專利名稱：一種催化流化床煙氣脫硝反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域，涉及煙氣脫硝，尤其是一種催化流化床煙氣脫硝反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
煙氣脫硝是目前燃煤電廠必須實(shí)施的環(huán)保措施，通常利用選擇性催化還原法(SCR法)進(jìn)行脫硝，利用固定床催化劑對(duì)煙氣中的脫硝反應(yīng)進(jìn)行催化。煙氣中含有的NOx與脫硝系統(tǒng)制備的氣態(tài)氨在催化劑表面反應(yīng)，生成氮?dú)夂退?，達(dá)到對(duì)污染物NOx去除的目的。根據(jù)以上原理可知，反應(yīng)的速率與催化劑的性能、催化劑的表面積有直接關(guān)系，在使用同種催化劑的情況下，催化劑面積就成為控制脫硝系統(tǒng)性能的最重要參數(shù)。在實(shí)際設(shè) 計(jì)中，固定床催化劑的面積常用比表面積這一參數(shù)表征其數(shù)值，催化劑比表面積的概念是單位體積催化劑的表面積大小，單位用π /m3表示。由此可見(jiàn)，增大催化劑比表面積可以減小催化劑用量，從而減小容納催化劑的反應(yīng)器的體積。固定床催化劑使用的形式通常有三種平板式催化劑、波紋板式催化劑和蜂窩式催化劑，這三種催化劑中，比表面積最大的是蜂窩式催化劑，可以達(dá)到400m3/m2 ;如果再進(jìn)一步增大比表面積，催化劑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度將不能承受自身的載荷，因此固定床催化劑的比表面積是有一定極限的。在通常使用的三種催化劑中，煙氣都是從催化劑的孔洞中流過(guò)，以達(dá)到與催化劑表面接觸的目的。由于孔洞有一定間隙，催化劑表面與煙氣接觸的強(qiáng)度較弱，需要相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間的接觸才能達(dá)到反應(yīng)目的，因此煙氣流經(jīng)催化劑表面的時(shí)間也是有最短時(shí)間的限制的，這同樣造成催化劑的用量需要大于極限值。由上可知,增大催化劑的比表面積、增大煙氣與催化劑間接觸的強(qiáng)度都可以增加單位體積催化劑的催化效果，從而達(dá)到減小反應(yīng)器體積的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種利用流化床催化劑進(jìn)行煙氣脫硝的煙氣脫硝反應(yīng)裝置，以增加煙氣脫硝系統(tǒng)中催化劑的催化劑效果，減小反應(yīng)裝置的體積。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種催化流化床煙氣脫硝反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)塔及出口煙道，其特征在于所述反應(yīng)塔的上部制成煙氣擴(kuò)張段并連通出口煙道，反應(yīng)塔的中部固裝有多層催化劑支撐孔板，該催化劑支撐孔板上堆積有顆粒狀催化劑，在催化劑支撐板下方的反應(yīng)塔上固裝有氣流分布板，該氣流分布板上均布制有開(kāi)孔，在反應(yīng)塔的下部直角折轉(zhuǎn)制成入口煙道，在入口煙道上固裝有脫硝反應(yīng)劑加入裝置；在直角折轉(zhuǎn)部位的反應(yīng)塔內(nèi)安裝有入口煙道導(dǎo)流板；在出口煙道內(nèi)安裝有出口煙道導(dǎo)流板，該出口煙道下部直角折轉(zhuǎn)制成重力沉降區(qū)，在出口煙道下底部位固裝有灰斗，與反應(yīng)塔的氣流分布板及灰斗連通安裝有催化劑回流裝置。而且，所述催化劑為多孔結(jié)構(gòu)，密度約為O. 2-0. 4t/m3，催化劑顆粒直徑在20mm，催化劑層高在400 600mm,催化劑支撐板為1_5層,其支撐孔板開(kāi)孔直徑為15mm。而且，所述氣流分布板氣流分布板開(kāi)孔直徑在200 300mm，在開(kāi)孔上部設(shè)置防止催化劑落下的防灰傘，該防灰傘在開(kāi)孔正上方，直徑比開(kāi)孔大100mm。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1、本發(fā)明利用流化床原理，減小了反應(yīng)塔直徑，節(jié)省了空間和材料，提高了催化劑的利用率和反應(yīng)劑利用率。2、本發(fā)明催化劑利用率高，催化劑使用量小。3、本發(fā)明的反應(yīng)劑與煙氣混合均勻，提高反應(yīng)劑利用率，減少反應(yīng)劑逃逸量，便于催化劑再生。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A部結(jié)構(gòu)放大示意圖。
