本實用新型涉及一種用于氮氧化物脫出的新型反應器，尤其是一種用于煙氣中氮氧化物脫出的新型反應器。

背景技術：

在制備負載型流化床微球型催化劑過程中，溶膠—凝膠法是主要的一種制備方法，將擬薄水鋁石與含量95％的硝酸溶解反應制膠，作為催化劑的粘合劑是常用的一種材料。

在壓力霧化制取催化劑時，催化劑漿液中的硝酸物質，在550℃高溫的作用下，分解為氮氧化物，如不能快速有效的加以處理，勢必嚴重污染大氣環(huán)境，隨著國家環(huán)保力度的加大，嚴控氮氧化物的排放，研究推廣出成熟的SCR煙氣脫硝技術并已得到普遍應用，目前該技術是將高溫干燥產生的含有氮氧化物的煙氣進入排風管道排放至煙氣處理系統(tǒng)脫硝反應器內，在還原劑和催化劑的作用下進行催化還原反應成N2、CO2、H2O等無害氣體，即SCR脫硝技術。

SCR脫硝技術的核心是固定床的脫硝催化劑，反應器一般設計為立式或臥式圓形或方形，內部構造為上進氣口、下排氣口或下進氣口、上排氣口，外取熱源大多為溫度為400℃-500℃的熱風，熱風進口并入煙氣進口一同進入反應器內，還原劑多采用直接噴氨水或尿素溶液。內部構件為多層實心廣角霧化噴嘴及孔徑10mm-20mm篩板均分煙氣和氨水或尿素溶液，促使氣液充分接觸，裝填多層脫硝催化劑床層(一般裝填三層)，支撐材料或篩板、或格柵、或瓷球。

SCR脫硝技術對氮氧化物的脫除率在90％以上，煙氣中氮氧化物排放穩(wěn)定控制在150ppm左右，達到環(huán)保要求，已普遍得到環(huán)保部門及業(yè)內認可。但是該技術目前使用的反應器普遍存在廢氣、還原劑、溫度氣液相混合接觸不均勻、噴頭容易堵塞的現象，帶來氮氧化物脫出效果波動，煙氣氮氧化物排放時好時壞，不利于脫硝反應器長周期穩(wěn)定發(fā)揮脫硝效果。

這里針對目前氮氧化物脫出反應器在脫出氮氧化物過程中存在的主要問題，提出了一種新的解決方案。

技術實現要素：

本實用新型旨在解決上述問題，提供了一種用于煙氣中氮氧化物脫出的新型反應器，包括高速離心霧化器、螺旋均液器等部件，可將還原劑氨水或尿素充分霧化，并將霧化后的還原劑和氮氧化物氣體充分混合，以實現對煙氣中氮氧化物的脫出，其采用的技術方案如下：

一種用于煙氣中氮氧化物脫出的新型反應器，其特征在于，包括：

反應器主體；

用于將還原劑霧化的具有盤狀霧化噴頭的高速離心霧化器，其安裝于所述反應器主體頂部，與所述反應器主體法蘭連接；

煙氣管道，其與所述反應器主體的左側壁法蘭連接；

熱風管道，其安裝于所述反應器主體右側壁與煙氣管道相對應的位置并與所述反應器主體法蘭連接；

鋼板，其安裝于反應器主體內壁并位于所述煙氣管道和熱風管道的下方，所述鋼板中央設有開口；

用于將還原劑和空氣混合的螺旋均液器，其安裝于所述鋼板下方，并與所述鋼板開口連接；

格柵，其設置于所述螺旋均液器下方，所述格柵安裝于所述反應器主體內壁上，所述格柵上鋪設篩板；

凈化氣體出口，其位于所述格柵下方。

進一步地，所述高速離心霧化器包括電機、盤狀霧化噴頭、變速器、主軸和用于通入還原劑的導流管，所述電機通過主軸與變速器輸入端連接，所述盤狀霧化噴頭與變速器輸出端連接，所述導流管與盤狀霧化噴頭連接。

優(yōu)選地，所述盤狀霧化噴頭包括上盤和下盤，所述上盤和下盤之間均勻設置有多圈鋯柱，所述下盤中央設有霧化噴頭入口，所述上盤和下盤為鈦合金材質，所述鋯柱為氧化鋯材質。

