專利名稱：帶有流速調(diào)節(jié)部件的廢氣處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有擋板結(jié)構(gòu)并且用于處理廢氣的設(shè)備。更具體地，本發(fā)明涉及一種具有擋板結(jié)構(gòu)的設(shè)備，利用該擋板結(jié)構(gòu)在催化劑設(shè)備入口處的氣體流速分布得到改善，該設(shè)備用于處理廢氣，特別是對(duì)廢氣進(jìn)行脫硝處理。
背景技術(shù)：
迄今為止，在用于熱電廠的大鍋爐中，安裝有大的廢氣處理設(shè)備，例如脫硝設(shè)備。圖3描述了在脫硝設(shè)備附近的一個(gè)結(jié)構(gòu)，所述脫硝設(shè)備安裝在由所述大鍋爐(燃燒設(shè)備)產(chǎn)生的廢氣的管道內(nèi)。在該設(shè)備中，在其中流入廢氣G的入口管1和其中設(shè)置有脫硝催化劑層4的催化劑管6通過(guò)彎頭部位2相連；其中沿著管的橫截面方向排列有多個(gè)擋板3A的擋板結(jié)構(gòu)3設(shè)置在催化劑管6的入口處。圖3中的箭頭表示氣體流動(dòng)的方向。在該設(shè)備中，廢氣G通過(guò)入口管1到達(dá)在廢氣管中間形成的彎頭部位2，在此處其流向改變90°，流入設(shè)置在催化劑管6中的催化劑層4，然后經(jīng)過(guò)脫硝后到達(dá)出口管5。但在上述結(jié)構(gòu)中，存在有這樣一個(gè)問(wèn)題，即在催化劑元件6的入口處，氣體流速分布變得不均勻，如圖3所示。
因此，希望或要求的是(1)廢氣盡可能均勻地流入催化劑層4和(2)流入催化劑層4的廢氣流速和在催化劑層4內(nèi)的廢氣流速盡可能相同，即在流入催化劑層4之前廢氣的流道模式與在催化劑層4中所形成的廢氣流道模式相同。這些愿望或要求是基于下列原因產(chǎn)生或形成的即(1)要求廢氣盡可能均勻地流入催化劑層4的原因是為了有效利用催化劑層4中廢氣與催化劑接觸的面積。如果廢氣不均勻地流入催化劑層，則在催化劑層4中催化劑的特定部分與大量廢氣接觸，因此作為整體催化劑的性能下降。另外，還存在一個(gè)問(wèn)題，即與大量廢氣接觸的催化劑部分會(huì)明顯劣化，因此作為整體催化劑的壽命變短。
另外，(2)要求流入催化劑層4的廢氣流速與催化劑層4中的廢氣流速盡可能相同的原因是，例如，當(dāng)廢氣中含有灰塵如飛灰和未燃燒的物質(zhì)時(shí)，廢氣有時(shí)會(huì)偷偷流入在催化劑層中催化劑(催化劑板)間所形成的廢氣流道，因此(a)灰塵與催化劑板直接碰撞從而磨損其表面，以及(b)灰塵粘附并且沉積在催化劑層的前面部位，從而妨礙廢氣流入流道。
為了解決上述(1)和(2)中所描述的問(wèn)題，提出了一種方法，其中擋板結(jié)構(gòu)3如擋板格柵設(shè)置在催化劑元件6的入口處(日本專利No.2637119)。
發(fā)明概述在上述傳統(tǒng)技術(shù)中，擋板結(jié)構(gòu)3位于催化劑管6的入口處，并且如圖3所示，擋板結(jié)構(gòu)上端的高度與入口管的底部表面相同。但與設(shè)置于彎頭部位2的導(dǎo)向葉片相比，該擋板結(jié)構(gòu)3具有大的擋板效應(yīng)，它存在這樣一個(gè)問(wèn)題，即由于廢氣的慣性力，廢氣的流速在入口管1的一側(cè)(圖3所示的催化劑管6的左上側(cè))變慢(參見(jiàn)圖3所示的氣體流速分布)；并且該問(wèn)題尚未得到解決。
