一种涡旋式吹灰组件、包括其的SCR反应装置及方法与流程

本发明属于烟气处理技术领域，涉及一种吹灰组件、包括其的scr反应装置及方法，尤其涉及一种涡旋式吹灰组件、包括其的scr反应装置及方法。

背景技术：

水泥行业氮氧化物排放量为170.6万吨，约占全国的10％，是仅次于电力行业的第二大工业排放源。我国对水泥行业nox的控制愈来愈重视，对烟气中氮氧化物的排放标准为400mg/nm³，特别地区为320mg/nm³。随着氮氧化物的减排标准逐年严格，加快了对水泥行业脱硝技术的研究，选择性催化还原(scr)脱硝效率高，可达到70％～90％，布置灵活，技术成熟，在水泥行业具有巨大潜力。

scr脱硝技术的核心在于高效的催化剂，但由于积灰问题常常导致催化剂堵塞磨损问题，影响scr反应器的脱硝效率，因此常在催化剂上方设置吹灰系统，但在极高的粉尘情况下反应器底部易造成积灰，当反应器底部积灰严重时可能堵塞反应器，影响反应器的正常运行。

scr脱硝技术的一个重要指标是脱硝效率，因此对反应器内设备的布置方式引起的速度分布均匀性的研究是非常有必要的。流场分布的均匀性影响着烟气与催化剂的反应程度，最终决定着脱硝效率。一般导流板的布置方式为弧-直导流板，必然导致反应器内测的速度较小，导致速度的均匀性较低，影响着脱硝效率。

cn205164496u公开了一种双吹灰装置的脱硝反应器系统，包括脱硝反应器，脱硝反应器内安装有若干个吹灰器组件，吹灰器组件包括超声波吹灰器和蒸汽吹灰器，超声波吹灰器和蒸汽吹灰器的位置相对；蒸汽吹灰器连接有蒸汽管道，超声波吹灰器连接有控制阀。本实用新型为清除催化剂中的积灰，防止催化剂堵灰，每个反应器设置超声波吹灰器和蒸汽吹灰器进行吹灰，该双吹灰器设计比单吹灰设计的吹灰效率大大提高,能够降低系统的压降，提高催化剂的使用效率和寿命。但此专利仅是针对催化剂床层吹灰，不涉及反应器底部吹灰作用。

cn109821414a公开了一种脱硝反应器防积灰装置，包括：吹气装置；水平段吹扫管路，一端与所述吹气装置的出气口连通；水平段吹扫装置，与所述水平段吹扫管路的另一端连通，用于对脱硝反应器的入口水平段烟道进行吹扫。本发明提供的脱硝反应器防积灰装置，通过吹气装置提供压缩空气，该压缩空气通过水平段吹扫管路被输送至水平段吹扫装置，并喷射在入口水平段烟道。入口水平段烟道内的积灰在气流的作用下被吹散，并随着烟气排出脱硝反应器。该方案减少了入口水平段烟道积灰带来的烟道承重过高受损的问题，但主要是对反应器出口水平管道的吹扫，对催化剂下方反应器竖直壁面的吹扫作用不大。

由此可以看出，目前已知的现有技术中并不能很好地解决scr反应装置底部积灰问题，因此亟需设计一种新型的吹灰组件用于scr反应装置以有效解决积灰问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种涡旋式吹灰组件、包括其的scr反应装置及方法，本发明提供的涡旋式吹灰组件通过压缩空气源提供压缩空气，压缩空气经喷吹管以某一角度倾斜吹入壳体，在壳体易积灰区域形成有序的涡旋气流，实现对积灰的喷吹清扫。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种防积灰的涡旋式吹灰组件，所述的涡旋式吹灰组件包括沿壳体周向设置的至少三个喷吹管，所述的喷吹管沿壳体外周的同一向倾斜设置于壳体外壁面上，所述的喷吹管外接压缩空气源，压缩空气经喷吹管喷入壳体内部形成气流涡旋对壳体内部易积灰区域进行喷吹清灰。

本发明提供的涡旋式吹灰组件通过压缩空气源提供压缩空气，该压缩空气经喷吹管以某一角度倾斜吹入壳体，在壳体易积灰区域形成有序的涡旋气流，实现对积灰的喷吹清扫。

需要说明的是：

(1)本发明提供的吹灰组件对壳体外形结构的适应性较强，换言之，本发明对壳体截面形状不作特殊要求和具体限定，现今市面上存在的任意形状壳体均适用于本发明提供的涡旋式吹灰组件；

