一种循环式余热耦合式SCR脱硝系统的制作方法

一种循环式余热耦合式scr脱硝系统
技术领域
1.本发明涉及环保设备技术领域，具体为一种循环式余热耦合式scr脱硝系统。


背景技术：

2.scr是工业上应用最广的一种脱硝技术，可应用于电站锅炉、工业锅炉等，理想状态下，可使nox的脱除率达90％以上，由于此法效率较高，是目前能找到的最好的可以广泛应用于固定源nox治理的技术。此法的原理为：使用适当的还原剂，在一定条件下，用氨作为催化反应的还原剂，使氮氧化物转化为无害的氮气和水蒸气。
3.在现有技术中，由于scr催化剂对温度要求较高，窑炉运行情况的波动烟气温度波动较大，脱硝效率不稳定，也需要额外进行燃气加热，造成运行燃料成本的大幅增加，比未加装脱硝装置的成本可增加30-50％，增加企业运营成本，且喷氨量无法随着燃烧情况进行调整，导致脱硝效果不理想，氨逃逸现象严重。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于:提供循环式余热耦合式scr脱硝系统，以解决上述背景技术中提出窑炉运行情况的波动烟气温度波动较大，脱硝效率不稳定，也需要额外进行燃气加热，也需要额外进行燃气加热，增加企业运营成本的问题。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.本发明提供的循环式余热耦合式scr脱硝系统，包括除尘器，所述除尘器的出气口通过法兰装配有进气管，所述进气管外壁的一端固定安装有脱硝反应器，所述脱硝反应器远离除尘器的一端螺纹装配有保温端盖，所述脱硝反应器靠近除尘器的一端安装有氨水喷淋部件，所述除尘器的进气口通过疏导管连通有引风机，所述引风机的输入端连通有加热炉，所述脱硝反应器包括蓄热罐，所述蓄热罐的内壁铺设有保温隔热层，所述蓄热罐的内部靠近除尘器的一端安装有导气管，所述导气管的一端安装有混气室，所述混气室的内部沿其轴向安装有导气栅，所述蓄热罐的内部沿其轴向装配有催化脱硝管，所述催化脱硝管的内部包裹有集热罐，所述集热罐的内部沿其轴向装配有换热器，所述集热罐的排气口安装有排气管。
7.优选的，所述脱硝反应器外壁的两侧分别固定插接有余热回收管和出气管，所述余热回收管的一端连通有吸风机。
8.优选的，所述吸风机的输入端与加热炉的内部连通，且余热回收管靠近脱硝反应器的一端依次贯穿脱硝反应器的内壁和集热罐的内部并延伸至集热罐的内部。
9.优选的，所述余热回收管靠近吸风机的一端安装有智能控制阀。
10.优选的，所述换热器包括螺纹装配在其外壁的换热管以及u形安装在其内部的预热管，所述换热器将集热罐内部的两端隔开成两个独立的空腔，所述换热管的两端连通集热罐内部两端的空腔。
11.优选的，所述预热管的两端分别由内向外贯穿集热罐的外壁并延伸至集热罐的外
部，且预热管的两端分别与进气管和出气管的内部连通。
12.优选的，所述氨水喷淋部件包括氨水导管，所述氨水导管的出水端由外向内依次贯穿蓄热罐和导气管的内壁边延伸至导气管的内部，且氨水导管的出水端固定安装有喷嘴主体，所述喷嘴主体的内部沿其轴向开设有分流槽，所述分流槽的内壁沿其周向等距开设有喷射槽，所述氨水导管的靠近出水端处安装有智能控制阀。
13.优选的，所述导气栅的栅片呈倾斜周向等距分布在混气室的内部，且导气栅一侧的中心处与喷嘴主体的一侧固定连接。
14.优选的，所述脱硝反应器的进气端连通有烘烧机，所述烘烧机的内部与出气管的一端连通。
15.优选的，所述加热炉的一侧设置有dcs控制器，所述加热炉的一侧设置有dcs控制器，所述dcs控制器的输出端通过导线与智能控制阀的端口电性连接。
16.与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
17.本发明能够将窑炉随烟气逸散的热量蓄积起来，并将其利用到氨水汽化和脱硝器加热上，在脱硝过程中，使得脱硝器的温度维持在最佳反应的范围内，提高脱硝效果，消除脱硝过程对补燃过程的依赖，并省去烟气加热的燃料成本，也能够使得氨蒸汽与烟气进行充分的混合，提高氨蒸汽利用率，且氨蒸汽的喷量可根据加热炉负荷进行自动调节，降低氨逃逸和喷氨成本，并能够对烟气进行循环利用，更一步的降低氨逃逸。