本發(fā)明的主題是防止發(fā)生不均勻的氣體流速分布，即防止在擋板結(jié)構(gòu)3中由廢氣的慣性力所引起的溝流，所述擋板結(jié)構(gòu)設(shè)置在其中裝有催化劑層4的催化劑管6的入口處，從而以均勻的流速將廢氣供給催化劑層4，通過(guò)均勻供給廢氣，來(lái)強(qiáng)化在催化劑層4中的廢氣處理效率，并延長(zhǎng)催化劑的壽命。
為了達(dá)到上述主題，對(duì)本發(fā)明概括如下
(1)一種具有擋板結(jié)構(gòu)并且用于處理廢氣的設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)通過(guò)其流入廢氣的入口管，(b)彎頭部位，和(c)通過(guò)彎頭部位與入口管相連的催化劑管，所述催化劑管內(nèi)有用于廢氣凈化并且設(shè)置于其中的催化劑，所述設(shè)備還有一個(gè)擋板結(jié)構(gòu)，該擋板結(jié)構(gòu)包括多個(gè)沿催化劑管橫截面方向設(shè)置在催化劑管入口處的擋板，其中多個(gè)擋板的形成和排列應(yīng)使擋板的高度沿著從入口管一側(cè)到彎頭部位終端(彎頭部位的末端)的方向逐漸增加，從而使擋板結(jié)構(gòu)的廢氣出口處沿著催化劑管的橫截面方向廢氣流速分布均勻。
(2)一種廢氣處理設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)通過(guò)其流入廢氣的入口管，(b)彎頭部位，和(c)通過(guò)彎頭部位與入口管相連的催化劑管，并且有用于廢氣凈化并且設(shè)置在所述催化劑管內(nèi)的催化劑，所述設(shè)備還有一個(gè)擋板結(jié)構(gòu)，該擋板結(jié)構(gòu)包括多個(gè)沿催化劑管橫截面方向設(shè)置在催化劑管入口處的擋板，其中多個(gè)擋板的形成和排列應(yīng)使當(dāng)從入口管一側(cè)的終端到彎頭部位終端間的距離假定為L(zhǎng)0，并且其間規(guī)定的距離假定為L(zhǎng)1時(shí)，擋板高度從入口管一側(cè)到L1首先逐漸增加，然后從L1到L0保持不變。
(3)上述第(2)段中的廢氣處理設(shè)備，其中擋板高度在0≤L≤L1的范圍內(nèi)滿足下式(1)和(3)，而在L1≤L≤L0的范圍內(nèi)滿足下式(2)和(3)H＝L/L1×h1+h0(1)(0≤L≤L1)H＝h1+h0(2)(L1≤L≤L0)0≤L1≤L0/2(3)其中H為一個(gè)任選擋板的高度，L為擋板結(jié)構(gòu)中入口管一側(cè)的終端與所述任選擋板間的距離，該距離離開入口管一側(cè)的終端沿著朝向彎頭部位終端的方向，h1為入口管的底部表面與設(shè)置在彎頭部位終端處的擋板的上端之間的距離，h0為設(shè)置在入口管一側(cè)終端的擋板的高度，L0為擋板結(jié)構(gòu)中入口管一側(cè)終端處與彎頭部位終端之間的距離，以及，L1為其中擋板高度從入口管一側(cè)終端朝著彎頭部位終端逐漸增加的距離。
在本發(fā)明的設(shè)備中，形成擋板結(jié)構(gòu)的擋板的構(gòu)造可以是格柵狀、蜂窩狀或其它任何形狀，只要如圖所示所述擋板在催化劑管的入口處沿著催化劑管的橫截面方向排列，并且每塊擋板的表面與催化劑管的縱長(zhǎng)方向平行設(shè)置即可。在本發(fā)明的設(shè)備中，在催化劑管6中的催化劑層并不局限于脫硝催化劑層，它可以是用于處理含有有害鹵化物如二噁英的廢氣的催化劑層，或其它催化劑層。
附圖的簡(jiǎn)要描述

圖1給出了在本發(fā)明的廢氣處理設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例中，在脫硝設(shè)備附近的結(jié)構(gòu)。
圖2給出了圖1所示設(shè)備中廢氣流速分布的具體狀態(tài)。
