一种烟气脱硝催化反应器的制作方法

本发明涉及烟气脱硝技术领域，特别是涉及一种烟气脱硝催化反应器。

背景技术：

烟气脱硝，是指脱除烟气中的nox，按治理工艺可分为湿法脱硝和干法脱硝。主要包括：酸吸收法、碱吸收法、选择性催化还原法、非选择性催化还原法、吸附法、离子体活化法等。国内外一些科研人员还开发了用微生物来处理nox废气的方法。但是具有工业价值，运用最广泛的是选择性催化还原法（scr）。

现有的脱硝催化反应是以蜂窝型（板状或块状）催化剂为基础，催化剂本身需要承受一定结构强度。让结构强度这些非关键点成为催化剂性能的指标。易发生制造缺陷，整体活性低，所需温度高，性能下降快。并且，固定床反应器在运行期间，温度需求高，就意味着高能耗，催化剂的活性逐渐下降，就需要进一步提高反应温度，当反应器出口nox无法达标排放时，就需要更换催化剂。一般scr装置的运行周期至少要求3-4年，否则会影响主装置的运转。一般scr装置脱硝率需求至少在60～90%以上，当更换催化剂的时候，催化剂的活性至少还有60%左右。由此可见，采用低温高活性采用固定床scr反应器对催化剂的利用率太低，因此，需要提高催化剂的利用效率。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种烟气脱硝催化反应器。

技术方案：本发明一种烟气脱硝催化反应器，设置在烟道中，催化反应器包括壳体，以及壳体内的多组催化反应单元；

催化反应单元，由多孔板、催化剂组成；催化剂设置于多孔板围成的容置腔内；

连接板，用于连接相邻的催化反应单元，连接板与催化反应单元为可拆卸连接；

连接板包括上连接板、下连接板；上连接板、下连接板从壳体的内壁向中心依次交错设置；

每个催化反应单元顶部，均设有可拆卸盖板。

本发明的进一步改进在于，多孔板包括多孔段和无孔段，容置腔顶部对应的多孔板为无孔段。

本发明的进一步改进在于，催化反应器内的催化反应单元均为竖直状布置。其中，催化反应单元可为筒状或板片状。

本发明的进一步改进在于，催化反应器内的催化反应单元由多组剖面为人字状的催化反应单元连接而成。其中，催化反应单元为板片状或中空的圆锥台状。

本发明的进一步改进在于，催化反应单元的容置腔内设有多个分层隔板或减压挡板。其中，分层隔板为蜂窝状隔板或微孔隔板，当分层隔板为蜂窝状隔板时，蜂窝直径小于颗粒催化剂的颗粒直径大小。

本发明的进一步改进在于，相邻的催化反应单元之间设有折流板。其中，折流板可呈阶梯状交错设置。

本发明的进一步改进在于，每个烟道中可设置多个催化反应器。

与现有技术相比，本发明提供的一种烟气脱硝催化反应器，至少实现了如下的有益效果：

（1）本发明的烟气脱硝催化反应器，由于反应器是模块设计，便于扩展，便于大批量生产。在烟气脱硝催化反应器内部设置多个带分层隔板或减压挡板的催化反应单元，烟气气流由催化器反应器底端进入，按照实际内部设计走向横穿催化剂层，汇流后从另一端流出，此种结构，既减轻了催化剂本身需要承受的结构强度，气流均匀，又增加了催化剂作用时长，进而提高催化剂利用效率，可使烟气接受催化剂层均匀充分的催化。