具體實(shí)施例方式下面以附圖實(shí)施方式為例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。一種催化流化床煙氣脫硝反應(yīng)裝置，如圖1中所示，包括反應(yīng)塔I及出口煙道5，反應(yīng)塔的上部制成煙氣擴(kuò)張段并連通出口煙道，擴(kuò)張段煙氣流速約為塔內(nèi)流速的1/4 1/2 ；反應(yīng)塔的中部固裝有多層催化劑支撐孔板3，該催化劑支撐孔板上堆積有顆粒狀催化劑2，該催化劑為多孔結(jié)構(gòu)，密度約為O. 2-0. 4t/m3，催化劑支撐板為1-5層，本實(shí)施例附圖中所示為兩層；催化劑顆粒直徑在20mm左右，支撐孔板開(kāi)孔直徑在15mm左右，催化劑層高在400 600_左右。在催化劑支撐板下方的反應(yīng)塔上固裝有氣流分布板10，該氣流分布板上均布制有開(kāi)孔9，在其開(kāi)孔上部設(shè)置防止催化劑落下的防灰傘；氣流分布板開(kāi)孔直徑在200 300mm左右，防灰傘在開(kāi)孔正上方，直徑比開(kāi)孔大100mm。在反應(yīng)塔的下部直角折轉(zhuǎn)制成入口煙道12，在入口煙道上固裝有脫硝反應(yīng)劑加入裝置13 ;在直角折轉(zhuǎn)部位的反應(yīng)塔內(nèi)安裝有入口煙道導(dǎo)流板11，用于將煙氣引入反應(yīng)塔，并能使氣流流場(chǎng)均勻化。在出口煙道內(nèi)安裝有出口煙道導(dǎo)流板4，該出口煙道下部直角折轉(zhuǎn)制成重力沉降區(qū)6，在出口煙道下底部位固裝有灰斗7，該灰斗可以設(shè)置多個(gè)，本實(shí)施例附圖中為兩個(gè)。與反應(yīng)塔的氣流分布板及灰斗連通安裝有催化劑回流裝置8，該回流裝置用于將除塵器捕捉的催化劑顆粒輸送回反應(yīng)塔中。反應(yīng)塔用于使顆粒狀催化劑產(chǎn)生流化狀態(tài)，以增大煙氣與催化劑接觸強(qiáng)度；反應(yīng)塔入口煙道用于將煙氣和反應(yīng)劑進(jìn)行摻混，并將煙氣均勻的送入反應(yīng)塔內(nèi)；反應(yīng)器出口煙道用于將處理后的尾氣排出脫硝反應(yīng)裝置，并在此階段除去煙氣中帶出的催化劑顆粒，同時(shí)將捕捉的催化劑顆粒回收循環(huán)利用。入口煙道內(nèi)部設(shè)置入口煙道導(dǎo)流板用于使氣流流場(chǎng)均勻化，在入口煙道導(dǎo)流板前端設(shè)置的脫硝反應(yīng)劑加入裝置用于將反應(yīng)劑注入煙氣中，并摻混均勻。本發(fā)明的工作原理是待處理煙氣經(jīng)過(guò)反應(yīng)塔入口煙道進(jìn)入反應(yīng)塔，并在此處由脫硝反應(yīng)劑加入裝置(現(xiàn)有技術(shù))注入脫硝反應(yīng)劑，反應(yīng)劑和煙氣混合后經(jīng)過(guò)入口煙道導(dǎo)流板整流，較均勻地進(jìn)入催化劑流化床反應(yīng)塔。在催化劑流化床反應(yīng)塔中，煙氣經(jīng)過(guò)氣流分布板進(jìn)一步均勻化，進(jìn)入催化劑支撐孔板和流化床催化劑，催化劑支撐孔板是留有均布開(kāi)孔的隔板裝置，能夠使煙氣從開(kāi)孔中自下而上的通過(guò)，開(kāi)孔的直徑小于流化床催化劑顆粒的直徑，能夠擋住催化劑顆粒不下落。煙氣經(jīng)過(guò)此段時(shí)，由于煙氣的流動(dòng)，帶動(dòng)催化劑層呈半懸浮的流化狀態(tài)，通過(guò)在設(shè)計(jì)時(shí)控制反應(yīng)塔的煙氣流速，實(shí)現(xiàn)對(duì)流化狀態(tài)強(qiáng)度的控制，使其在一個(gè)可控的流化程度范圍內(nèi)。