氨法SCR‑SNCR耦合烟气脱硝反应器的制作方法

本发明涉及环保设备技术领域，尤其涉及氨法SCR-SNCR耦合烟气脱硝反应器。

背景技术：

目前SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR两种，此两种法都是利用氨对NO_X的还原功能，在催化剂的作用下将NO_X(主要是NO)还原为对大气没有多少影响的N₂和水，还原剂为NH3，在化工、电厂等行业中会产生较多的烟气，而烟气中含有较多的氮氧化物，烟气中的氮氧化物如果不及时进行处理，则会引起支气管和肺气肿等呼吸道疾病、对植物有损坏作用、容易形成酸雨、酸雾等主要污染物、容易与碳氢化合物共同作用形成光化学烟雾并且氮氧化物对臭氧层也有一定的破坏，因此在烟气排入大气中之前必须经过脱硝处理。

SNCR为选择性非催化还原是指无催化剂的作用下，在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。该技术一般采用炉内喷氨、尿素或氢氨酸作为还原剂还原 NOx，还原剂只和烟气中的 NOx反应，一般不与氧反应，该技术不采用催化剂，所以这种方法被称为选择性非催化还原法（SNCR）。由于该工艺不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为 850 ~ 1100℃ 的区域，迅速热分解成 NH₃，与烟气中的NOx反应生成N₂和水。

单独采用SNCR或SCR处理的烟气效率低，在释放的烟气中还存有部分氮氧化物，处理不彻底，而且现有的脱硝反应器主要存在的缺点是氨不能均匀的喷射到脱硝主体内，影响还原反应的效率和效果以及还原反应是否完全，并且加氨系统与脱硝主体之间的密封性较差，导致在加氨的过程中会有部分氮氧化物散逸而出；此外，现有的SCR反应段必须使用到催化剂，但是催化剂模块在使用一段时间后其性能就会下降，需要及时进行维修更换，但是现有的结构不能满足方便维修的目的。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明旨在提供氨法SCR-SNCR耦合烟气脱硝反应器，本发明采用的SCR-SNCR耦合反应器，其总体结构简单，设计合理，成本低，在氮氧化物的处理上效率大大提高、并且喷氨操作更加均匀、全面能够使得还原剂与氮氧化物更加充分的混合反应，反应效率高、效果好，并且密封性好，更加环保、安全。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

氨法SCR-SNCR耦合烟气脱硝反应器，包括脱硝主体，所述脱硝主体包括炉膛、过渡段、催化段以及出气段，所述炉膛与所述过渡段之间设有第一还原段，所述过渡段与所述催化段之间设有第二还原段，所述第一还原段外围套接环形喷氨机构，所述第二还原段外围套接氨等量注入机构，所述环形喷氨机构与所述氨等量注入机构均与加氨系统连接，在所述第二还原段与所述催化段之间还设置多通道气体混合器；所述催化段设有至少一层催化剂模块。

作为优选，所述环形喷氨机构为一外圆柱，在所述外圆柱内设置一圈喷腔，每个所述喷腔内倾斜设置一喷枪，所述外圆柱外围设置一磁性圈，并在每个所述喷枪与所述磁性圈结合处设置磁性密封板，所述磁性圈与所述磁性密封板相吸，每两个所述喷枪之间连接还原剂管道。

作为优选，所述还原剂管道通过第一输送管道与所述加氨系统连接。

作为优选，所述氨等量注入机构包括一体成型的外圆输气筒和内圆输气筒，所述内圆输气筒密封套接在所述第二还原段上，所述内圆输气筒内设置一圈通孔，每个所述通孔的一端连通所述第二还原段内部，另一端连通所述外圆输气筒。