（2）高开孔率的孔板或网，能够确保低阻力和长寿命。

（3）本发明采用的可拆卸盖板，方便失效催化剂倒出，重新装入新催化剂后重复利用。

（4）本发明的烟气脱硝催化反应器，结构设计保证了其具有无限扩展能力，可通过复制扩展单元扩展反应器。

（5）本发明的烟气脱硝催化反应器，烟气进入层设置折流板，使烟气与催化剂接触反应更充分。

（6）催化剂层可设置分层隔板或减压挡板，可减轻底部催化剂受压，延长使用寿命。

（7）本发明的烟气脱硝催化反应器，催化剂层可盛装多种类型的颗粒催化剂，颗粒催化剂在外界振动下会存在一定程度下沉，多孔板的无孔段设于顶部，避免下沉后形成烟气气流短路。

当然，实施本发明的任一产品并不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明烟气脱硝催化反应器总体结构示意图；

图2为本发明烟气脱硝催化反应器结构放大图；

图3为本发明1个扩展催化反应单元示意图；

图4为本发明n个扩展催化反应单元示意图；

图5为本发明催化反应器内的催化反应单元竖直状布置的的结构；

图6为实施例1中筒状催化反应单元的俯视图；

图7为实施例2中板片状催化反应单元的俯视图；

图8为人字状的催化反应单元结构示意图；

图9为实施例3中板片状催化反应单元的俯视图；

图10为实施例4中圆锥台状催化反应单元的俯视图；

图11为实施例5的构型1-1结构示意图；

图12为实施例5的构型1-2结构示意图；

图13为实施例5的构型1-3结构示意图；

图14为实施例6的构型2-1结构示意图；

图15为实施例6的构型2-结构示意图；

图16为折板的结构示意图；

其中，1-壳体；2-催化反应单元；3-连接板；4-可拆卸盖板；5-催化剂层；6-烟气层；7-多孔板。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本案披露了一种烟气脱硝催化反应器，如图1、2所示：将烟气脱硝催化反应器安装在烟道中，可在烟道中设置多个烟气脱硝催化反应器，多个烟气脱硝催化反应器可在烟道中呈阵列式布置。

其中，催化反应器包括壳体1，以及壳体1内的多组催化反应单元2；壳体1底部设有进去口，顶部设有出气口；催化反应单元2，由多孔板7、催化剂组成；催化剂设置于多孔板7围成的容置腔内，容置腔内可盛装多种类型的颗粒催化剂，形成催化剂层5。上述多孔板7为高开孔率的多孔板7，也可以将多孔板7替换为高开孔率的网，即多孔板包含功能类似的网同样受保护，该结构保证了烟气的流速和流量，确保低阻力和长寿命。

每个催化反应单元2顶部，均设有可拆卸盖板4。可拆卸盖板4的设置，便于失效催化剂倒出，重新装入新催化剂后重复利用。

连接板3，用于连接相邻的催化反应单元2，连接板3与催化反应单元2为可拆卸连接；连接板3包括上连接板、下连接板；上连接板、下连接板从壳体1的内壁向中心依次交错设置。上述连接板3，实现相邻的催化反应单元2，如图3、4所示，该连接结构具有无限扩展能力，可通过复制扩展单元扩展反应器，能够根据需要确定催化反应单元2的数量。

基于本实施例，烟道中的烟气，从烟气脱硝催化反应器进入壳体1底部的进气口，由于催化反应单元2通过上连接板、下连接板相连，因此烟气只能从上连接板所述对应的下方进气通道进入烟气层6，按照内部设计走向横穿催化剂层5，经过催化反应单元2的催化反应，进入到下连接板所对应的上方出气通道，最终汇聚在壳体1内的顶部空间，由出气口排出。此种结构，既减轻了催化剂本身需要承受的结构强度，又增加了催化剂作用时长，进而提高了催化剂利用效率。

本发明的烟气脱硝催化反应器结构，颗粒催化剂无需过多考虑结构强度、成形质量等问题，使开发生产更具针对性，提升开发效率，更易制造出低温高活性催化剂。

作为本发明的一个优选实施方式，多孔板7包括多孔段和无孔段，容置腔顶部对应的多孔板77为无孔段。本实施例中，由于颗粒催化剂在外界振动会存在一定程度下沉，在多孔板7顶部设置无孔段，避免颗粒催化剂下沉后，烟气从催化剂上部的空间的孔板内直接流出，造成形烟气气流短路。

