專利名稱：垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及煙氣污染控制領(lǐng)域，尤其是一種適用于垃圾電廠、廢棄物焚燒電廠及燃煤電廠的垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，資源有限、環(huán)境惡化和人口增長所帶來的問題日益突出，合理、潔凈和高效地利用有限的資源變得至關(guān)重要。城市生活垃圾焚燒技術(shù)是一種高效處理技術(shù)，相對于堆肥處理和化學(xué)處理而言，該技術(shù)具有無害化徹底、減容化顯著、可資源化利用程度高等優(yōu)點。但是，焚燒過程中由于操作工藝的局限極易造成二次污染，其中焚燒煙氣中的NOx污染物最為直接、影響顯著，該污染物不僅危害人體健康，而且會對大氣、土壤及地下水造成嚴(yán)重的二次污染。若不進行有效的控制和治理，必將對環(huán)境造成十分嚴(yán)重的污染與破壞，直接或間接地破壞人類的健康與生存。開展這類焚燒煙氣中NOx的有效治理，已成為當(dāng)前環(huán)境治理急需解決的重大問題之一。但垃圾焚燒廠同燃煤、燃油等發(fā)電廠一樣，排入大氣環(huán)境中的煙氣也會含有一定量的煙塵顆粒物，HC1、HF、S02和NOx酸性氣體以及二惡英類等大氣污染物。對此，生活垃圾電廠在尾部均設(shè)計并安裝脫酸反應(yīng)塔、布袋除塵器等煙氣凈化設(shè)施，成功控制了煙塵、顆粒物和易溶性酸性氣體，但煙氣中的NOx氮氧化物，由于絕大部分為N0，不易溶于水，通過現(xiàn)有的脫硝裝置不能有效去除，致使高濃度排放.申請?zhí)枮?01110121309. 2的中國專利申請公開了一種不用氨還原劑的燒結(jié)煙氣脫硝系統(tǒng)，該脫硝系統(tǒng)包括依次連接的加熱器、脫硝反應(yīng)器及除塵器，所述的脫硝反應(yīng)器中設(shè)有催化床層。在工作過程中，煙氣首先經(jīng)過所述的加熱器加熱，然后依次經(jīng)過所述的脫硝反應(yīng)器及除塵器，從而完成對煙氣的除塵和脫硝。上述不用氨還原劑的燒結(jié)煙氣脫硝系統(tǒng)雖然在一定程度上解決了煙氣中的不溶于水的氮氧化物高濃度排放的問題，但是其在使用過程中仍然存在以下問題；1)在使用過程中，經(jīng)過所述加熱器的煙氣由于流速、距加熱器的距離等不同，因此在加熱器處受熱不均，而溫度是催化反應(yīng)的一個至關(guān)重要的條件，因此煙氣在預(yù)加熱單元處的受熱不均直接降低了脫硝反應(yīng)器的脫硝效率；2)所述的脫硝反應(yīng)器采用一般的流態(tài)化反應(yīng)器，雖然與固定床式反應(yīng)器相比實現(xiàn)了對反應(yīng)床料的在線更換，但是在煙氣排量較高的場合，其工作效率低下，具體地說，即設(shè)置于流化床上的反應(yīng)床料堆積過厚且與煙氣的接觸面積小、接觸時間短，另一方面，堆積過厚的反應(yīng)床料堆積極易被磨損且反應(yīng)不完全，這則造成了對反應(yīng)床料的浪費；3)由于所述的除塵器設(shè)于所述的脫硝反應(yīng)器下游，脫硝反應(yīng)器在工作時是與含有粉塵的煙氣反應(yīng)，影響了反應(yīng)床料的反應(yīng)效率，同時加劇了反應(yīng)床料的磨損，造成了反應(yīng)床料的浪費，另外，經(jīng)所述加熱器加熱后的煙氣無規(guī)律的流向脫硝反應(yīng)器，不規(guī)律分布的氣流從另一方面降低了反應(yīng)床料的反應(yīng)效率；4)所述的除塵裝置采用傳統(tǒng)的布袋式除塵器，其對煙氣的流動造成阻力且正常工作的壽命短，需經(jīng)常更換。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置，以解決現(xiàn)有的脫硝反應(yīng)塔由于對煙氣預(yù)熱不均而引起的脫硝效率低的問題。