一种适用于宽负荷工况条件的脱硝装备的制作方法

1.本实用新型涉及烟气脱硝技术领域，特别是涉及一种适用于宽负荷工况条件的脱硝装备。


背景技术：

2.现有环保治理系统大部分按最大烟气量、最大污染物浓度设计方案，满足最恶劣条件，但实际工况烟气量小时，由于烟气流速过慢，粉尘易堵塞催化剂；污染物浓度小时，造成过量的催化剂浪费。现有脱硝装备无法适应工况烟气条件变化，存在过度设计，浪费设备、材料和资源等问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种适用于宽负荷工况条件的脱硝装备，以解决上述现有技术存在的问题，能够在多种不同工况条件下切换，以适应烟气量变化大或污染物浓度变化大的情况，满足污染物达标排放。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
5.本实用新型提供一种适用于宽负荷工况条件的脱硝装备，包括入口烟道、至少两个脱硝反应器、出口烟道、烟气调节阀和连接烟道，所述入口烟道包括入口主烟道和至少两个入口分烟道，所述入口主烟道的一端为烟气入口，用于通入烟气，所述入口主烟道的另一端通过所述入口分烟道与至少两个所述脱硝反应器的入口连接，以使烟气进入对应的所述脱硝反应器，所述烟气能够在所述脱硝反应器内进行脱硝反应，多个所述脱硝反应器之间能够相互连接；所述出口烟道包括出口主烟道和至少两个出口分烟道，所述脱硝反应器的出口通过所述出口分烟道与所述出口主烟道的一端连接，所述出口主烟道的另一端为烟气出口；所述入口分烟道、所述出口主烟道和所述出口分烟道上均设置有烟气调节阀；所述连接烟道的一端与所述脱硝反应器连接，所述连接烟道的另一端与所述出口主烟道连接，所述连接烟道上设置有所述烟气调节阀。
6.优选的，所述入口主烟道和所述出口主烟道上均设置有烟气采样口，所述烟气采样口与烟气在线监测设备连接，所述烟气在线监测设备能够测量所述烟气的流量和所述烟气的污染物浓度。
7.优选的，所述烟气调节阀采用电动烟气调节阀，所述电动烟气调节阀与控制器连接，所述控制器与所述烟气在线监测设备连接，所述控制器能够根据所述烟气在线监测设备测量的数据控制所述电动烟气调节阀的启闭，以实现所述脱硝反应器的单独运行、并联运行或者串联运行。
8.优选的，所述入口主烟道上还设置有喷氨装置，所述喷氨装置能够将还原剂喷入所述入口主烟道内与所述烟气混合，所述脱硝反应器内部设置有催化剂，所述催化剂能够催化所述烟气和所述还原剂在所述脱硝反应器内部进行脱硝反应。
9.优选的，所述还原剂为氨气，所述喷氨装置采用喷氨格栅或者氨空静态混合器；
10.或者，所述还原剂为氨水，所述喷氨装置采用双流体喷枪。
11.优选的，所述脱硝反应器内部设置有催化剂模块，所述催化剂模块用于安装所述催化剂。
12.优选的，所述脱硝反应器内部沿烟气流动方向设置有若干层所述催化剂模块，每层所述催化剂模块均设置有若干个。
13.优选的，每层所述催化剂模块的上方区域和下方区域均设置有测压点，所述测压点与压差变送器连接，所述压差变送器能够测量每层所述催化剂模块的上方区域和下方区域的压差值。
14.优选的，所述催化剂模块包括催化剂载体，所述催化剂载体上设置有所述催化剂。
15.优选的，所述催化剂载体为蜂窝式、板式或者波纹式结构，所述催化剂载体的材质为tio2，所述催化剂的活性成分为钒系元素、铁系元素或者锰系元素。
16.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
17.本实用新型提供的一种适用于宽负荷工况条件的脱硝装备，能够在多种不同工况条件下切换，以适应烟气量变化大或污染物浓度变化大的情况，并且能够大幅度减小过度设计，合理、高效利用脱硝反应器、催化剂等资源，实现污染物的稳定、达标排放；
18.本实用新型采用自动控制系统，将烟气在线监测设备所测量的数据与电动烟气调节阀的启闭之间建立反馈调节，通过电信号控制电动烟气调节阀，实现不同工况条件下脱硝设备的智能切换，提高脱硝效率，满足污染物达标排放；