作为本发明的一个优选实施方式，催化反应器内的催化反应单元2均为竖直状布置。本实施例中，将催化反应单元2竖直布置，保证了烟气接收催化氧化层均匀充分的催化的同时，安装拆卸方便，便于复制扩展单元扩展催化反应器。进一步地，催化反应单元2为筒状或板片状。本实施例中，催化反应单元2设计多种构型，具备适用多种场合的优势特性，具有很高的实用性和经济效益。

作为本发明的一个优选实施方式，催化反应器内的催化反应单元2由多组剖面为人字状的催化反应单元2连接而成。本实施例中，并非将催化反应单元2按照常规的竖直布置，按照人字形组布置，与竖直布置相比，进一步增加了催化氧化的反应面积。进一步地，作为本发明的一个优选实施方式，催化反应单元2为板片状或中空的圆锥台状，催化反应单元2设计多种构型，具备适用多种场合的优势特性，具有很高的实用性和经济效益。

作为本发明的一个优选实施方式，催化反应单元2的容置腔内设有多个分层隔板或减压挡板，其中减压板为无孔板或微孔板。本实施例中，多个分层隔板或减压挡板的设置，可减轻底部催化剂受压，减轻了催化剂本身需要承受的结构强度。其中，分层隔板为蜂窝状隔板或微孔隔板，当分层隔板为蜂窝状隔板时，蜂窝直径小于颗粒催化剂的颗粒直径大小。

作为本发明的一个优选实施方式，相邻的催化反应单元2之间设有折流板。本实施例中，折流板可以呈交错设置的阶梯状布置，使烟气与催化剂接触反应更充分。折流板与催化反应单元2之间通过可拆卸的连接件进行固定。折流板为多个常规的，可以将折流板端部的竖直段，通过螺栓与催化反应单元2进行连接。折流板可以呈斜板状布置，也可以为水平状。除了本实施例记载的技术方案，其他常规的折流板也受本发明保护。

本发明烟气脱硝催化反应器安装在烟道中，可以按照如图11-15中的排列方法进行布置。

本发明的安装方法：参考图1，将烟气脱硝催化反应器安装在烟道中，单个或多个并列；利用催化反应器20底端边缘和顶端边缘的法兰盘进行固定，将相邻的烟气脱硝催化反应器之间的缝隙进行密封，避免烟气不经过烟气脱硝催化反应器散发。然后将颗粒催化剂装入催化反应单元2的容置腔中，再将可拆卸盖板4盖紧。此时，烟气气流由催化反应器底端进入，按照内部设计走向横穿催化剂层5，最后汇流后从另一端流出。

下面列出的具体实施例：

实施例1，

如图5、6，催化反应器内的催化反应单元2为竖直状布置，催化反应单元2为筒状，最终构成的催化反应器的壳体1也为圆筒状。

本实施中，相邻的筒状的催化反应单元2，通过上连接板、下连接板相连，上连接板、下连接板从壳体1的内壁向中心依次交错设置，根据使用需要扩展单元扩展反应器，确定相应的催化反应单元2的数量。烟道中的烟气，首先从烟气脱硝催化反应器进入壳体1底部的进气口，接着从上连接板所述对应的下方进气通道进入，按照内部设计走向横穿催化剂层5，经过催化反应单元2的催化反应，进入到下连接板所对应的上方出气通道，最终汇聚在壳体1内的顶部空间，由出气口排出。催化反应单元2的多孔板7为高开孔率的多孔板7或高开孔率的网，保证烟气的流速和流量。