(2)本发明对涡旋式吹灰组件在壳体上的安装位置也不作具体要求和特殊限定，在满足布置条件的前提下，安装于壳体易积灰区域即可，随着壳体的使用场景和应用领域的变化，本领域技术人员也可以适时调整吹灰组件的安装位置，本发明不便对此加以限定；

(3)本发明对喷吹管的数量没有特殊要求和具体限定，本领域技术人员可以根据积灰量、使用场景和壳体尺寸的限制布置更多或更少的喷吹管，但为了在壳体内部形成涡旋气流应至少设置三组；

(4)本发明提供的喷吹管可以在水平面上倾斜安装于壳体外壁面，由此形成的涡旋气流则是平面涡旋气流，喷吹管也可以在垂直面上倾斜安装与壳体外壁面(水平面上也要沿同一倾斜方向安装以保证形成涡旋气流)，即压缩空气经喷吹管斜向上或斜向下喷入壳体，由此形成的涡旋气流则是立体涡旋气流，本领域技术人员可以根据实际生产需要选择不同的倾斜方式，但都要保证喷吹管沿同一方向切斜，否则内部气流紊乱相互对冲无法形成涡流。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的喷吹管沿壳体周向水平设置，所述的喷吹管在水平面上沿同一倾斜方向倾斜设置于壳体外壁面上，压缩空气经喷吹管喷入壳体内部形成水平面上的气流涡旋。

优选地，所述的壳体横截面为多边形，所述壳体的每侧外壁面上分别设置有至少一个喷吹管。

优选地，在水平面内，所述的喷吹管与壳体外壁面的夹角为15～45°，压缩空气呈15～45°斜角喷入壳体内部，例如可以是15°、17°、19°、21°、23°、25°、27°、29°、31°、33°、35°、37°、39°、41°、43°或45°，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述的壳体截面为圆形，所述的壳体外壁面上等距设置至少三个喷吹管。

优选地，在水平面内，所述的喷吹管和壳体相接点所在切线与所述喷吹管的夹角为15～45°，压缩空气呈15～45°斜角喷入壳体内部，例如可以是15°、17°、19°、21°、23°、25°、27°、29°、31°、33°、35°、37°、39°、41°、43°或45°，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

第二方面，本发明提供了一种内部设置有如第一方面所述的吹灰组件的scr反应装置，所述的scr反应装置包括立式壳体以及横向设置于立式壳体内部的至少一层催化剂层。

所述的立式壳体底部设置有如第一方面所述的吹灰组件。

本申请在催化剂层下方设置涡旋式吹灰组件，通过涡旋式吹灰组件在壳体内部产生的涡流气旋，增大了催化剂层底部的空气扰动，有效解决了烟道积灰造成的烟道负载过大和底部管道堵塞问题，保证了scr反应装置的正常运行。

需要说明的是，为了完整实现scr脱硝工艺，整套scr脱硝系统除了包括本发明限定的scr反应装置外，必然还包括还原剂储罐和还原剂喷射装置等通用设备，还原剂喷射装置设置于scr反应装置的烟气进口管路上，还原剂喷射装置外接还原剂储罐，烟气流经烟气进口管路时与还原剂喷射装置喷入的还原剂接触混合后通入scr反应装置。但也可以理解的是，以上内容均为本领域技术人员所公知，为现有技术中已公开的scr脱硝系统中的必要设备，本发明的发明点也不在于此，而在于对scr脱硝装置内部结构的改进，至于与scr脱硝装置连接的其余设备，例如上述还原剂喷射装置、还原剂储罐等均不属于本发明的保护范围和公开范围，即便本发明并未对整套scr脱硝系统的结构进行详细说明，本领域技术人员也能根据所掌握的技术知识还原出整套scr脱硝系统。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的立式壳体顶部入口设置有水平方向的变径进口烟道，所述的立式壳体底部出口设置有水平方向的变径出口烟道，烟气沿水平方向由进口烟道进入立式壳体由上至下依次穿过所述的催化剂层后沿水平方向由出口烟道排出。

优选地，所述的进口烟道与立式壳体对接的转弯烟道内部设置有至少两组导流板，所述的导流板用于改变进入进口烟道的烟气流向。

优选地，所述的导流板为分段结构的弧直型导流板。

优选地，所述的立式壳体顶部设置有至少一层整流格栅。

优选地，所述的整流格栅等距间隔设置。

优选地，相邻两个整流格栅之间的距离控制在40～100mm，例如可以是40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm或100mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述的出口烟道上方的立式壳体外壁面处设置有所述的吹灰组件；

