專利名稱：一種具有特殊整流元件的煙氣脫硝方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體整流方法及其裝置，特別是煙氣脫硝系統(tǒng)中的煙氣整流方法及其裝置。
背景技術(shù)：
在電力鍋爐的燃燒過程中，會產(chǎn)生以N0和N02為主要成分的氮氧化物(以下簡稱N0x)， 隨煙氣排向大氣，NOx是一種對環(huán)境有害的物質(zhì)。選擇性催化還原(SCR)技術(shù)是目前工業(yè)上 應(yīng)用最為廣泛的一種脫硝技術(shù)，如圖1所示，在一個鋼結(jié)構(gòu)的負壓反應(yīng)器中，向煙氣中噴入 還原劑NH3，混合煙氣進入垂直段煙道后，經(jīng)彎頭轉(zhuǎn)向后進入SCR入口水平煙道，經(jīng)過SCR反 應(yīng)器上方漸縮段轉(zhuǎn)向后流道變寬，向下到達反應(yīng)器內(nèi)第一層催化劑入口斷面。含N0x、 NH3的 煙氣通過反應(yīng)器，在催化劑層中發(fā)生還原反應(yīng)，煙氣中的N0x轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的N2和H20，以脫除 N0x，滿足日趨嚴格的環(huán)保要求。
SCR技術(shù)的關(guān)鍵是第一層催化劑表面的流場均勻分布，即氣流速度大小、方向基本均勻 (偏差在±15%以內(nèi))，煙氣流場分布的不均勻會造成SCR系統(tǒng)性能的下降。
通常情況，煙氣進入SCR反應(yīng)器入口上方，由于漸縮段的存在，氣流受到漸縮段阻擋后 ，改變流向，形成了沿頂板壁面向入口遠端(Y)運動的趨勢，造成遠端(Y)處煙氣過于集 中，流速流量過大，從而導(dǎo)致了煙氣流場分布的嚴重不均勻。
為了保證第一層催化劑表面的流場的均勻分布， 一般采取的方法是在第一層催化劑上方 漸縮段處采用導(dǎo)流葉片以使氣流轉(zhuǎn)向向下，氣量分布均勻，并且在第一層催化劑上方采用細 孔整流格柵，使進入催化劑表面的氣流分布進一步均勻，達到要求。
但這種方法存在著一些不足之處，由于導(dǎo)流葉片結(jié)構(gòu)復(fù)雜，根據(jù)煙氣條件的不同需要對 導(dǎo)葉長度、弧度、角度、數(shù)量等多個參數(shù)進行調(diào)整，安裝、定位要求很高，不易精確，影響 了安裝質(zhì)量，從而使得反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種具有特殊整流元件的煙氣脫硝方法及其裝置，采用定 位簡單，易制作，安裝簡便的特殊整流元件，保證在各個工況下，SCR反應(yīng)器內(nèi)流場分布均 勻，從而提高脫硝效率。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種具有特殊整流元件的煙氣脫硝方法，在反應(yīng)器的頂部依次連通漸縮段煙道和入口 段水平煙道，反應(yīng)器內(nèi)有至少一個催化劑層，其特征在于在漸縮段煙道的頂板上固定至少 一根垂直于煙氣流動方向的整流鋼管，相鄰的兩根整流鋼管的間距大于整流鋼管的直徑。
所述反應(yīng)器頂部的入口處安裝格柵式等壓力整流器，使煙氣經(jīng)過整流鋼管后部分被整流 鋼管阻擋反射并與來流混合，之后，煙氣通過格柵式等壓力整流器。
所述入口段水平煙道經(jīng)內(nèi)彎道連通垂直段煙道。
所述內(nèi)彎道內(nèi)可安裝彎弧形導(dǎo)流板。
所述入口段水平煙道連通垂直段煙道，垂直段煙道下端經(jīng)外彎道與傳輸段水平煙道連通。
所述外彎道內(nèi)可安裝斜置的渦流混合元件，在斜置的渦流混合元件上方、從煙道壁插入 噴氨管。
一種具有特殊整流元件的煙氣脫硝裝置，包括依次與反應(yīng)器頂部連通的漸縮段煙道和入 口段水平煙道，其特征在于在漸縮段煙道的頂板上固定至少一根垂直于煙氣流動方向的整 流鋼管，相鄰的兩根整流鋼管的間距大于整流鋼管的直徑。
本發(fā)明使用整流鋼管調(diào)節(jié)煙氣流場，對比傳統(tǒng)的導(dǎo)流葉片，只需調(diào)節(jié)直徑和間距兩個參 數(shù)，而不用對其角度進行調(diào)節(jié)，大大減少了調(diào)試工作量。