本实施例中，在每个催化反应单元2顶部，均设有可拆卸盖板4，可拆卸盖板4通过螺栓与壳体1顶部的边缘相连接。可拆卸盖板4的设置，便于失效催化剂倒出，重新装入新催化剂后重复利用。由于颗粒催化剂在外界振动会存在一定程度下沉，在多孔板7顶部设置无孔段，避免颗粒催化剂下沉后，烟气从催化剂上部的空间的孔板内直接流出，造成形烟气气流短路。

为了进一步解释本实施例，需要说明的是，催化反应单元2的容置腔内设有多个分层隔板或减压挡板。相邻的催化反应单元2之间还设有可拆卸折流板。

实施例2，

如图5、7，催化反应器内的催化反应单元2为竖直状布置，催化反应单元2为板片状，最终构成的催化反应器的壳体1长方体状。

本实施中，相邻的筒状的催化反应单元2，通过上连接板、下连接板相连，上连接板、下连接板从壳体1的内壁向中心依次交错设置，根据使用需要扩展单元扩展反应器，确定相应的催化反应单元2的数量。烟道中的烟气，首先从烟气脱硝催化反应器进入壳体1底部的进气口，接着从上连接板所述对应的下方进气通道进入，按照内部设计走向横穿催化剂层5，经过催化反应单元2的催化反应，进入到下连接板所对应的上方出气通道，最终汇聚在壳体1内的顶部空间，由出气口排出。催化反应单元2的多孔板7为高开孔率的多孔板7或高开孔率的网，保证烟气的流速和流量。

本实施例中，在每个催化反应单元2顶部，均设有可拆卸盖板4，可拆卸盖板4通过螺栓与壳体1顶部的边缘相连接。可拆卸盖板4的设置，便于失效催化剂倒出，重新装入新催化剂后重复利用。由于颗粒催化剂在外界振动会存在一定程度下沉，在多孔板7顶部设置无孔段，避免颗粒催化剂下沉后，烟气从催化剂上部的空间的孔板内直接流出，造成形烟气气流短路。

为了进一步解释本实施例，需要说明的是，催化反应单元2的容置腔内设有多个分层隔板或减压挡板。相邻的催化反应单元2之间还设有可拆卸折流板。

实施例3，

如图8、9，催化反应器内的催化反应单元2由多组剖面为人字状的催化反应单元2连接而成，每个催化反应单元2均为板片状，最终构成的催化反应器的壳体1长方体状。

本实施例中，催化反应单元2呈斜板状布置，催化反应器的壳体1内的催化反应单元2，从外到内，依次为底端与催化反应单元2的壳体1内壁相连、催化反应单元2的顶部相连接、催化反应单元2的底部相连接。

本实施中，相邻的筒状的催化反应单元2，通过上连接板、下连接板相连，上连接板、下连接板从壳体1的内壁向中心依次交错设置，根据使用需要扩展单元扩展反应器，确定相应的催化反应单元2的数量。烟道中的烟气，首先从烟气脱硝催化反应器进入壳体1底部的进气口，接着从上连接板所述对应的下方进气通道进入，按照内部设计走向横穿催化剂层5，经过催化反应单元2的催化反应，进入到下连接板所对应的上方出气通道，最终汇聚在壳体1内的顶部空间，由出气口排出。催化反应单元2的多孔板7为高开孔率的多孔板7或高开孔率的网，保证烟气的流速和流量。由于本实施例中，催化反应器内的催化反应单元2由多组剖面为人字状，因此，与竖直设置的催化反应单元2相比，上连接板、下连接板的长度较短，而烟气与催化反应单元2的接触面积则有所增加。

为了进一步解释本实施例，需要说明的是，催化反应单元2的容置腔内设有多个分层隔板或减压挡板。相邻的催化反应单元2之间还设有可拆卸折流板。

实施例4，

如图8、10，催化反应器内的催化反应单元2由多组剖面为人字状的催化反应单元2连接而成，每个催化反应单元2并非为板片状，每个催化反应单元2为圆锥台状，最终构成的催化反应器的壳体1为圆筒状。