优选地，所述的出口烟道上设置有颗粒物检测装置，所述的颗粒物检测装置用于对出口烟道排烟中的颗粒物浓度进行检测。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的导流板分为内侧导流板和外侧导流板，所述的内侧导流板设置于进口烟道与立式壳体对接的转弯烟道内侧，所述的外侧导流板设置于进口烟道与立式壳体对接的转弯烟道外侧，所述的内侧导流板和外侧导流板沿烟气流向呈放射状分布。

优选地，所述的内侧导流板沿烟气流向包括对接的内侧弧形导流板和内侧直导流板，所述的内侧弧形导流板向转弯烟道内侧延伸形成内侧直导流板。

优选地，所述的内侧直导流板与竖直方向的夹角为5～15°，例如可以是5°、6°、7°、8°、9°、10°、11°、12°、13°、14°或15°，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述的外侧导流板沿烟气流向包括对接的外侧弧形导流板和外侧直导流板，所述的外侧弧形导流板沿竖直方向延伸形成外侧直导流板。

本发明在进口烟道外侧为若干弧型导流板与竖直向下的直导流板相接，内侧为若干弧型导流板与角度为5～15°的直导流板相接，通过特殊结构的导流板有效提升了烟气进入进口烟道的分布均匀性和速度均匀性。

需要说明的是，本发明对内侧导流板和外侧导流板的数量不作具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据进口烟道截面积和待处理烟气量进行适当调整，但需要至少设置一个内侧导流板和一个外侧导流板，通过内侧导流板和外侧导流板的放射状分布，使得二者之间形成的烟道截面积沿烟气流向逐渐增大，从而提升了烟气的分布均匀性。

作为本发明一种优选的技术方案，每个催化剂层上方均设置有吹灰装置，所述的吹灰装置用于对催化剂层喷吹清灰。

优选地，所述的吹灰装置的压缩空气入口合并为一路后通过压缩空气主管接入压缩空气源，压缩空气源经压缩空气主管分别向不同的吹灰装置提供压缩空气。

优选地，所述的压缩空气主管上设置有加热装置，压缩空气源提供的压缩空气经加热装置加热后分配至不同的吹灰装置。

优选地，所述的吹灰装置和所述的喷吹管分别使用不同的压缩空气源或共用同一个压缩空气源，进一步优选地，所述的吹灰装置和所述的喷吹管共用同一个压缩空气源。

优选地，所述的压缩空气主管上外设压缩空气支管，所述的压缩空气支管的出口端接入所述的喷吹管，压缩空气源提供的压缩空气经加热装置加热后通入喷吹管对立式壳体底部易积灰区域进行喷吹清灰。

优选地，所述的压缩空气支管上设置有调节阀。

本发明在吹灰装置和涡旋吹灰组件的压缩空气流向前端设置加热装置，压缩空气经预热后通入吹灰装置和涡旋吹灰组件以减少烟气和压缩空气之间的温差。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的催化剂层采用的催化剂包括载体以及负载于载体上的活性成分和辅助成分。

优选地，所述的载体包括tio2、分子筛、介孔氧化铝或蒙脱石中的一种或至少两种的组合。

优选地，所述的活性成分包括v2o5。

优选地，所述的辅助成分包括wo3。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的立式壳体内部沿烟气流向间隔设置有第一催化剂层、第二催化剂层和第三催化剂层。

第三方面，本发明提供了一种采用如第二方面所述的scr反应装置对烟气进行脱硝的方法，所述的方法包括：

烟气进入scr反应装置内，由下至上依次穿过催化剂层，在催化剂的作用下与还原剂发生选择性催化氧化反应脱除烟气中的nox，通过吹灰组件定期对立式壳体内部易积灰区域进行喷吹清灰。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的方法具体包括如下步骤：