19.本实用新型还通过压差变送器测量每层催化剂模块的上方区域和下方区域的压差值，根据每层所测的压差值能够判断该层催化剂是否存在堵塞、中毒等故障，是否需要更换，以提高检修效率，确保本实用新型的顺利运行。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型提供的适用于宽负荷工况条件的脱硝装备的结构示意图；
22.图中：1-烟气入口、2-烟气采样口、3-喷氨装置、4-入口主烟道、5-入口分烟道、61-第一烟气调节阀、62-第二烟气调节阀、63-第三烟气调节阀、64
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第四烟气调节阀、65-第五烟气调节阀、66-第六烟气调节阀、71-第一脱硝反应器、72-第二脱硝反应器、8-催化剂模块、9-压差变送器、91-压差变送器信号线、10-出口分烟道、11-出口主烟道、12-烟气出口、13-连接烟道。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
24.本实用新型的目的是提供一种适用于宽负荷工况条件的脱硝装备，以解决现有技术存在的问题，能够在多种不同工况条件下切换，以适应烟气量变化大或污染物浓度变化大的情况，满足污染物达标排放。
25.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
26.本实用新型提供一种适用于宽负荷工况条件的脱硝装备，包括入口烟道、至少两个脱硝反应器、出口烟道、烟气调节阀和连接烟道13，入口烟道包括入口主烟道4和至少两个入口分烟道5，入口主烟道4的一端为烟气入口1，用于通入烟气，入口主烟道4的另一端通过入口分烟道5与至少两个脱硝反应器的入口连接，以使烟气进入对应的脱硝反应器，烟气能够在脱硝反应器内进行脱硝反应，多个脱硝反应器之间能够相互连接；在本实施例中，优选设置有两个脱硝反应器和两个入口分烟道5，第一脱硝反应器71的入口和其中一个入口分烟道5连接，第二脱硝反应器72的入口和另一个入口分烟道5连接；出口烟道包括出口主烟道11和至少两个出口分烟道10，脱硝反应器的出口通过出口分烟道10与出口主烟道11的一端连接，出口主烟道11的另一端为烟气出口12；在本实施例中，包括两个出口分烟道10，第一脱硝反应器71的出口和其中一个出口分烟道10连接，第二脱硝反应器72的出口和另一个出口分烟道10连接；入口分烟道5、出口主烟道11和出口分烟道10上均设置有烟气调节阀；
27.连接烟道13的一端与脱硝反应器连接，连接烟道13的另一端与出口主烟道11连接，连接烟道13上设置有烟气调节阀；在本实施例中，包括一个连接烟道13，连接烟道13的一端与第二脱硝反应器72的入口至第四烟气调节阀 64之间的烟道连接，连接烟道13的另一端与出口主烟道11上第三烟气调节阀63的阀后烟道连接。
28.在本实施例中，入口主烟道4和出口主烟道11上均设置有烟气采样口2，烟气采样口2与烟气在线监测设备连接，烟气在线监测设备能够测量烟气的流量和烟气的污染物浓度，本实施例的烟气在线监测设备优选采用cems，现场工作人员也可通过手持式烟气检测器在烟气采样口2处进行烟气检测。
29.进一步地，烟气调节阀采用电动烟气调节阀，电动烟气调节阀与控制器连接，控制器与烟气在线监测设备cems连接，控制器能够根据烟气在线监测设备cems测量的数据控制电动烟气调节阀的启闭，以实现脱硝反应器的单独运行、并联运行或者串联运行。烟气在线监测设备cems采用自动控制系统，能够将所测量的数据与电动烟气调节阀的启闭之间建立反馈调节，通过电信号控制电动烟气调节阀，实现不同工况条件下脱硝设备的智能切换，保证烟气良好的脱硝效果，满足污染物达标排放。
30.应用例1
