6为图1的d-d剖视图。

图7为图1的e-e剖视图。

图8为本发明一实施例的子系统结构示意图。

图中：1、反应塔；11、烟气入口；111、气体流量计；112、初始抽气管道；12、烟气出口；2、第一喷氨格栅；21、第一子格栅；211、第一进气管；2111、氨气调节阀；212、氨气母管；213、氨气支管；214、氨气喷嘴；3、第二喷氨格栅；31、第二子格栅；32、第二进气管；321、氨气调节阀；4、整流格栅；5、催化剂层；6、烟气检测系统；61、nox浓度检测系统；62、子系统；621、直线管道；622、环形管道；623、抽气口；631、关断阀。

具体实施方式

下面对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1，本实施例提供一种分层分区调节型喷氨脱硝装置，包括反应塔1，所述反应塔1上设置有烟气入口11和烟气出口12。所述反应塔1内沿着箭头所示的烟气流通方向依次设置有第一喷氨格栅2、第二喷氨格栅3、整流格栅4、催化剂层5、烟气检测系统6。

请结合图2，所述第一喷氨格栅2为分区可调型喷氨格栅，沿垂直于烟气流通的方向划分为16个分区，每一分区内设置有一个独立喷氨的第一子格栅21；分区的数量不作限定，根据反应塔1的大小调整。请参照图3，所述第一子格栅21包括一根独立进氨的第一进气管211、一根氨气母管212和多根氨气支管213，所述氨气支管213上设置有多个氨气喷嘴214；氨气由第一进气管211流入，依次经过氨气母管212、氨气支管213、氨气喷嘴214后在反应塔1内喷射；值得一提的是，以上部件的材质皆为q345b。请结合图1和图3，所述第一进气管211延伸至反应塔1以外的部位设置有氨气调节阀2111，用以调节每一第一子格栅21的喷氨量。通过分区设置，可以实现反应塔1内同一横截面上喷氨量的局部控制。

请参照图4，所述第二喷氨格栅3包括包括一个或多个统一喷氨的第二子格栅31，所有第二子格栅31连接至同一第二进气管32。所述第二子格栅31的结构与第一子格栅21相同，在此不再赘述。请结合图1和图4，所述第二进气管32延伸至反应塔1以外的部位亦设置有氨气调节阀321，调节第二喷氨格栅3的喷氨量。第二喷氨格栅3的第二子格栅31同步喷氨，可保证反应塔1内整个界面都喷到氨气，不留死角。所述反应塔1的烟气入口11处设置有气体流量计111和连接至用于检测nox浓度的nox浓度检测系统61上的初始抽气管道112。当气体流量计111检测到流量增大或者nox浓度检测系统61检测到初始抽气管道112抽取的烟气中nox浓度上升时，控制氨气调节阀321增大喷氨量，加大烟气处理效率，从而使处理后的烟气符合标准。

请参照图5，整流格栅4主要作用是均布上游来的烟气，提高烟气在scr反应器横断面的流场均布水平。该部件主要由多块梳型板对插组成，部件材质均为q345b。

请参照图6，催化剂层5的主要作用是氨气与烟气里的nox催化反应的地方，它由多个催化剂模块组成。图6中催化剂共一层，根据原烟气初始nox浓度和脱硝效率，可以设置为二层或三层。

请结合图1和图7，所述烟气检测系统6包括用于检测nox浓度的nox浓度检测系统61、与第一子格栅21沿烟气流通方向一一对应的子系统62；所述子系统62包括抽取反应塔1内部烟气的抽气管道，所述抽气管道位于反应塔1内的部分设置有抽气口，与nox浓度检测系统连接。请参照图8，所述抽气管道包括相互交错设置的直线管道621和环形管道622，所述抽气口623均布在所述环形管道622上，均匀抽取对应分区内的烟气并传输给nox浓度检测系统61，nox浓度检测系统61检测各个分区的nox浓度，并根据nox浓度控制所述第一喷氨格栅2中的第一子格栅21的喷氨量。为了实现抽气的控制，所述抽气管道位于反应塔1以外的部位设置有关断阀631。

实施例二：

结合实施例一的脱硝装置，本实施例还提供一种分层分区调节型喷氨脱硝装置的脱硝方法，包括以下步骤：

s1，由烟气入口通入烟气，同时第一喷氨格栅、第二喷氨格栅开始工作，向反应塔内喷射氨气；

s2，烟气依次通过第一喷氨格栅、第二喷氨格栅、整流格栅、催化剂层至烟气检测系统；

s3，烟气检测系统的子系统分别抽取反应塔内烟气，检测其nox浓度；

s4，烟气流量和烟气中的nox浓度变化时，可仅调整第二喷氨格栅，只有当各分区nox浓度不均匀时，才调整第一喷氨格栅，使其达到均匀的效果。具体如下：

为了使处理后的烟气整体符合标准，还同步检测反应塔的烟气入口处的烟气流量和烟气中的nox浓度；当烟气流量或烟气中的nox浓度升高时，则增大第二喷氨格栅的喷氨量；反之减小第二喷氨格栅的喷氨量；

比较不同子系统的nox浓度，并调节第一喷氨格栅中各个第一子格栅的喷氨量；当子系统的nox浓度偏高时，增大对应的第一子格栅的喷氨量；反之减小对应的第一子格栅的喷氨量；以使不同分区内的烟气处理后nox浓度尽量保持统一的目的，达到降低氨耗量、氨逃逸的目的。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。