(ⅰ)烟气进入scr反应装置内，由下至上依次穿过催化剂层，在催化剂的作用下与还原剂发生选择性催化氧化反应脱除烟气中的nox；

(ⅱ)压缩空气源提供的压缩空气经加热装置预热后分配进入不同的吹灰装置，定期对催化剂层进行喷吹清灰；

(ⅲ)压缩空气源提供的压缩空气经加热装置预热后通入喷吹管，压缩空气喷入立式壳体后形成水平面上的气流涡旋实现了对立式壳体底部易积灰区域的喷吹清灰。

优选地，步骤(ⅱ)中，所述的吹灰装置对催化剂层的吹灰频率为一天1～3次，例如可以是一天1次、一天2次或一天3次，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，当出口烟道内排出的烟气中颗粒物的浓度大于20mg/nm³时，开启调节阀，进行步骤(ⅲ)。

示例性地，采用本发明提供的scr反应装置对水泥窑窑尾烟气进行scr脱硝处理，所述的处理过程具体包括如下步骤：

(1)scr反应装置在运行初期，水泥窑窑尾烟道排出的烟气由scr脱硝装置的进口烟道流入，经过导流板提高了烟气的分布均匀性，再穿过整流格栅，提高了烟气的速度均匀性，烟气中的氮氧化物和还原剂(氨气)在催化剂层上反应生成氮气和水，烟气得以净化，烟气依次穿过第一催化剂层、第二催化剂层和第三催化剂层后由出口烟道排出，颗粒物检测装置对出口烟道排烟中的颗粒物浓度进行检测，检测到出口颗粒物浓度小于20mg/nm³，表明此时scr反应装置的内壁和底部积灰较少，关闭调节阀，吹灰组件停止工作，减少压缩空气和加热装置的使用，降低运行成本。运行一段时间后，烟气中的颗粒物堵塞催化剂层，压缩空气源提供的压缩空气经加热装置预热后通入吹灰装置，对下方相对的催化剂层喷吹清灰，减少催化剂层积灰堵塞，通过预热减少压缩空气与烟气之间的温差，吹灰装置对催化剂层的吹灰频率为一天1～3次。

(2)在后期运行过程中，颗粒物检测装置检测到出口烟道排烟中的出口颗粒物浓度大于20mg/nm³，表明此时的scr反应装置的内壁和底部积灰严重，此时开启调节阀，调节阀开度调节到一半大小，压缩空气源提供的压缩空气经加热装置预热后送入涡旋式吹灰组件，预热后的压缩空气经喷吹管以30°倾斜喷入立式壳体底部积灰区域，压缩空气在立式壳体底部形成水平面上的涡旋气流，实现对底部积灰的清扫。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的涡旋式吹灰组件通过压缩空气源提供压缩空气，该压缩空气经喷吹管以某一角度倾斜吹入壳体，在壳体易积灰区域形成有序的涡旋气流，实现对积灰的喷吹清扫。

(2)本发明在进口烟道外侧为若干弧型导流板与竖直向下的直导流板相接，内侧为若干弧型导流板与角度为5～15°的直导流板相接，通过特殊结构的导流板有效提升了烟气进入进口烟道的分布均匀性和速度均匀性。

(3)本申请在催化剂层下方设置涡旋式吹灰组件，通过涡旋式吹灰组件在壳体内部产生的涡流气旋，增大了催化剂层底部的空气扰动，有效解决了烟道积灰造成的烟道负载过大和底部管道堵塞问题。

(4)本发明在吹灰装置和涡旋吹灰组件的压缩空气流向前端设置加热装置，压缩空气经预热后通入吹灰装置和涡旋吹灰组件以减少烟气和压缩空气之间的温差。

附图说明

图1为本发明一个具体实施方式提供的用于多边形截面壳体的涡旋式吹灰组件的结构示意图；

图2为本发明一个具体实施方式提供的用于圆形截面壳体的涡旋式吹灰组件的结构示意图；

图3为本发明一个具体实施方式提供的scr反应装置的结构示意图。

其中，1-立式壳体；2-进口烟道；3-出口烟道；4-第一催化剂层；5-第二催化剂层；6-第三催化剂层；7-第一吹灰装置；8-第二吹灰装置；9-第三吹灰装置；10-压缩空气主管；11-加热装置；12-压缩空气源；13-压缩空气支管；14-调节阀；15-吹灰组件；16-外侧导流板；17-内侧导流板；18-颗粒物检测装置；19-喷吹管。

具体实施方式

需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在一个具体实施方式中，本发明提供了一种涡旋式吹灰组件15，所述的涡旋式吹灰组件15如图1或图2所示，包括沿壳体周向设置的至少三个喷吹管19，喷吹管19沿壳体外周的同一向倾斜设置于壳体外壁面上，喷吹管19外接压缩空气源12，压缩空气经喷吹管19喷入壳体内部形成气流涡旋对壳体内部易积灰区域进行喷吹清灰。