本發(fā)明的特殊的整流元件結(jié)構(gòu)、定位簡單，安裝、調(diào)節(jié)簡便。本發(fā)明通過采用結(jié)構(gòu)簡 單、高效、易調(diào)節(jié)的煙氣整流裝置，可以使煙氣在SCR系統(tǒng)中流場分布均勻，使煙氣與催化 劑均勻充分的接觸，從而提高脫硝效率。
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)煙氣流 場，保證在各個工況下，SCR反應(yīng)器內(nèi)流場均勻分布。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。 圖1是整流鋼管的位置示意圖。 圖2是本發(fā)明實施方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
1-入口段水平煙道、2-彎道、3-垂直段煙道、4-渦流混合元件、5-噴氨管、6-導(dǎo)流板、 7-傳輸段水平煙道、8-漸縮段煙道、9-整流鋼管、10-格柵式等壓力整流器、11-第一層催化 劑、12-反應(yīng)器、13-煙氣。
具體實施例方式
參見圖1所示， 一種具有特殊整流元件的煙氣脫硝裝置，包括依次與反應(yīng)器12頂部連通
的漸縮段煙道8和入口段水平煙道1，其特征在于在漸縮段煙道8的頂板上焊接至少一根垂 直于煙氣流動方向的整流鋼管9，整流鋼管9的直徑小于入口段水平煙道橫斷面邊長的一半， 相鄰的兩根整流鋼管9的間距大于整流鋼管9的直徑。
參見圖2， 一種具有特殊整流元件的煙氣脫硝方法，在反應(yīng)器12的頂部依次連通漸縮段 煙道8和入口段水平煙道1，反應(yīng)器內(nèi)有至少一個催化劑層，其特征在于在漸縮段煙道8的 頂板上固定至少一根垂直于煙氣流動方向的整流鋼管9，相鄰的兩根整流鋼管9的間距大于整 流鋼管9的直徑。
反應(yīng)器頂部的入口處安裝格柵式等壓力整流器IO，格柵式等壓力整流器的大小與反應(yīng)器
大小一致。使煙氣13經(jīng)過整流鋼管9后部分被整流鋼管阻擋反射并與來流混合，之后煙氣通
過格柵式等壓力整流器IO。
入口段水平煙道l經(jīng)內(nèi)彎道連通垂直段煙道3 。內(nèi)彎道內(nèi)安裝彎弧形導(dǎo)流板6 。
入口段水平煙道1連通垂直段煙道3，垂直段煙道3下端經(jīng)外彎道2與傳輸段水平煙道7連
通。外彎道2內(nèi)安裝有斜置的渦流混合元件4，在斜置的渦流混合元件4上方、從煙道壁插入
噴氨管5。
鍋爐尾部煙氣進入SCR煙氣脫硝系統(tǒng)，首先進入傳輸段水平煙道7，經(jīng)過斜煙道2和垂直 段煙道3處的渦流混合器4，煙氣與氨充分混合，均勻進入垂直段煙道3，經(jīng)過導(dǎo)流葉片轉(zhuǎn)向 后進入SCR入口水平煙道1。煙氣繼續(xù)向前流動，抵達SCR反應(yīng)器12入口處的漸縮段8，由于方 向及橫截面積的突然變化，氣流沖擊漸縮段頂板，形成了沿頂板壁面向入口遠端(Y)運動 的趨勢，導(dǎo)致SCR入口截面近壁處流速過高流量過大。因此，為解決漸縮段造成的氣流分布 不均勻，在漸縮段頂板上設(shè)置整流鋼管。煙氣遇到整流鋼管9后，部分氣流被鋼管阻擋反射 并與來流混合，在鋼管迎風(fēng)面與漸縮段8的夾角處形成旋渦，使得鋼管迎風(fēng)面形成高流速 區(qū)；部分氣流則繞過鋼管繼續(xù)向遠端流動，并由于摩擦阻力與壓差阻力作用在鋼管背風(fēng)面形 成旋渦；還有部分氣流在整流鋼管的迎風(fēng)面與壁面分離，改變了原有的流動方向，結(jié)果使得 煙氣在整流鋼管背風(fēng)面降低了流向遠端的氣流速度與流量。
如果一根鋼管不足以解決遠端氣流過于集中的問題，也可以依次多設(shè)置幾根鋼管。通過 調(diào)節(jié)布置在頂板上的整流鋼管的數(shù)量、直徑和間距，使氣流分布基本均勻。最后煙氣通過格 柵式等壓力整流器，再次調(diào)整煙氣流向和流速，保證到達反應(yīng)器內(nèi)第一層催化劑ll入口斷面 各點煙氣氣流速度偏差在士 15%以內(nèi)。