為了解決上述問題，所述垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置采用以下技術(shù)方案一種垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置，包括殼體，所述殼體的下端設(shè)有煙氣進口，上端設(shè)有潔凈煙氣出口，殼體內(nèi)于其煙氣進口和潔凈煙氣出口之間設(shè)有氣流通道，所述氣流通道內(nèi)從上到下依次設(shè)有催化反應(yīng)單元和顆粒物脫除裝置，所述煙氣入口處設(shè)有預(yù)加熱單元，所述預(yù)加熱單元包括加熱器及設(shè)于所述加熱器上方的預(yù)熱床層，所述預(yù)熱床層包括上下透氣的預(yù)熱床，所述預(yù)熱床上設(shè)有用于在煙氣通過時達到流態(tài)化并與煙氣換熱的預(yù)熱床料。所述催化反應(yīng)單元包括流態(tài)化反應(yīng)器，所述流態(tài)化反應(yīng)器包括水平設(shè)置的催化床層，所述催化床層包括催化反應(yīng)床及設(shè)于所述催化反應(yīng)床上的反應(yīng)床料，所述催化反應(yīng)床為用于將進入催化單元的氣流引致反應(yīng)床料上的導(dǎo)流板。所述顆粒物脫除裝置包括除塵座及除塵管，所述除塵座呈上端開口、下端封口的筒形，所述除塵管的上、下兩端均為開口結(jié)構(gòu)且其上端的外壁面與殼體的內(nèi)壁面密封配合，除塵管的下端插入除塵座內(nèi)且其下端面與除塵座間隙配合，除塵座的上端內(nèi)壁面與除塵管的外壁面間隙配合。所述煙氣進口處設(shè)有用于監(jiān)測進入顆粒物脫除裝置的煙氣流量的流量監(jiān)測裝置。所述顆粒物脫除裝置和催化反應(yīng)單元上各設(shè)有測溫裝置，所述測溫裝置連接有用于根據(jù)測溫裝置的信號調(diào)節(jié)所述加熱器的控制器。所述預(yù)熱床的底部連接有用于導(dǎo)出所述預(yù)熱床料的床料導(dǎo)出管，所述床料導(dǎo)出管上設(shè)有排料開關(guān)閥。所述流態(tài)化反應(yīng)器包括兩層以上所述的催化床層，各催化床層從上向下依次平行間隔設(shè)置且穿設(shè)有中心管，所述中心管與各催化床層的配合處于管壁上設(shè)有進氣孔且套設(shè)有圓柱形篩板，中心管的上端與所述殼體的潔凈煙氣出口相通，中心管的外壁面上于流態(tài)化反應(yīng)器的上方處設(shè)有與殼體的內(nèi)壁面密封配合的外翻沿。所述預(yù)熱床的上表面上布設(shè)有風(fēng)帽，預(yù)熱床上設(shè)有與風(fēng)帽的進氣口相通的通孔。所述催化反應(yīng)單元與顆粒物脫除裝置之間隔設(shè)有篩網(wǎng)。所述除塵座上連接有用于導(dǎo)出沉積于除塵座內(nèi)的粉塵顆粒的顆粒物導(dǎo)出管，所述顆粒物導(dǎo)出管遠離除塵座的一端延伸至殼體之外且設(shè)有排粒開關(guān)閥。由于本實用新型的垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置的預(yù)加熱單元在其加熱器的上方設(shè)有所述預(yù)熱床層，所述預(yù)熱床層包括上下透氣的預(yù)熱床，所述預(yù)熱床上設(shè)有用于在煙氣通過時達到流態(tài)化并與煙氣換熱的預(yù)熱床料；因此，在工作過程中，經(jīng)所述加熱器加熱后待進入所述催化反應(yīng)單元反應(yīng)的煙氣首先經(jīng)過所述的預(yù)熱床層并使得預(yù)熱床層的預(yù)熱床料達到流態(tài)化，從而使得原本在加熱器處受熱不均的煙氣充分混合并達到等溫，從而解決現(xiàn)有的脫硝反應(yīng)塔由于對煙氣預(yù)熱不均而引起的脫硝效率低的問題；另外，所述預(yù)熱床料的流態(tài)化同時使得從所述預(yù)加熱單元流出的煙氣均勻的流向顆粒物脫除裝置，這則優(yōu)化了顆粒物脫除裝置對煙氣的除塵過濾性能，減小了煙氣中的粉塵對催化反應(yīng)單元的影響，從另一方面提高了垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置的脫硝效率。