喷吹管19沿壳体周向水平设置，喷吹管19在水平面上沿同一倾斜方向设置于壳体外壁面上，压缩空气经喷吹管19喷入壳体内部形成水平面上的气流涡旋。

本发明提供的吹灰组件15具有较强的适配性，对壳体截面形状的要求较低，现今市面上存在的任意形状壳体均适用于本发明提供的涡旋式吹灰组件15。一种可能适用的壳体截面形状为：如图1所示，当壳体横截面为正方形时，壳体的每侧外壁面上分别设置有至少一个喷吹管19，在水平面内，喷吹管19与壳体外壁面的夹角为15～45°，压缩空气呈15～45°斜角喷入壳体内部。如图2所示，当壳体截面为圆形时，壳体外壁面上等距设置至少三个喷吹管19，在水平面内，喷吹管19和壳体相接点所在切线与所述喷吹管19的夹角为15～45°，压缩空气呈15～45°斜角喷入壳体内部。

在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种内部设置有上述吹灰组件15的scr反应装置，所述的scr反应装置如图3所示，包括立式壳体1以及横向设置于立式壳体1内部的至少一层催化剂层，如图3所示，立式壳体1内部沿烟气流向间隔设置有第一催化剂层4、第二催化剂层5和第三催化剂层6，立式壳体1底部设置有上述吹灰组件15。

立式壳体1顶部入口设置有水平方向的变径进口烟道2，立式壳体1底部出口设置有水平方向的变径出口烟道3，烟气沿水平方向由进口烟道2进入立式壳体1由上至下依次穿过催化剂层后沿水平方向由出口烟道3排出。

进口烟道2与立式壳体1对接的转弯烟道内部设置有至少两组导流板，导流板用于改变进入进口烟道2的烟气流向。导流板为分段结构的弧直型导流板。立式壳体1顶部设置有至少一层整流格栅，整流格栅等距间隔设置，相邻两个整流格栅之间的距离控制在40～100mm。出口烟道3上方的立式壳体1外壁面处设置有上述吹灰组件15，出口烟道3上设置有颗粒物检测装置18。

导流板分为内侧导流板17和外侧导流板16，内侧导流板17设置于进口烟道2与立式壳体1对接的转弯烟道内侧，外侧导流板16设置于进口烟道2与立式壳体1对接的转弯烟道外侧，内侧导流板17和外侧导流板16沿烟气流向呈放射状分布。内侧导流板17沿烟气流向包括对接的内侧弧形导流板和内侧直导流板，内侧弧形导流板向转弯烟道内侧延伸形成内侧直导流板，内侧直导流板与竖直方向的夹角为5～15°。外侧导流板16沿烟气流向包括对接的外侧弧形导流板和外侧直导流板，外侧弧形导流板沿竖直方向延伸形成外侧直导流板。

每个催化剂层上方均设置有吹灰装置，吹灰装置用于对催化剂层喷吹清灰。具体地，如图3所示，第一催化剂层4上方设置第一吹灰装置7，第二催化剂层5上方设置第二吹灰装置8，第三催化剂层6上方设置第三吹灰装置9，各层吹灰装置的压缩空气入口合并为一路后通过压缩空气主管10接入压缩空气源12，压缩空气源12经压缩空气主管10分别向不同的吹灰装置提供压缩空气。压缩空气主管10上设置有加热装置11，压缩空气源12提供的压缩空气经加热装置11加热后分配至不同的吹灰装置。

吹灰装置和所述的喷吹管19共用同一个压缩空气源12，压缩空气主管10上外设压缩空气支管13，压缩空气支管13的出口端接入所述的喷吹管19，压缩空气源12提供的压缩空气经加热装置11加热后通入喷吹管19对立式壳体1底部易积灰区域进行喷吹清灰，压缩空气支管13上设置有调节阀14。

催化剂层采用的催化剂包括载体以及负载于载体上的活性成分和辅助成分，载体可选为tio2、分子筛、介孔氧化铝或蒙脱石中的一种或至少两种的组合，活性成分包括v2o5，辅助成分包括wo3。

在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种采用上述scr反应装置对烟气进行脱硝处理，所述的处理过程具体包括如下步骤：

