本發(fā)明涉及煙氣脫硝，尤其涉及一種催化煙氣脫硝反應(yīng)裝置，屬于鍋爐煙氣處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

中國是以煤炭為主要能源的大國。隨著近幾年經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對能源的需求量也隨之增加。煤炭在燃燒過程中會(huì)釋放大量氮氧化物，造成臭氧層破壞，引起酸雨和光化學(xué)煙霧，甚至嚴(yán)重影響人類健康。而煙氣脫硝是目前燃煤電廠必須實(shí)施的一項(xiàng)環(huán)保措施，通常采用SCR選擇性催化還原法和SNCR爐內(nèi)噴尿素或氨法進(jìn)行煙氣脫硝。傳統(tǒng)的SNCR法需要在800-1100℃的高溫環(huán)境中噴還原劑將NO_X還原為氮?dú)猓艿綗煔鉁囟葓龇植疾痪纫蛩氐挠绊?，尤其在大型鍋爐中，脫硝率難以超過60％；SCR法脫硝效率高，需要利用固定床進(jìn)行脫硝，固定床催化劑多使用蜂窩狀，但其自身機(jī)械強(qiáng)度差，實(shí)際運(yùn)用具有一定限制，且由于脫硝催化劑易中毒，使用壽命短，成本過高等系列問題，一些中小型火電廠并未廣泛應(yīng)用。因此，提出一種基于SCR法高效的鍋爐脫硝裝置就具有重大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保意義。

CN201220024437.5公開了“一種流化床活性炭氨法一體化脫硫脫硝裝置”，可以同步脫硫、脫硝，去除粉塵，活性炭再生過程損耗低，結(jié)構(gòu)緊湊，但需要獨(dú)立再生活性炭的加熱裝置；CN201320351081.0公開了一種“吸收劑單管內(nèi)循環(huán)、煙氣脫硝的循環(huán)流化床反應(yīng)”，該裝置配置合理，煙氣流場、溫度場、壓力場、吸收劑流場都很均勻穩(wěn)定，循環(huán)倍率高，脫硝效率高，氣固分離阻力低，可有效降低出口煙氣的含塵量，確保裝置穩(wěn)定運(yùn)行。但整體設(shè)備占地面積大，耗材多，成本昂貴。因此，現(xiàn)有煙氣脫硝設(shè)備復(fù)雜，成本高昂，需要改進(jìn)和完善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種催化煙氣脫硝反應(yīng)裝置，將用于固體脫硝催化劑和煙氣分離的旋風(fēng)分離器放置于流化床反應(yīng)器內(nèi)部，并通過旋風(fēng)分離器產(chǎn)生強(qiáng)勁渦旋，結(jié)合循環(huán)流化床“沸騰”態(tài)的優(yōu)點(diǎn)，即達(dá)到了煙氣脫硝的目的，又減少了催化劑的損失，同時(shí)增加了煙氣和固體脫硝催化劑的接觸時(shí)間，使之充分混合。該催化煙氣脫硝反應(yīng)裝置具有建造維護(hù)成本低，使用便捷，良好的脫硝反應(yīng)和較高的脫硝率等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：設(shè)計(jì)一種催化煙氣脫硝反應(yīng)裝置。包括：煙氣入口、還原劑管道、環(huán)形布風(fēng)板、固體脫硝催化劑顆粒層、料腿、旋風(fēng)分離器，分離器煙氣進(jìn)口I、分離器煙氣進(jìn)口II、煙氣出口、流化床反應(yīng)器、人孔。

所述流化床反應(yīng)器最上端旋風(fēng)分離器焊接煙氣出口，分離器設(shè)有煙氣進(jìn)口I、煙氣進(jìn)口II，分離后的固體脫硝催化劑下落至固體脫硝催化劑顆粒層，固體脫硝催化劑顆粒層下部裝有環(huán)形布風(fēng)板，該環(huán)形布風(fēng)板上制有疏密度不同的開孔，固體脫硝催化劑顆粒層一側(cè)開設(shè)人孔，入口煙道前部安裝有還原劑管道。

所述旋風(fēng)分離器安裝在流化床反應(yīng)器內(nèi)部。

所述旋風(fēng)分離器的煙氣進(jìn)口I、煙氣進(jìn)口II焊接在流化床反應(yīng)器上，分離器上端面與流化床反應(yīng)器處于同一截面，成一個(gè)整體上蓋板。

所述與旋風(fēng)分離器連接的料腿的出料口放置在固體脫硝催化劑顆粒堆內(nèi)部，且料腿出料口位置居中。

所述環(huán)形布風(fēng)板上制有疏密度不同的開孔，沿圓環(huán)徑向方向，開孔由小到大再到小。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明把SCR法和流化床原理很好地融合在一起，形成催化循環(huán)流化床脫硝裝置。增大了煙氣與催化劑的接觸反應(yīng)時(shí)間，具有更高的脫硝效率，使催化劑和還原劑具有更高的利用率，減少了催化劑的用量。裝置占地面積小，結(jié)構(gòu)簡單，并且無需對鍋爐進(jìn)行深入改造，成本低廉，實(shí)用性高。