優(yōu)選地，所述上盤和下盤之間的距離為5cm，所述鋯柱的直徑為5mm，數量為20個。

進一步地，所述螺旋均液器包括螺旋蝸殼、入口和出口，所述入口與鋼板中央的開口焊接在一起，所述出口為錐形，所述螺旋蝸殼內徑為200mm，壁厚2mm；所述螺旋蝸殼由外向內盤旋，盤旋圈數≥3圈；所述出口上部直徑為200mm，下部直徑為500mm，所述出口的側壁與垂直方向的夾角為60°。

優(yōu)選地，所述導流管直徑為5～10mm。

優(yōu)選地，所述反應器主體為圓柱形，高度為6m，厚度為3mm，直徑為2m。

優(yōu)選地，所述反應器主體、螺旋均液器、鋼板、格柵和篩板均為316L不銹鋼材質。

優(yōu)選地，所述篩板上密布若干個口徑為15mm的孔眼。

本實用新型具有如下優(yōu)點：

(1)本實用新型設置高速離心霧化器，解決了霧化的霧滴不均勻或偏大，影響氨水或尿素溶液氣化效果，氨水或尿素溶液可以在1s的時間內全部氣化為氨氣，更加有利于氮氧化物的吸收還原。

(2)本實用新型霧化噴頭采用鈦合金屬及氧化鋯材質，耐受長時間磨損及溶液的腐蝕。

(3)本實用新型高速離心霧化器的導流管采用內徑5mm～10mm的管道，解決了霧化噴頭易堵塞的現象，確保氨水或尿素溶液作為還原劑流量穩(wěn)定可調，更加穩(wěn)定了氮氧化物的脫出效果。

(4)本實用新型的螺旋均液器采用螺旋蝸殼形式，凈化氣體出口管道處引風機的作用下，500℃的高溫氣體與氨水或尿素溶液高溫氣化產生的氨氣，同步進入螺旋均液器內，按照螺旋軌跡快速旋轉充分進行氣液混合，使氮氧化物氣體與氨氣在均液器內全部反應結合，杜絕了氮氧化物因接觸氨氣不均勻，發(fā)生逃逸的現象，氮氧化物脫出效果大打折扣。

(5)本實用新型由于將氮氧化物氣體與氨氣在螺旋均液器內已充分接觸混合，在裝填固定床板框式蜂窩脫硝催化劑時，只需要裝填單床層1m³～1.5m³催化劑即可，節(jié)約催化劑投資近30％，以每立方催化劑9萬元計算，一次性可節(jié)約投資3萬元～4萬元，經濟效益顯著。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一種實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖引伸獲得其它的實施附圖。

圖1：本實用新型的結構主視圖；

圖2：本實用新型盤狀霧化噴頭的剖面結構示意圖；

圖3：本實用新型螺旋均液器的結構主視圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實例對本實用新型作進一步說明：

下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。

實施例1

如圖1所示，一種用于煙氣中氮氧化物脫出的新型反應器，包括：

反應器主體1，為圓柱形，高度為6m，厚度為3mm，直徑為2m，選用316L不銹鋼材質，在反應器主體1頂部中線點預留直徑50mm法蘭口，用于安裝高速離心霧化器2；在反應器主體頂部向下0.8m處，左側開設直徑為200mm的開口，與左側位置相對應的右側開設直徑為200mm的開口，用于煙氣管道3和熱風管道4的安裝；

用于將還原劑霧化的具有盤狀霧化噴頭20的高速離心霧化器2，其安裝于所述反應器主體1頂部，與所述反應器主體法蘭連接；

如圖2所示，盤狀霧化噴頭20包括上盤201和下盤202，上盤和下盤之間均勻設置有一圈鋯柱203，下盤中央設有霧化噴頭入口204，上盤和下盤為鈦合金材質，鋯柱為氧化鋯材質。上盤201和下盤202之間的距離為5cm，鋯柱203的直徑為5mm，數量為20個。