(ⅰ)烟气进入scr反应装置内，由下至上依次穿过催化剂层，在催化剂的作用下与还原剂发生选择性催化氧化反应脱除烟气中的nox；

(ⅱ)压缩空气源12提供的压缩空气经加热装置11预热后分配进入不同的吹灰装置，定期对催化剂层进行喷吹清灰，吹灰装置对催化剂层的吹灰频率为一天1～3次；

(ⅲ)当出口烟道3内排出的烟气中颗粒物的浓度大于20mg/nm³时，开启调节阀14，压缩空气源12提供的压缩空气经加热装置11预热后通入喷吹管19，压缩空气喷入立式壳体1后形成水平面上的气流涡旋实现了对立式壳体1底部易积灰区域的喷吹清灰。

实施例1

本实施例提供了一种scr反应装置，所述的scr反应装置如图3所示，包括立式壳体1以及横向设置于立式壳体1内部的三层催化剂层，具体地，沿烟气流向间隔设置有第一催化剂层4、第二催化剂层5和第三催化剂层6。三层催化剂层采用的催化剂包括载体以及负载于载体上的活性成分和辅助成分，载体为tio2，活性成分为v2o5，辅助成分为wo3。

立式壳体1顶部入口设置有水平方向的变径进口烟道2，立式壳体1底部出口设置有水平方向的变径出口烟道3，烟气沿水平方向由进口烟道2进入立式壳体1由上至下依次穿过第一催化剂层4、第二催化剂层5和第三催化剂层6后沿水平方向由出口烟道3排出。

进口烟道2与立式壳体1对接的转弯烟道内部设置有五组分段结构的弧直型导流板，五组弧直型导流板按照结构不同分为2组内侧导流板17和3组外侧导流板16，2组内侧导流板17平行设置于进口烟道2与立式壳体1对接的转弯烟道内侧，3组外侧导流板16平行设置于进口烟道2与立式壳体1对接的转弯烟道外侧，内侧导流板17和外侧导流板16沿烟气流向呈放射状分布。内侧导流板17沿烟气流向包括对接的内侧弧形导流板和内侧直导流板，内侧弧形导流板向转弯烟道内侧延伸形成内侧直导流板，内侧直导流板与竖直方向的夹角为5°。外侧导流板16沿烟气流向包括对接的外侧弧形导流板和外侧直导流板，外侧弧形导流板沿竖直方向延伸形成外侧直导流板。

立式壳体1顶部设置有四层整流格栅，整流格栅等距间隔设置，相邻两个整流格栅之间的距离控制在40mm。

立式壳体1底部的外壁面处设置有涡旋式吹灰组件15，所述的涡旋式吹灰组件15如图1所示，包括沿立式壳体1周向设置的四个喷吹管19，喷吹管19在水平面上沿同一倾斜方向设置于立式壳体1的外壁面上，喷吹管19外接压缩空气源12，压缩空气经喷吹管19喷入立式壳体1内部从而形成水平面上的气流涡旋(如图1所示的喷吹管19倾斜方向，立式壳体1内部形成逆时针的气流涡旋)，对立式壳体1底部易积灰区域进行喷吹清灰，喷吹管19与立式壳体1外壁面的夹角为15°。出口烟道3上设置有颗粒物检测装置18。

第一催化剂层4上方设置第一吹灰装置7，第二催化剂层5上方设置第二吹灰装置8，第三催化剂层6上方设置第三吹灰装置9，吹灰装置用于对相应的催化剂层喷吹清灰。各层吹灰装置的压缩空气入口合并为一路后通过压缩空气主管10接入压缩空气源12，压缩空气源12经压缩空气主管10分别向不同的吹灰装置提供压缩空气。压缩空气主管10上还设置有加热装置11，压缩空气源12提供的压缩空气经加热装置11加热后分配至不同的吹灰装置。吹灰装置和喷吹管19共用同一个压缩空气源12，三者之间的连接关系为：压缩空气主管10上外设压缩空气支管13，压缩空气支管13的出口端接入喷吹管19，压缩空气源12提供的压缩空气经加热装置11加热后通入喷吹管19对立式壳体1底部易积灰区域进行喷吹清灰，压缩空气支管13上设置有调节阀14。