圖1是垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置的實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置的實施例1，如圖1所示，具有殼體1，殼體呈圓筒形且分為上半段和下半段兩段，所述上半段和下半段之間法蘭連接，采用兩段式的殼體1可方便的更換殼體1內(nèi)部的各部件，其中上半段的上端設(shè)有供經(jīng)過處理的潔凈煙氣排出的潔凈煙氣出口 1-1，下半段的下端設(shè)有供對應(yīng)煙道內(nèi)的煙氣進入的煙氣進口，殼體1內(nèi)于所述煙氣進口和潔凈煙氣出口 1-1之間設(shè)有氣流通道；殼體1的下端于其煙氣進口處設(shè)有預(yù)加熱單元，預(yù)加熱單元用于對進入所述氣流通道內(nèi)的煙氣進行預(yù)加熱以提高其催化反應(yīng)效率，預(yù)加熱單元包括加熱器2及設(shè)于加熱器2上方的預(yù)熱床層，其中預(yù)熱床層設(shè)于所述氣流通道內(nèi)，加熱器2采用盤管式加熱器，預(yù)熱床層包括一上下透氣的預(yù)熱床3-1及設(shè)于預(yù)熱床3-1上的預(yù)熱床料3-2，預(yù)熱床料3-2用于在煙氣經(jīng)加熱器預(yù)加熱后通過時達到流態(tài)化并與煙氣換熱，從而充分混合原本在加熱器2處受熱不均的煙氣使其達到等溫，提高其下一步的催化反應(yīng)效率，該實施例中，預(yù)熱床料3-2采用石英砂，預(yù)熱床3-1的上表面上布設(shè)有風(fēng)帽4，風(fēng)帽4下端設(shè)有進氣口，預(yù)熱床3-1上設(shè)有與所述進氣口相通的通孔，風(fēng)帽4使得預(yù)熱床3-1形成一布風(fēng)板，用于將通過的氣流均勻的分配并改變其流向，從而使得通過的煙氣以設(shè)定方向流動，預(yù)熱床3-1的底部連接有用于導(dǎo)出預(yù)熱床料3-2的床料導(dǎo)出管10，床料導(dǎo)出管10上設(shè)有排料開關(guān)閥11 ；殼體1的氣流通道內(nèi)一上一下設(shè)有催化反應(yīng)單元和顆粒物脫除裝置，顆粒物脫除裝置設(shè)于預(yù)加熱單元上方以對經(jīng)過預(yù)加熱的煙氣進行除塵，顆粒物脫除裝置包括除塵座5及除塵管6，除塵座5呈上端開口、下端封口的筒形，除塵管6的整體外輪廓呈Y形，其上、下兩端均為開口結(jié)構(gòu)，除塵管6上端的外壁面與殼體1的內(nèi)壁面密封配合，除塵管6的下端插入除塵座5內(nèi)且其下端面與除塵座5的底面間隙配合，其位于除塵座5內(nèi)的部分的外壁面均與除塵座5的內(nèi)壁面間隙配合，除塵座的上端處的內(nèi)壁面與除塵管的外壁面間隙配合，從而使得進入顆粒物脫除裝置的煙氣必須首先從下向上運動，被除塵管6擋止后開始在壓差作用下從上向下運動進入除塵座5，進而從除塵座5內(nèi)的煙氣再次從下向上進入除塵管6，最終從除塵管6的上端開口處排出顆粒物脫除裝置，煙氣在顆粒物脫除裝置中多次換向運動，同時結(jié)合重力的作用致使其中夾雜的顆粒物7得以脫除并沉積于除塵座5內(nèi)，除塵座5上設(shè)有顆粒物導(dǎo)出管8，顆粒物導(dǎo)出管8的一端固連于除塵座5上并與除塵座5的內(nèi)腔相通，另一端懸伸至殼體1之外并向下傾斜，顆粒物導(dǎo)出管8用于將沉積于除塵座5內(nèi)的顆粒物7導(dǎo)出反應(yīng)裝置，顆粒物導(dǎo)出管8伸出殼體的部分上設(shè)有排粒開關(guān)閥9，排粒開關(guān)閥9用于根據(jù)需要開啟或切斷顆粒物導(dǎo)出管8 ；催化反應(yīng)單元與顆粒物脫除裝置之間隔設(shè)有篩網(wǎng)12，該篩網(wǎng)12采用金屬篩網(wǎng)，篩網(wǎng)12—方面可進一步對煙氣進行除塵處理，另一方面用于對即將進入催化反應(yīng)單元內(nèi)的煙氣進行均勻分配；催化反應(yīng)單元包括流態(tài)化反應(yīng)器，本實施例中，流態(tài)化反應(yīng)器包括四層催化床層，各催化床層均包括催化反應(yīng)床13及設(shè)于催化反應(yīng)床13上的反應(yīng)床料14，催化反應(yīng)床13設(shè)計為導(dǎo)流板，以將進入催化反應(yīng)單元的煙氣引致反應(yīng)床料14上并使反應(yīng)床料14達到流態(tài)化，從而使得煙氣與反應(yīng)床料充分接觸，在保證催化床層內(nèi)部溫度均勻的前提下提高催化反應(yīng)速