附图说明
18.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
19.在附图中：
20.图1为本发明的整体结构示意图；
21.图2为本发明中脱硝反应器的主视剖面结构示意图；
22.图3为图2中的a部分的放大结构示意图；
23.图4为本发明中混气室的左视剖面结构示意图；
24.图5为本发明中scr的工艺流程图。
25.图中：
26.1、除尘器；2、脱硝反应器；21、蓄热罐；22、保温隔热层；23、导气管；24、混气室； 25、导气栅；26、催化脱硝管；27、换热器；271、预热管；272、换热管；28、排气管；29、集热罐；3、保温端盖；4、氨水喷淋部件；41、氨水导管；42、智能控制阀；43、喷嘴主体； 44、分流槽；45、喷射槽；5、疏导管；6、引风机；7、加热炉；8、dcs控制器；9、烘烧机；10、余热回收管；11、进气管；12、出气管；13、吸风机。
具体实施方式
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都应当属于本技术保护的范
围。
28.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
29.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
30.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
31.请参阅图1至图5，本发明提供循环式余热耦合式scr脱硝系统，包括除尘器1，除尘器1的出气口通过法兰装配有进气管11，进气管11外壁的一端固定安装有脱硝反应器2，脱硝反应器2远离除尘器1的一端螺纹装配有保温端盖3，脱硝反应器2靠近除尘器1的一端安装有氨水喷淋部件4，除尘器1的进气口通过疏导管5连通有引风机6，引风机6的输入端连通有加热炉7，脱硝反应器2包括蓄热罐21，蓄热罐21的内壁铺设有保温隔热层22，蓄热罐21的内部靠近除尘器1的一端安装有导气管23，导气管23的一端安装有混气室24，混气室24的内部沿其轴向安装有导气栅25，蓄热罐21的内部沿其轴向装配有催化脱硝管 26，催化脱硝管26的内部包裹有集热罐29，集热罐29的内部沿其轴向装配有换热器27，集热罐29的排气口安装有排气管28，排气管28为三通管，其剩余的两端分别连通有烟囱和加热炉7，且其剩余的两端均设置有电磁阀和气体检测器，脱硝后的烟气经气体检测器检测合格后，通向烟囱的电磁阀会打开，另一个电磁阀保持关闭，并能够在需要时，两个电磁阀都处于打开状态，以便于引流部分烟气到加热炉7的内部，用以破坏加热炉7内部的氧气层，提高加热炉7内部可燃气体的燃烧率。
32.根据图1所示，本实施例中，脱硝反应器2外壁的两侧分别固定插接有余热回收管10 和出气管12，余热回收管10的一端连通有吸风机13，这样设置的好处在于，能够使得余热回收管10和出气管12配合进气管11进行使用，且利用吸风机13运转时产生的吸力，将加热炉7内部的部分高温气体抽向余热回收管10的内部，再通过余热回收管10将高温气体输送到集热罐29的内部，并利用换热器27对未脱硝的烟气进行预热，提高余热的利用效果。
33.根据图1、2所示，本实施例中，吸风机13的输入端与加热炉7的内部连通，且余热回收管10靠近脱硝反应器2的一端依次贯穿脱硝反应器2的内壁和集热罐29的内部并延伸至集热罐29的内部，这样设置的好处在于，能够利用吸风机13将加热炉7内部的部分高温气体抽向集热罐29的内部，使其能够与脱硝反应后的烟气进行混合，并配合换热器27实现热交换，并对流经换热器27内部的烟气进行预加热，增加脱硝后的烟气的余热利用效果。