催化劑顆粒會(huì)有少部分經(jīng)過(guò)催化劑支撐孔板下落至氣流分布板，此部分顆?？梢越?jīng)過(guò)氣流分布板中間的導(dǎo)流管流入催化劑回流裝置中。因此氣流分布板還有分離下落的催化劑顆粒和煙氣的作用。煙氣經(jīng)過(guò)兩層催化劑層后，煙氣進(jìn)入煙氣擴(kuò)張段，此部分反應(yīng)塔截面積較大，煙氣流速較低，隨煙氣帶出的較大顆粒的催化劑隨著煙氣流速的降低而回落至流化床催化劑層中，起到了氣固分離的效果。通過(guò)此段后煙氣流出反應(yīng)塔，進(jìn)入反應(yīng)器出口煙道部分。煙氣進(jìn)入反應(yīng)器出口煙道后，經(jīng)過(guò)出口煙道導(dǎo)流板的整流，進(jìn)入重力沉降除塵器中，此除塵器截面積較大，煙氣流速降低，加之導(dǎo)流板和煙氣轉(zhuǎn)彎的作用，將煙氣中攜帶的催化劑顆粒分離，進(jìn)入灰斗中，并靠自重落入催化劑回流裝置內(nèi)，回收催化劑循環(huán)利用。通過(guò)裝置的煙氣流出系統(tǒng)外。
權(quán)利要求
1.一種催化流化床煙氣脫硝反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)塔及出口煙道，其特征在于所述反應(yīng)塔的上部制成煙氣擴(kuò)張段并連通出口煙道，反應(yīng)塔的中部固裝有多層催化劑支撐孔板，該催化劑支撐孔板上堆積有顆粒狀催化劑，在催化劑支撐板下方的反應(yīng)塔上固裝有氣流分布板，該氣流分布板上均布制有開(kāi)孔，在反應(yīng)塔的下部直角折轉(zhuǎn)制成入口煙道，在入口煙道上固裝有脫硝反應(yīng)劑加入裝置；在直角折轉(zhuǎn)部位的反應(yīng)塔內(nèi)安裝有入口煙道導(dǎo)流板；在出口煙道內(nèi)安裝有出口煙道導(dǎo)流板，該出口煙道下部直角折轉(zhuǎn)制成重力沉降區(qū)，在出口煙道下底部位固裝有灰斗，與反應(yīng)塔的氣流分布板及灰斗連通安裝有催化劑回流裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化流化床煙氣脫硝反應(yīng)裝置，其特征在于所述催化劑為多孔結(jié)構(gòu)，密度約為O. 2-0. 4t/m3,催化劑顆粒直徑在20mm，催化劑層高在400 600mm，催化劑支撐板為1-5層，其支撐孔板開(kāi)孔直徑為15mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化流化床煙氣脫硝反應(yīng)裝置，其特征在于所述氣流分布板氣流分布板開(kāi)孔直徑在200 300mm，在開(kāi)孔上部設(shè)置防止催化劑落下的防灰傘，該防灰傘在開(kāi)孔正上方，直徑比開(kāi)孔大100mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種催化流化床煙氣脫硝反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)塔及出口煙道，所述反應(yīng)塔的上部制成煙氣擴(kuò)張段并連通出口煙道，反應(yīng)塔的中部固裝有多層催化劑支撐孔板，該催化劑支撐孔板上堆積有顆粒狀催化劑，在催化劑支撐板下方的反應(yīng)塔上固裝有氣流分布板，該氣流分布板上均布制有開(kāi)孔，在反應(yīng)塔的下部直角折轉(zhuǎn)制成入口煙道，在入口煙道上固裝有脫硝反應(yīng)劑加入裝置；在直角折轉(zhuǎn)部位的反應(yīng)塔內(nèi)安裝有入口煙道導(dǎo)流板；在出口煙道內(nèi)安裝有出口煙道導(dǎo)流板，該出口煙道下部直角折轉(zhuǎn)制成重力沉降區(qū)，在出口煙道下底部位固裝有灰斗，與反應(yīng)塔的氣流分布板及灰斗連通安裝有催化劑回流裝置。本發(fā)明利用流化床原理，減小了反應(yīng)塔直徑，節(jié)省了空間和材料，提高了催化劑的利用率和反應(yīng)劑利用率。
文檔編號(hào)B01D53/79GK102989313SQ20121043512
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者王碩, 王大勇, 王志剛, 郭文博, 秦泗恩, 范博, 尹君, 黃娟 申請(qǐng)人:航天環(huán)境工程有限公司