作为优选，每个所述通孔均倾斜设置，倾斜角度为15度，并且每个所述通孔的两端均设有碗状开口结构。

作为优选，所述外圆输气筒通过第二输送管道与所述加氨系统连接，并且在所述第二输送管道上还设置雾化器。

作为优选，所述多通道气体混合器包括混合器本体，在所述混合器本体内竖向设置若干波浪形气体通道。

作为优选，每层所述催化剂模块设置为推拉式，所述催化剂模块的四周通过耐高温耐磨性的加强板固定，在所述催化剂一端设置推拉板，另一端设置若干卡块，所述推拉板的内侧两端位置均并列设置若干波浪形密封卡板，所述催化段设有与所述催化剂模块相配合的开口，在所述催化段内壁上加工有所述卡块对应卡接的卡槽，在所述催化段的外部加工有与每个所述波浪形密封板匹配的密封槽。

作为优选，在所述催化剂模块的两相对侧均设有滑块，并在所述催化段内部设有与所述滑块滑动连接的滑轨。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的改进之处在于，

首先，本发明SCR-SNCR耦合后，烟气处理效率和效果均高于单独使用一种反应器处理的效率和效果；

其次，本发明使用两段式的还原，将还原反应进行的更加彻底，先通过第一段的还原反应，也就是SNCR反应阶段，通过高温的条件，对炉膛中的烟气进行一级的处理，处理后的烟气再进一步到达第二还原段，第二还原段采用还原加催化的原理，也就是SCR反应阶段，对烟气进行二次处理，处理完后的烟气再通过出气段出气完成脱硝反应，通过本发明的上述结构大大提高了烟气中氮氧化物的处理效率和效果，脱硝反应更加彻底、全面；

再次，为了进一步的提高氨与烟气的混合效果，在第二还原段还设置多通道气体混合器，通道为波浪形，波浪形的通道能够实现混合段距离的延长，而且通过波浪形的不规则路径，能够加强氨气和烟气的混合力度，辅助提高烟气氨气的混合效果，提高还原效率。

此外，本发明为了提高第二还原段的催化效果，以及为了方便更换催化剂模块，更换方便，能够保证催化的效果，避免催化产生异常，并且推拉式的催化剂模块还能保证较好的密封性。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明环形喷氨机构的示意图。

图3为本发明氨等量注入机构的横剖示意图。

图4为本发明氨等量注入机构的纵剖示意图。

图5为本发明多通道气体混合器的示意图。

图6为本发明催化剂模块的示意图。

其中：1-炉膛，2-还原剂储备槽，3-提升泵，4-雾化器，5-环形喷氨机构，51-外圆柱，52-喷枪，53-喷腔，54-还原剂管道，55-磁性圈，56-磁性密封板，6-氨等量注入机构，61-外圆输气筒，62-内圆输气筒，63-通孔，7-多通道气体混合器，71-波浪形气体通道，8-气体导流板，9-催化剂模块，91-推拉板，92-卡块，93-滑块，94-波浪形密封卡板，10-空气预加热器，11-除尘器，12-高压蒸汽管道，13-高压蒸汽系统，14-第一还原段，15-过渡段，16-第二还原段，17-催化段，18-出气段，19-第一输送管道，20-第二输送管道，21-省煤器。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。

参照附图1-6所示的氨法SCR-SNCR耦合烟气脱硝反应器，包括脱硝主体，所述脱硝主体包括炉膛1、过渡段15、催化段17以及出气段18，所述出气段18还设有空气预加热器10以及除尘器11，所述空气预加热器10与所述炉膛1连通设置，除尘器11设置在出气段18，对预向外排放的且达标的烟气进行除尘处理，使得排放出去的气体更加环保，安全，所述过渡段15还设置有省煤器21；所述炉膛1与所述过渡段15之间设有第一还原段14，第一还原段14为SNCR反应段，所述过渡段15与所述催化段17之间设有第二还原段16，第二还原段16为SNCR反应段，所述第一还原段14外围套接环形喷氨机构5，所述第二还原段16外围套接氨等量注入机构6，所述环形喷氨机构5与所述氨等量注入机构6均与加氨系统连接，所述加氨系统包括还原剂储备槽2和提升泵3，在所述第二还原段16与所述催化段17之间还设置多通道气体混合器7；所述催化段17设有至少一层催化剂模块9，所述催化段17上方还设有气体导流板8，在每层所述催化剂模块9上方还设有高压蒸汽管道12，所述高压蒸汽管道12与所述高压蒸汽系统13连接，高压蒸汽管道12的设置能够提高催化剂在催化过程中的催化效果。