34.根据图1所示，本实施例中，余热回收管10靠近吸风机13的一端安装有智能控制阀 42，这样设置的好处在于，便于使用者通过智能控制的方式精准的控制余热回收管10输送的高温气体总量，避免出现热量浪费或热量供给不足的问题，减小热量的损失，提高热量利用价值，减小脱硝反应过程中的能源使用成本。
35.根据图2所示，本实施例中，换热器27包括螺纹装配在其外壁的换热管272以及u形安装在其内部的预热管271，换热器27将集热罐29内部的两端隔开成两个独立的空腔，换热管272的两端连通集热罐29内部两端的空腔，这样设置的好处在于，能够使得脱硝后的烟气和余热回收管10输送的高温气体在集热罐29内部的一端混合加热后，再使得混合后的气体流进换热管272的内部，使得混合后的气体在换热管272的内部流动过程中对预热管 271内部流动的烟气进行预加热，减小后续烟气加热使用的能源，达到节约能源的效果。
36.根据图2所示，本实施例中，预热管271的两端分别由内向外贯穿集热罐29的外壁并延伸至集热罐29的外部，且预热管271的两端分别与进气管11和出气管12的内部连通，这样设置的好处在于，能够将除尘后的烟气引导至换热器27的内部，并利用加热炉7的余热对其进行预加热，减小后续过程中的烟气加热能耗，并使得烟气的温度能够上升到最适合脱硝反应的温度，提高烟气脱硝效果，节省脱硝的能源消耗，减低烟气脱硝成本。
37.根据图2、3、4所示，本实施例中，氨水喷淋部件4包括氨水导管41，氨水导管41的出水端由外向内依次贯穿蓄热罐21和导气管23的内壁边延伸至导气管23的内部，且氨水导管41的出水端固定安装有喷嘴主体43，喷嘴主体43的内部沿其轴向开设有分流槽44，分流槽44的内壁沿其周向等距开设有喷射槽45，氨水导管41的靠近出水端处安装有智能控制阀42，这样设置的好处在于，氨水导管41处于蓄热罐21内部的部分，其呈螺旋状缠绕在导气管23外壁的一端上，利用导气管23内部烟气携带的热量对氨水导管41内部的氨水加热，螺旋状的管道能够延长管道内部氨水被加热的时间，便于将氨水加热到蒸汽状态，并使得氨蒸汽能够通过放射状的喷射槽45将其均匀喷射到混气室24内部的喇叭状的混合面范围内，因烟气流过混合面的过程中，其流速变缓，使其能够与氨蒸汽充分接触混合，提高混合效果，再配合导气栅25使其呈气旋状流动，更进一步的提高混合效果，使其在进入到集热罐29内部之前能够充分接触，从而使得两者能够充分的混合在一起，使得脱硝反应能够高效地进行，从而提高烟气的脱硝效果。
38.根据图2、4所示，本实施例中，导气栅25的栅片呈倾斜周向等距分布在混气室24的内部，且导气栅25一侧的中心处与喷嘴主体43的一侧固定连接，这样设置的好处在于，既能够提高导气栅25的稳定性，避免其发生摇摆的问题，保障气流的流动稳定性，也能够对气流进行导向，使其呈气旋状流动，加速烟气与氨蒸汽的混合速度，并使得烟气能够充分的与氨蒸汽充分接触混合，使得烟气的脱硝反应更为充分，提高烟气的脱硝效果。
39.根据图1所示，本实施例中，脱硝反应器2的进气端连通有烘烧机9，烘烧机9的内部与出气管12的一端连通，这样设置的好处在于，能够对预加热的烟气更进一步的升温，使得烟气的温度上升到最佳脱硝温度，从而提高脱硝反应的速率，提高脱硝反应的效果，降低氨逃逸，也能够减小烟气加热的能耗，降低烟气脱硝处理的使用成本。
40.根据图1、2所示，本实施例中，加热炉7的一侧设置有dcs控制器8，加热炉7的一侧设置有dcs控制器8，dcs控制器8的输出端通过导线与智能控制阀42的端口电性连接，这样设置的好处在于，加热炉7的空气进口设置气体流量传感器，气体流量传感器的输出端通过导线与dcs控制器8的接线端电性连接，dcs控制器8会通过监测到的空气流量变化来智能控制智能控制阀42的开合度，对喷氨过程进行智能化控制，可根据加热炉负荷进行自动调节，在加热炉7保温期间无喷氨，可大幅降低氨逃逸和喷氨成本。
41.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技
术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。