高速離心霧化器2還包括電機、變速器、主軸和用于通入還原劑的導流管，電機通過主軸與變速器輸入端連接，盤狀霧化噴頭與變速器輸出端連接，導流管與盤狀霧化噴頭連接；將高速離心霧化器的霧化噴頭入口204與將制作好的口徑5mm、長50mm的溶液導流管連接安裝；高速離心霧化器采用上盤、下盤和鋯柱的結構，提高了還原劑的霧化效果。導流管口徑5mm，可避免霧化噴頭堵塞。

如圖1所示，煙氣管道3，與反應器主體1的左側壁法蘭連接；

熱風管道4，安裝于反應器主體1側壁與煙氣管道相對應的位置，與反應器主體法蘭連接；

鋼板5，安裝于反應器主體1內壁并位于煙氣管道3和熱風管道4的下方，位于反應器主體頂部向下1m處，鋼板5為316L材質，厚度為3mm，直徑2m，在該鋼板中心點開設開口，直徑為200mm，該開口用于裝螺旋均液器6；

如圖3所示，用于將還原劑與空氣混合的螺旋均液器6，包括螺旋蝸殼60、入口61和出口62，入口61與鋼板5中央的開口焊接在一起，出口62為錐形；制備方法：采用316L材質不銹鋼，直徑200mm、壁厚2mm、長度3.6m無縫管道，使用專用工具由外向內進行盤旋，制成螺旋蝸殼60，共計三圈，螺旋均液器入口口徑為200mm，入口與鋼板中央的開口焊接在一起，出口上部為200mm，下部直徑為500mm，出口為錐形，出口的側壁與豎直方向的夾角為60°，利于氣液向下均勻散落；高溫氣體與還原劑高溫氣化產生氨氣，進入螺旋均液器中，按照螺旋軌跡可快速旋轉，充分進行氣液混合。

如圖1所示，格柵，設置于反應器主體1頂部向下2.5m處，采用316L不銹鋼材質，在該部位均勻平行并列安裝，在制作好的格柵7上鋪設直徑1.7m 316L材質篩板8，篩板8密布若干個口徑為15mm的孔眼，用于板框式蜂窩狀脫硝催化劑的裝填；

凈化氣體出口9，位于格柵7下方，開設于反應器主體1頂部向下3.5m處，凈化氣體出口9直徑為200mm。

實施例2

將備好的1m³板框式蜂窩狀脫硝催化劑在器內格柵7和篩板8上部進行人工裝填，裝填要求排列整齊規(guī)則，不得擠壓或人工踩踏，防止催化劑破碎。

將凈化氣體出口9法蘭與出口管道連接，出口管道為316L不銹鋼材質，選用功率4kw、風量12000m³/h、風壓592pa的軸流風機作為該反應器的引風機，配備4kw風機專用變頻器進行風量流速調節(jié)。

啟動干燥噴霧系統(tǒng)，在高溫作用下煙氣中氮氧化物濃度逐漸升高，排放至反應器主體1內，反應器主體1同時逐漸對進口空氣加熱升溫，啟動高速離心霧化器2，對尿素溶液霧化，霧化的細小霧滴在熱風作用下氣化為氨氣，在引風機作用下，氮氧化物氣體、高溫熱風、氨氣同步引入至螺旋均液器6內旋轉混合，從螺旋均液器6出口進入板框式蜂窩狀脫硝催化劑床層，進行催化還原反應為無害的N₂、CO₂、H₂O等氣體，經凈化氣體出口排放，至此氮氧化物完成催化還原反應全過程。

干燥塔排放煙氣已經前段水膜除塵處理，以德圖350便攜式煙氣組成分析儀進行標定，連續(xù)8h測試，每次間隔2h，測試數據如下表。

從上述數據說明，在NOx進口濃度趨向穩(wěn)定的前提下，逐漸提高熱風溫度、逐漸提高還原劑流量，NOx出口濃度逐漸呈現下降趨勢，脫除率逐漸提高，在熱風溫度500℃、還原劑流量3.5m³/h、其它條件不變的情況下，NOx出口濃度達到了150mg/m³、脫除率達到了92％，說明該項技術完全符合氮氧化物脫出的技術條件，滿足煙氣NOx排放的環(huán)保要求。

上面以舉例方式對本實用新型進行了說明，但本實用新型不限于上述具體實施例，凡基于本實用新型所做的任何改動或變型均屬于本實用新型要求保護的范圍。