5率，充分提高反應(yīng)床料的利用率，避免了反應(yīng)床料的積淀，防止了反應(yīng)床料堵塞催化反應(yīng)床的問題的發(fā)生；各催化床層的中心處穿設(shè)有一中心管15，該中心管15的上端與殼體的潔凈煙氣出口 1-1導(dǎo)通且設(shè)有外翻沿15-1，中心管15的外翻沿將殼體內(nèi)的氣流通道在豎向上隔斷，中心管15與各催化床層的配合處分別設(shè)有供經(jīng)催化反應(yīng)后的煙氣通過的通孔且套設(shè)有圓柱形篩板18，圓柱形篩板用于防止反應(yīng)床料隨煙氣進入中心管15 ；從而使得與各催化床層反應(yīng)后的煙氣形成潔凈煙氣并從中心管15經(jīng)由殼體的潔凈煙氣出口排出；顆粒物脫除裝置和催化反應(yīng)單元上各設(shè)有測溫裝置16，測溫裝置16采用熱電偶并連接有控制器17，控制器17用于根據(jù)測溫裝置的信號調(diào)節(jié)加熱器；另外，煙氣進口處還設(shè)有流量監(jiān)測裝置(圖中未示出)，流量監(jiān)測裝置用于監(jiān)測進入顆粒物脫除裝置的煙氣流量，使用過程中，將所述的煙氣進口與鍋爐燃燒后的煙氣相連，鍋爐中產(chǎn)生的煙氣量由燃燒風(fēng)控制，而燃燒風(fēng)是根據(jù)燃料量的多少來控制的，通過觀察所述流量監(jiān)測裝置可適時的控制鍋爐的燃料量，從而使得進入所述煙氣進口的煙氣量控制在最佳范圍內(nèi)，充分發(fā)揮本實用新型的垃圾焚燒煙氣除塵催化脫硝反應(yīng)裝置的脫硝性能。，使用過程中，將所述的煙氣進口與鍋爐燃燒后的煙氣相連，鍋爐中產(chǎn)生的煙氣量由燃燒風(fēng)控制，而燃燒風(fēng)是根據(jù)燃料量的多少來控制的，通過觀察所述流量監(jiān)測裝置可適時的控制鍋爐的燃料量，從而使得進入所述煙氣進口的煙氣量控制在最佳范圍內(nèi)，充分發(fā)揮本實用新型的垃圾焚燒煙氣除塵催化脫硝反應(yīng)裝置的脫硝性能，使用過程中，將所述的煙氣進口與鍋爐燃燒后的煙氣相連，鍋爐中產(chǎn)生的煙氣量由燃燒風(fēng)控制，而燃燒風(fēng)是根據(jù)燃料量的多少來控制的，通過觀察所述流量監(jiān)測裝置可適時的控制鍋爐的燃料量，從而使得進入所述煙氣進口的煙氣量控制在最佳范圍內(nèi)，充分發(fā)揮本實用新型的垃圾焚燒煙氣除塵催化脫硝反應(yīng)裝置的脫硝性能。 在垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置的其它實施例中，垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置的實施例1中所述的流態(tài)化反應(yīng)器的催化床層為一層以上皆可；所述流態(tài)化反應(yīng)器還可以通過其它類型的反應(yīng)器來替代；所述預(yù)熱床料還可以采用石英砂、氧化鐵或氧化鋁顆粒等材料。
權(quán)利要求1.一種垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置，包括殼體，所述殼體的下端設(shè)有煙氣進口，上端設(shè)有潔凈煙氣出口，殼體內(nèi)于其煙氣進口和潔凈煙氣出口之間設(shè)有氣流通道，其特征在于，所述氣流通道內(nèi)從上到下依次設(shè)有催化反應(yīng)單元和顆粒物脫除裝置，所述煙氣入口處設(shè)有預(yù)加熱單元，所述預(yù)加熱單元包括加熱器及設(shè)于所述加熱器上方的預(yù)熱床層，所述預(yù)熱床層包括上下透氣的預(yù)熱床，所述預(yù)熱床上設(shè)有用于在煙氣通過時達到流態(tài)化并與煙氣換熱的預(yù)熱床料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置，其特征在于，所述催化反應(yīng)單元包括流態(tài)化反應(yīng)器，所述流態(tài)化反應(yīng)器包括水平設(shè)置的催化床層，所述催化床層包括催化反應(yīng)床及設(shè)于所述催化反應(yīng)床上的反應(yīng)床料，所述催化反應(yīng)床為用于將進入催化單元的氣流引致反應(yīng)床料上的導(dǎo)流板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置，其特征在于，所述顆粒物脫除裝置包括除塵座及除塵管，所述除塵座呈上端開口、下端封口的筒形，所述除塵管的上、下兩端均為開口結(jié)構(gòu)且其上端的外壁面與殼體的內(nèi)壁面密封配合，除塵管的下端插入除塵座內(nèi)且其下端面與除塵座間隙配合，除塵座的上端內(nèi)壁面與除塵管的外壁面間隙配合O