附圖說明

圖1是一種催化煙氣脫硝反應(yīng)裝置工作原理圖。

圖2是圖1的A-A截面圖。

圖3是圖1中環(huán)形布風(fēng)板的截面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步敘述本發(fā)明。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種催化煙氣脫硝反應(yīng)裝置(參見圖1，圖2，圖3)，包括：煙氣入口、還原劑管道、環(huán)形布風(fēng)板、固體脫硝催化劑顆粒層、料腿、旋風(fēng)分離器，分離器煙氣進(jìn)口I、分離器煙氣進(jìn)口II、煙氣出口、流化床反應(yīng)器、人孔。

流化床反應(yīng)器11最上端旋風(fēng)分離器6直接焊接煙氣出口8，分離器兩側(cè)設(shè)有分離器煙氣進(jìn)口I 7、分離器煙氣進(jìn)口II 10，圖2所示為煙氣進(jìn)口I 7和煙氣進(jìn)口II 10的截面圖。旋風(fēng)分離器8將氣固分離后的固體脫硝催化劑順著分離器的料腿5下落至環(huán)形布風(fēng)板3上層的催化劑顆粒層4。催化劑顆粒層4下固裝有環(huán)形布風(fēng)板3，該環(huán)形布風(fēng)板由風(fēng)板13和風(fēng)孔12組成。環(huán)形布風(fēng)板上制有疏密度不同的開孔。催化劑顆粒堆一側(cè)開設(shè)人孔9，可更換添加脫硝催化劑。入口煙氣管道1前安裝有還原劑管道2，管道噴嘴采用逆流噴嘴，使煙氣和還原劑充分接觸，混合完全。

發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。

下面給出本發(fā)明的一種催化煙氣脫硝反應(yīng)裝置具體實(shí)施例。具體實(shí)施例僅用于具體說明本發(fā)明煙氣脫硝裝置，不構(gòu)成對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例設(shè)計(jì)的一種催化煙氣脫硝反應(yīng)裝置，位于最上端旋風(fēng)分離器6直接焊接煙氣出口8，分離器兩側(cè)設(shè)有分離器煙氣進(jìn)口I 7、分離器煙氣進(jìn)口II 10。旋風(fēng)分離器8將氣固分離后的固體脫硝催化劑順著分離器的料腿5下落至環(huán)形布風(fēng)板3上層的催化劑顆粒層4。催化劑顆粒層4下固裝有環(huán)形布風(fēng)板3，該環(huán)形布風(fēng)板上制有疏密度不同的開孔。催化劑顆粒堆一側(cè)開設(shè)人孔9，可更換添加脫硝催化劑。入口煙氣管道1前安裝有還原劑管道2。

鍋爐中的煙氣由煙氣入口1進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)部，還原劑管道2向裝置內(nèi)噴射還原劑，入口煙氣和還原劑接觸混合后，經(jīng)由環(huán)形布風(fēng)板3吹起上部的固體脫硝催化劑顆粒，使催化劑和煙氣達(dá)到流化狀態(tài)，在流化床反應(yīng)器11內(nèi)充分反應(yīng)，脫除氮氧化物。脫硝后攜帶著部分顆粒脫硝催化劑的煙氣順由分離器煙氣進(jìn)口I 7、分離器煙氣進(jìn)口II 10進(jìn)入分離器6，借助分離器6強(qiáng)大的渦旋，氣固分離，潔凈的煙氣從煙氣出口8排出，顆粒狀催化劑順著料腿5下落至催化劑顆粒層4，如此反復(fù)進(jìn)行循環(huán)脫硝。催化劑顆粒層4側(cè)的人孔9可方便隨時(shí)增添催化劑和更換已失活的催化劑，反應(yīng)器內(nèi)分離器，料腿等均需要加裝耐磨保護(hù)套。

本實(shí)施例采用Mn-Ce/TiO₂為脫硝催化劑，粒徑40-60目，還原劑為氨氣進(jìn)行脫硝性能測試。煙氣組分為：700ppm NO，氨氮比1∶1，30ppm SO₂，6％O₂，5％H₂O，N₂為平衡氣，實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明的煙氣脫硝裝置在200℃左右，空速4000h^-1時(shí)，脫硝效率可達(dá)到94.7％。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例設(shè)計(jì)的煙氣脫硝裝置基本同于實(shí)施例1，其區(qū)別在于煙氣氨氮比為1.5∶1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，脫硝率為92.1％。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例設(shè)計(jì)的煙氣脫硝裝置基本同于實(shí)施例1，其區(qū)別在于脫硝催化劑采用Mn-Ce/AC。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，脫硝率可達(dá)96.2％。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例設(shè)計(jì)的煙氣脫硝裝置基本同于實(shí)施例1，其區(qū)別在于脫硝催化劑采用V₂O₅/AC。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，脫硝率可達(dá)95.3％。