圖3給出了在傳統(tǒng)的廢氣處理設(shè)備中，在脫硝設(shè)備的附近的結(jié)構(gòu)，以及廢氣的流速分布狀態(tài)。
符號(hào)解釋圖中符號(hào)的意義如下1...入口管，2...彎頭部位，3...擋板結(jié)構(gòu)，4...催化劑層，5...出口管，6...催化劑管，以及G...廢氣。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式下面，將參照附圖中所示的實(shí)施例更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。但應(yīng)該理解的是本發(fā)明的范圍絕不受這些實(shí)施例限制。
圖1給出了在本發(fā)明的廢氣處理設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例中在脫硝設(shè)備附近的一個(gè)結(jié)構(gòu)。該設(shè)備實(shí)施例包括通過(guò)其流入廢氣G的入口管1、彎頭部位2、通過(guò)彎頭與入口管相連并且其中裝有脫硝催化劑層4的催化劑管6、以及包括多個(gè)沿催化劑管橫截面的方向設(shè)置在催化劑管入口處的擋板3A的擋板結(jié)構(gòu)3。在這種情況下，擋板3A以格柵形構(gòu)造排列形成擋板結(jié)構(gòu)3。擋板結(jié)構(gòu)3中的擋板3A的形成和排列應(yīng)使擋板高度滿足上文所述式(1)、(2)和(3)。
當(dāng)廢氣分別流入圖3所示的傳統(tǒng)設(shè)備和上述本發(fā)明設(shè)備中時(shí)，分別觀察這些設(shè)備中的廢氣流動(dòng)情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)設(shè)備中i)由于擋板結(jié)構(gòu)3上端的高度與催化劑管6入口的端部(或入口管1的底部表面)相同，在入口管1一側(cè)(圖3所示催化劑管6的左上側(cè)部分)廢氣很難流入催化劑管6，ii)在催化劑層4的入口部位，出現(xiàn)廢氣流速變慢的區(qū)域，以及因此iii)如圖3所示，流入催化劑層4的廢氣流速變得不均勻；而在本發(fā)明的設(shè)備中，由于在入口管1一側(cè)廢氣容易流入催化劑管6，從而在催化劑層4的入口處，達(dá)到非常均勻的廢氣流速分布，如圖2所示。
為了確定用于本發(fā)明設(shè)備中的擋板結(jié)構(gòu)3的效果，分別考察在圖1所示的本發(fā)明設(shè)備和圖3所示的傳統(tǒng)設(shè)備中廢氣的流動(dòng)狀況。所得到的結(jié)果示于表1中。表1所示的偏差系數(shù)(ξ)、最大偏差(ε1)和最小偏差(ε2)由下式定義ξ＝σ/Va×100(其中σ為標(biāo)準(zhǔn)偏差，Va為平均流速) (4)ε1＝(max-Va)/Va×100(其中“max”為最大流速的值) (5)ε2＝(min-Va)/Va×100(其中“min”為最小流速的值) (6)表1

由上述表1所示的結(jié)果可以確定，在擋板效果方面，本發(fā)明的設(shè)備要比傳統(tǒng)技術(shù)高。
工業(yè)實(shí)用性按照本發(fā)明，通過(guò)從入口管一側(cè)朝著彎頭部位的終端，逐漸升高設(shè)置在催化劑管入口處的擋板結(jié)構(gòu)中的擋板上端的的位置，可以防止在催化劑層入口處發(fā)生廢氣溝流(不均勻的流速分布)，并且延長(zhǎng)催化劑的壽命。
權(quán)利要求