31.当烟气在线监测设备cems检测到的工况条件为：烟气量为平均烟气量 (最大烟气量为窑炉满负荷运行时的烟气量，平均烟气量近似为最大烟气量的一半)、污染物浓度值小于最大污染物浓度值(最大污染物浓度值为检测到的污染物浓度最高值)时，烟气在线监测设备cems通过电信号控制烟气调节阀的启闭，其中，开启第一烟气调节阀61、第二烟气调节阀62和第三烟气调节阀63，关闭第四烟气调节阀64、第五烟气调节阀65和第六烟气调节阀66，使第一脱硝反应器71在线运行，第二脱硝反应器72处于离线状态；或者，开启第四烟气调节阀64、第五烟气调节阀65和第六烟气调节阀66，关闭第一烟气调节阀61、第二烟气调节
阀62和第三烟气调节阀63，使第二脱硝反应器 72在线运行，第一脱硝反应器71处于离线状态；在此工况下，两个脱硝反应器任意一个在线运行即可满足污染物达标排放。上述烟气调节阀的控制方案也适用于两个脱硝反应器互为备用的情况，当其中一个脱硝反应器检修时，开启另一个脱硝反应器即可，高效合理利用资源且减少资源浪费。
32.应用例2
33.当烟气在线监测设备cems检测到的工况条件为：烟气量为最大烟气量 (最大烟气量为窑炉满负荷运行时的烟气量)、污染物浓度值为最大污染物浓度值(最大污染物浓度值为检测到的污染物浓度最高值)时，烟气在线监测设备cems通过电信号控制烟气调节阀的启闭，其中，开启第一烟气调节阀61、第二烟气调节阀62、第三烟气调节阀63、第四烟气调节阀64和第五烟气调节阀65，关闭第六烟气调节阀66，使第一脱硝反应器71和第二脱硝反应器72 全部在线运行且处于并联状态，使烟气流速分布均匀，提高脱硝效率，满足污染物达标排放，高效合理利用资源且减少资源浪费。
34.应用例3
35.当烟气在线监测设备cems检测到的工况条件为：烟气量为平均烟气量 (最大烟气量为窑炉满负荷运行时的烟气量，平均烟气量近似为最大烟气量的一半)、污染物浓度值超过原始污染物浓度值且小于原始污染物浓度值的2倍时，烟气在线监测设备cems通过电信号控制烟气调节阀的启闭，其中，开启第一烟气调节阀61、第二烟气调节阀62、第五烟气调节阀65和第六烟气调节阀66，关闭第三烟气调节阀63和第四烟气调节阀64，使第一脱硝反应器 71和第二脱硝反应器72全部在线运行且处于串联状态，满足污染物达标排放，高效合理利用资源且减少资源浪费。
36.在本实施例中，入口主烟道4上还设置有喷氨装置3，喷氨装置3能够将还原剂喷入入口主烟道4内与烟气混合，脱硝反应器内部设置有催化剂，催化剂能够催化烟气和还原剂在脱硝反应器内部进行脱硝反应。本实施例的喷氨装置3优选的安装位置为入口主烟道4上距离脱硝反应器入口总长15m～30m的区域，也可根据现场烟道实际走向选择合适的安装位置。
37.进一步地，还原剂为氨气，喷氨装置3采用喷氨格栅或者氨空静态混合器；
38.或者，还原剂为氨水，喷氨装置3采用双流体喷枪。
39.在本实施例中，脱硝反应器内部设置有催化剂模块8，催化剂模块8用于安装催化剂。
40.进一步地，脱硝反应器内部沿烟气流动方向设置有若干层催化剂模块8，每层催化剂模块8均设置有若干个。
41.在本实施例中，每层催化剂模块8的上方区域和下方区域均设置有测压点，本实施例的每层催化剂模块8的上方区域的测压点优选的安装位置为该层催化剂模块8上方50cm～100cm的区域，下方区域的测压点优选的安装位置为该层催化剂模块8下方50cm～100cm的区域；测压点与压差变送器9连接，压差变送器9能够测量每层催化剂模块8的上方区域和下方区域的压差值，在本实施例中，压差值的正常范围为50pa～250pa，若压差值高于250pa，则判断该层催化剂堵塞或中毒。
42.在本实施例中，催化剂模块8包括催化剂载体，催化剂载体上设置有催化剂。
43.进一步地，催化剂载体为蜂窝式、板式或者波纹式结构，催化剂载体的材质为
tio2，催化剂的活性成分为钒系元素、铁系元素或者锰系元素。
44.本实施例的脱硝工艺采用选择性催化还原方法，使烟气中的氮氧化合物 (通常由95％的no和5％的no2组成)与喷入的氨在催化剂的作用下进行脱硝反应，涉及的主要化学反应如下：
45.4no+4nh3+o2→
4n2+6h2o
46.4nh3+2no2+o2→
3n2+6h2o
47.no2+no+2nh3→
2n2+3h2o
48.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。