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置，其特征在于，所述煙氣進口處設(shè)有用于監(jiān)測進入顆粒物脫除裝置的煙氣流量的流量監(jiān)測裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置，其特征在于，所述顆粒物脫除裝置和催化反應(yīng)單元上各設(shè)有測溫裝置，所述測溫裝置連接有用于根據(jù)測溫裝置的信號調(diào)節(jié)所述加熱器的控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置，其特征在于，所述預(yù)熱床的底部連接有用于導(dǎo)出所述預(yù)熱床料的床料導(dǎo)出管，所述床料導(dǎo)出管上設(shè)有排料開關(guān)閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置，其特征在于，所述流態(tài)化反應(yīng)器包括兩層以上所述的催化床層，各催化床層從上向下依次平行間隔設(shè)置且穿設(shè)有中心管，所述中心管與各催化床層的配合處于管壁上設(shè)有進氣孔且套設(shè)有圓柱形篩板， 中心管的上端與所述殼體的潔凈煙氣出口相通，中心管的外壁面上于流態(tài)化反應(yīng)器的上方處設(shè)有與殼體的內(nèi)壁面密封配合的外翻沿。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置，其特征在于，所述預(yù)熱床的上表面上布設(shè)有風(fēng)帽，預(yù)熱床上設(shè)有與風(fēng)帽的進氣口相通的通孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置，其特征在于，所述催化反應(yīng)單元與顆粒物脫除裝置之間隔設(shè)有篩網(wǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置，其特征在于，所述除塵座上連接有用于導(dǎo)出沉積于除塵座內(nèi)的粉塵顆粒的顆粒物導(dǎo)出管，所述顆粒物導(dǎo)出管遠離除塵座的一端延伸至殼體之外且設(shè)有排粒開關(guān)閥。
專利摘要本實用新型涉及一種垃圾焚燒煙氣預(yù)熱催化脫硝反應(yīng)裝置，包括殼體，殼體的下端設(shè)有煙氣進口，上端設(shè)有潔凈煙氣出口，殼體內(nèi)設(shè)有氣流通道，氣流通道內(nèi)從上到下依次設(shè)有催化反應(yīng)單元和顆粒物脫除裝置，煙氣入口處設(shè)有預(yù)加熱單元，預(yù)加熱單元包括加熱器及設(shè)于所述加熱器上方的預(yù)熱床層，預(yù)熱床層包括預(yù)熱床，預(yù)熱床上設(shè)有用于在煙氣通過時達到流態(tài)化并與煙氣換熱的預(yù)熱床料；在工作過程中，經(jīng)加熱器加熱后待進入催化反應(yīng)單元反應(yīng)的煙氣首先經(jīng)過預(yù)熱床層并使得預(yù)熱床層的預(yù)熱床料達到流態(tài)化，從而使得原本在加熱器處受熱不均的煙氣充分混合并達到等溫，從而解決現(xiàn)有的脫硝反應(yīng)塔由于對煙氣預(yù)熱不均而引起的脫硝效率低的問題。
文檔編號B01D53/56GK202315703SQ20112047772
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月26日
發(fā)明者蘭維娟, 劉建新, 劉春梅, 吳健, 吳鳳英, 屈成銳, 徐斌, 王學(xué)濤, 趙紅杰 申請人:河南科技大學(xué)