实施例2

本实施例与实施例1在结构参数上的区别在于：

(1)三层催化剂层采用的催化剂包括载体以及负载于载体上的活性成分和辅助成分，载体为分子筛，活性成分为v2o5，辅助成分为wo3。

(2)进口烟道2与立式壳体1对接的转弯烟道内部设置有四组分段结构的弧直型导流板，四组弧直型导流板按照结构不同分为2组内侧导流板17和2组外侧导流板16；

(3)内侧直导流板与竖直方向的夹角为7°；

(4)立式壳体1顶部设置有四层整流格栅，相邻两个整流格栅之间的距离控制在60mm；

(5)喷吹管19与立式壳体1外壁面的夹角为20°；

其余结构特征与实施例1完全相同，不再赘述。

实施例3

本实施例与实施例1在结构参数上的区别在于：

(1)三层催化剂层采用的催化剂包括载体以及负载于载体上的活性成分和辅助成分，载体为介孔氧化铝，活性成分为v2o5，辅助成分为wo3；

(2)进口烟道2与立式壳体1对接的转弯烟道内部设置有五组分段结构的弧直型导流板，五组弧直型导流板按照结构不同分为3组内侧导流板17和2组外侧导流板16；

(3)内侧直导流板与竖直方向的夹角为10°；

(4)立式壳体1顶部设置有两层整流格栅，相邻两个整流格栅之间的距离控制在70mm；

(5)喷吹管19与立式壳体1外壁面的夹角为30°。

其余结构特征与实施例1完全相同，不再赘述。

实施例4

本实施例与实施例1在结构参数上的区别在于：

(1)三层催化剂层采用的催化剂包括载体以及负载于载体上的活性成分和辅助成分，载体为蒙脱石，活性成分为v2o5，辅助成分为wo3；

(2)进口烟道2与立式壳体1对接的转弯烟道内部设置有六组分段结构的弧直型导流板，六组弧直型导流板按照结构不同分为3组内侧导流板17和3组外侧导流板16；

(3)内侧直导流板与竖直方向的夹角为12°；

(4)立式壳体1顶部设置有两层整流格栅，整流格栅等距间隔设置，相邻两个整流格栅之间的距离控制在80mm；

(5)喷吹管19与立式壳体1外壁面的夹角为40°。

其余结构特征与实施例1完全相同，不再赘述。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于：

(1)进口烟道2与立式壳体1对接的转弯烟道内部设置有三组分段结构的弧直型导流板，三组弧直型导流板按照结构不同分为1组内侧导流板17和2组外侧导流板16；

(2)内侧直导流板与竖直方向的夹角为15°；

(3)立式壳体1顶部设置有两层整流格栅，两层整流格栅之间的距离控制在100mm；

(4)喷吹管19与立式壳体1外壁面的夹角为45°。

其余结构特征与实施例1完全相同，不再赘述。

应用实施例

采用实施例1提供的scr反应装置对水泥窑窑尾烟气进行scr脱硝处理，所述的处理过程具体包括如下步骤：

(1)scr反应装置在运行初期，水泥窑窑尾烟道排出的烟气由scr脱硝装置的进口烟道2流入，经过导流板提高了烟气的分布均匀性，再穿过整流格栅，提高了烟气的速度均匀性，烟气中的氮氧化物和还原剂(氨气)在催化剂层上反应生成氮气和水，烟气得以净化，烟气依次穿过第一催化剂层4、第二催化剂层5和第三催化剂层6后由出口烟道3排出，颗粒物检测装置18对出口烟道3排烟中的颗粒物浓度进行检测，检测到出口颗粒物浓度小于20mg/nm³，表明此时scr反应装置的内壁和底部积灰较少，关闭调节阀14，吹灰组件15停止工作，减少压缩空气和加热装置11的使用，降低运行成本。运行一段时间后，烟气中的颗粒物堵塞催化剂层，压缩空气源12提供的压缩空气经加热装置11预热后通入吹灰装置，对下方相对的催化剂层喷吹清灰，减少催化剂层积灰堵塞，通过预热减少压缩空气与烟气之间的温差；吹灰装置对催化剂层的吹灰频率为一天1～3次。

(2)在后期运行过程中，颗粒物检测装置18检测到出口烟道3排烟中的出口颗粒物浓度大于20mg/nm³，表明此时的scr反应装置的内壁和底部积灰严重，此时开启调节阀14，调节阀14开度调节到一半大小，压缩空气源12提供的压缩空气经加热装置11预热后送入涡旋式吹灰组件15，预热后的压缩空气经喷吹管19以30°倾斜喷入立式壳体1底部积灰区域，压缩空气在立式壳体1底部形成水平面上的涡旋气流，实现对底部积灰的清扫。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。