1.一種具有擋板結(jié)構(gòu)并且用于處理廢氣的設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)通過(guò)其流入廢氣的入口管，(b)彎頭部位，和(c)通過(guò)彎頭部位與入口管相連的催化劑管，并且有用于廢氣凈化并且設(shè)置在所述催化劑管內(nèi)的催化劑，所述設(shè)備還有一個(gè)擋板結(jié)構(gòu)，該擋板結(jié)構(gòu)包括多個(gè)沿催化劑管橫截面方向設(shè)置在催化劑管入口處的擋板，其中多個(gè)擋板的形成和排列應(yīng)使擋板的高度沿著從入口管一側(cè)到彎頭部位終端的方向逐漸增加，從而使擋板結(jié)構(gòu)的廢氣出口處沿著催化劑管的橫截面方向廢氣流速分布均勻。
2.一種廢氣處理設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)通過(guò)其流入廢氣的入口管，(b)彎頭部位，和(c)通過(guò)彎頭部位與入口管相連的催化劑管，并且有用于廢氣凈化并且設(shè)置在所述催化劑管內(nèi)的催化劑，所述設(shè)備還有一個(gè)擋板結(jié)構(gòu)，該擋板結(jié)構(gòu)包括多個(gè)沿催化劑管橫截面方向設(shè)置在催化劑管入口處的擋板，其中多個(gè)擋板的形成和排列應(yīng)使當(dāng)從入口管一側(cè)的終端到彎頭部位終端間的距離假定為L(zhǎng)0，并且其間規(guī)定的距離假定為L(zhǎng)1時(shí)，擋板高度從入口管一側(cè)的終端到L1首先逐漸增加，然后從L1到L0保持不變。
3.權(quán)利要求2的廢氣處理設(shè)備，其中擋板高度在0≤L≤L1的范圍內(nèi)滿足下式(1)和(3)，而在L1≤L≤L0的范圍內(nèi)滿足下式(2)和(3)H＝L/L1×h1+h0(1) (0≤L≤L1)H＝h1+h0(2) (L1≤L≤L0)0≤L1≤L0/2(3)其中H為一個(gè)任選擋板的高度，L為擋板結(jié)構(gòu)中入口管一側(cè)的終端與所述任選擋板間的距離，該距離離開入口管一側(cè)的終端沿著朝向彎頭部位終端的方向，h1為入口管的底部表面與設(shè)置在彎頭部位終端處的擋板的上端之間的距離，h0為設(shè)置在入口管一側(cè)終端處的擋板的高度，L0為擋板結(jié)構(gòu)中入口管一側(cè)終端與彎頭部位終端之間的距離，以及，L1為其中擋板高度從入口管一側(cè)終端朝著彎頭部位終端逐漸增加的距離。
全文摘要
一種包括流速調(diào)節(jié)部件的廢氣處理設(shè)備，所述設(shè)備的構(gòu)造使具有廢氣流入的入口管與其中裝有廢氣凈化催化劑的催化劑管在彎頭處相連，并且有沿著催化劑管入口橫截面方向排列的多個(gè)流速調(diào)節(jié)板，其特征在于在所述流速調(diào)節(jié)部件的廢氣入口管一側(cè)，流速調(diào)節(jié)板的高度朝著彎頭一側(cè)的終端逐漸增加，從而沿著所述流速調(diào)節(jié)部件廢氣出口的催化劑管橫截面的方向，廢氣的流速分布是均勻的。在其中有催化劑層的催化劑管入口處設(shè)置的流速調(diào)節(jié)部件中，由于廢氣慣性力引起的流速分布不均勻(偏流)受到抑制，同時(shí)提高了催化劑層的廢氣處理效率，改善了催化劑的壽命。
文檔編號(hào)B01D53/86GK1444501SQ01813504
公開日2003年9月24日 申請(qǐng)日期2001年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月28日
發(fā)明者宍戶聰, 矢代克洋 申請(qǐng)人:巴布考克日立株式會(huì)社