參見圖2。鍋爐尾部煙氣進入SCR煙氣脫硝系統(tǒng)，首先進入傳輸段水平煙道7，經(jīng)過斜煙 道2-垂直段煙道3處的渦流混合器4，煙氣與氨充分混合，均勻進入垂直段煙道，經(jīng)過導(dǎo)流葉片6轉(zhuǎn)向后進入SCR入口水平煙道1。煙氣繼續(xù)向前流動，抵達反應(yīng)器入口彎頭處的漸縮段 10，以及設(shè)置在漸縮段頂板上的整流鋼管9。通過調(diào)節(jié)布置在頂板上的整流鋼管的直徑和間 距，最后煙氣通過格柵式等壓力整流器10后，在SCR反應(yīng)器各截面均勻分布，到達反應(yīng)器內(nèi) 第一層催化劑l l入口斷面各點煙氣流速偏差在± 15%以內(nèi)。
實例在SCR反應(yīng)器垂直段煙道流速ll一15m/s， SCR反應(yīng)器第一層催化劑表面流速 3. l—5m/s的條件下。在漸縮段煙道上布置兩根直徑不同的整流鋼管，分別為45mm及89mm。 格柵式等壓力整流器柵條凈距l(xiāng)l. 25mm，柵條高度為37. 50mm。
權(quán)利要求
1.一種具有特殊整流元件的煙氣脫硝方法，在反應(yīng)器(12)的頂部依次連通漸縮段煙道(8)和入口段水平煙道(1)，反應(yīng)器內(nèi)有至少一個催化劑層，其特征在于在漸縮段煙道(8)的頂板上固定至少一根垂直于煙氣流動方向的整流鋼管(9)，相鄰的兩根整流鋼管(9)的間距大于整流鋼管(9)的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的具有特殊整流元件的煙氣脫硝方法，其特征 在于所述反應(yīng)器頂部的入口處安裝格柵式等壓力整流器(10)，使煙氣(13)經(jīng)過整流鋼 管(9)后部分被整流鋼管阻擋反射并與來流混合，之后，煙氣通過格柵式等壓力整流器 (10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的具有特殊整流元件的煙氣脫硝方法，其特征 在于所述入口段水平煙道(1)經(jīng)內(nèi)彎道連通垂直段煙道(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有特殊整流元件的煙氣脫硝方法，其特征 在于所述內(nèi)彎道內(nèi)安裝彎弧形導(dǎo)流板(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的具有特殊整流元件的煙氣脫硝方法，其 特征在于所述入口段水平煙道(1)連通垂直段煙道(3)，垂直段煙道(3)下端經(jīng)外彎 道(2)與傳輸段水平煙道(7)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有特殊整流元件的煙氣脫硝方法，其特征 在于所述外彎道(2)內(nèi)安裝有斜置的渦流混合元件(4)，在斜置的渦流混合元件(4) 上方、從煙道壁插入噴氨管(5)。
7.一種具有特殊整流元件的煙氣脫硝裝置，包括依次與反應(yīng)器(12) 頂部連通的漸縮段煙道(8)和入口段水平煙道(1)，其特征在于在漸縮段煙道(8)的 頂板上固定至少一根垂直于煙氣流動方向的整流鋼管(9)，相鄰的兩根整流鋼管(9)的間 距大于整流鋼管(9)的直徑。
全文摘要
一種具有特殊整流元件的煙氣脫硝方法及其裝置，在反應(yīng)器的頂部依次連通漸縮段煙道和入口段水平煙道，反應(yīng)器內(nèi)有至少一個催化劑層，其特征在于在漸縮段煙道的頂板上固定至少一根垂直于煙氣流動方向的整流鋼管，相鄰的兩根整流鋼管的間距大于整流鋼管的直徑。本發(fā)明的特殊的整流元件結(jié)構(gòu)、定位簡單，安裝、調(diào)節(jié)簡便。本發(fā)明通過采用結(jié)構(gòu)簡單、高效、易調(diào)節(jié)的煙氣整流裝置，可以使煙氣在SCR系統(tǒng)中流場分布均勻，使煙氣與催化劑均勻充分的接觸，從而提高脫硝效率。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠選擇性催化還原煙氣脫硝系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)煙氣流場，保證在各個工況下，SCR反應(yīng)器內(nèi)流場均勻分布。
文檔編號B01D53/86GK101342463SQ20081030412
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月21日
發(fā)明者劉漢強, 敵 吳, 濱 沈, 禹 趙, 路光杰 申請人:北京國電龍源環(huán)保工程有限公司