本实施例中，催化反应器的壳体1内的催化反应单元2，从外到内，第一外圈催化反应单元2的上端直径小于下端直径，第二内圈催化反应单元2的上端直径大于下端直径，第三内圈催化反应单元2的上端直径小于下端直径，依次类推。本实施例中，催化反应器的壳体1内的催化反应单元2，从外到内，第一外圈催化反应单元2的顶部直径与第二内圈催化反应单元2顶部的直径相匹配，第二内圈催化反应单元2的底部直径与第三内圈催化反应单元2的底部直径与相匹配，第三内圈催化反应单元2的顶部直径与第四内圈催化反应单元2是顶部直径相匹配，如此依次类推。

本实施中，相邻的筒状的催化反应单元2，通过上连接板、下连接板相连，上连接板、下连接板从壳体1的内壁向中心依次交错设置，根据使用需要扩展单元扩展反应器，确定相应的催化反应单元2的数量。烟道中的烟气，首先从烟气脱硝催化反应器进入壳体1底部的进气口，接着从上连接板所述对应的下方进气通道进入，按照内部设计走向横穿催化剂层5，经过催化反应单元2的催化反应，进入到下连接板所对应的上方出气通道，最终汇聚在壳体1内的顶部空间，由出气口排出。催化反应单元2的多孔板7为高开孔率的多孔板7或高开孔率的网，保证烟气的流速和流量。由于本实施例中，催化反应器内的催化反应单元2由多组剖面为人字状，因此，与竖直设置的催化反应单元2相比，上连接板、下连接板的长度较短，而烟气与催化反应单元2的接触面积则有所增加。

实施例5，

在实施例1和实施例4的基础上，当本实施例中的催化反应器的壳体1为圆筒状时，催化反应器可以为矩形阵列式排列、错开排列、环形阵列排列中的任意一种。当催化反应器为常规的n*n的矩形阵列式排列时，如图15所示。当催化反应器为n*n的错开排列时，如图15所示，使得上、下列的颗粒催化剂呈倒的“品”字型或者倒三角形状。当催化反应器为环形阵列排列时，如图15所示，催化反应器为同心圆型排列方式。

实施例6，

在实施例2和实施例3的基础上，当本实施例中的催化反应器的壳体1为长方体状时，催化反应器可以为矩形阵列式排列、错开排列。当催化反应器为常规的n*n的矩形阵列式排列时，如图15所示。当催化反应器为n*n的错开排列时，如图15所示。

通过上述实施例可知，本发明提供的一种烟气脱硝催化反应器，至少实现了如下的有益效果：

（1）本发明的烟气脱硝催化反应器，由于反应器是模块设计，便于扩展，便于大批量生产。在烟气脱硝催化反应器内部设置多个带分层隔板或减压挡板的催化反应单元2，烟气气流由催化器反应器底端进入，按照实际内部设计走向横穿催化剂层5，汇流后从另一端流出，此种结构，既减轻了催化剂本身需要承受的结构强度，气流均匀，又增加了催化剂作用时长，进而提高催化剂利用效率，可使烟气接受催化剂层5均匀充分的催化。

（2）高开孔率的孔板或网，能够确保低阻力和长寿命。

（3）本发明采用的可拆卸盖板4，方便失效催化剂倒出，重新装入新催化剂后重复利用。

（4）本发明的烟气脱硝催化反应器，结构设计保证了其具有无限扩展能力，可通过复制扩展单元扩展反应器。

（5）本发明的烟气脱硝催化反应器，烟气进入层设置折流板，使烟气与催化剂接触反应更充分。

（6）催化剂层5内可设置分层隔板或减压挡板，可减轻底部催化剂受压，延长使用寿命。

（7）本发明的烟气脱硝催化反应器，催化剂层5可盛装多种类型的颗粒催化剂，颗粒催化剂在外界振动下会存在一定程度下沉，多孔板7的无孔段设于顶部，避免下沉后形成烟气气流短路。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。