在本发明中，所述环形喷氨机构5为一外圆柱51，在所述外圆柱51内设置一圈喷腔53，每个所述喷腔53内倾斜设置一喷枪52，所述外圆柱51外围设置一磁性圈55，并在每个所述喷枪52与所述磁性圈55结合处设置磁性密封板56，所述磁性圈55与所述磁性密封板56相吸，在安装喷枪52后，通过磁性圈55与磁性密封板56的相吸原理实现喷枪52在喷腔53处的密封设置，防止漏液现象发生，每两个所述喷枪52之间连接还原剂管道54，所述还原剂管道54通过第一输送管道19与所述加氨系统连接，。

在本发明中，所述氨等量注入机构6包括一体成型的外圆输气筒61和内圆输气筒62，所述内圆输气筒62密封套接在所述第二还原段16上，所述内圆输气筒62内设置一圈通孔63，一圈所述通孔63可在内圆输气筒62内上下设置若干层，最佳设置三层，每个所述通孔63的一端连通所述第二还原段16内部，另一端连通所述外圆输气筒61，每个所述通孔63均倾斜设置，倾斜角度为15度，并且每个所述通孔63的两端均设有碗状开口结构，碗状开口结构能够保证快速进氨气和快速出氨气，所述外圆输气筒61通过第二输送管道20与所述加氨系统连接，并且在所述第二输送管道20上还设置雾化器4；采用氨等量注入机构6，通过外设的氨等量注入机构6能够避免氮氧化物散逸的问题，密封性好，其次，在氨等量注入机构6的内圆输气筒62内设置通孔63，通过通孔63能够均匀有效的将氨气通过外圆输气筒61输入到还原段内部，进行还原反应，而且为了提高还原剂与烟气的混合效果，通孔63是倾斜设置的，这样当烟气从下向上运动时，还原剂就向下喷出，增大两者的结合力度以及碰撞力度，提高混合效果，进而提高还原反应的效率和效果。

在本发明中，所述多通道气体混合器7包括混合器本体，在所述混合器本体内竖向设置若干波浪形气体通道71，通道为波浪形，波浪形的通道能够实现混合段距离的延长，而且通过波浪形的不规则路径，能够加强氨气和烟气的混合力度，辅助提高烟气氨气的混合效果，提高还原效率。

在本发明中，每层所述催化剂模块9设置为推拉式，所述催化剂模块9的四周通过耐高温耐磨性的加强板固定，在所述催化剂一端设置推拉板91，另一端设置若干卡块92，所述推拉板91的内侧两端位置均并列设置若干波浪形密封卡板94，所述催化段17设有与所述催化剂模块9相配合的开口，在所述催化段17内壁上加工有所述卡块92对应卡接的卡槽，在所述催化段17的外部加工有与每个所述波浪形密封板匹配的密封槽；在所述催化剂模块9的两相对侧均设有滑块93，并在所述催化段17内部设有与所述滑块93滑动连接的滑轨，安装时，通过滑块93与滑轨的配合将催化剂模块9想催化段17内部推进，当卡块92与卡槽配合卡接后，实现密封安装，本发明为了更进一步的提高密封效果，在推拉板91的内侧还设置波浪形密封板，在催化剂模块9向内推进的过程中，波浪形密封板就密封卡合在密封槽内，实现紧密配合连接，密封板设置为波浪形的目的是提高密封效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。