防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的新型導(dǎo)流裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煙氣脫硝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的新型導(dǎo)流裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是目前世界上應(yīng)用最成熟最廣泛的煙氣脫硝技術(shù)，其原理就是在含有尾氣中噴入氨或者其它含氮化合物，在催化劑的作用下，使其中的NOx還原成N 2和水。隨著大批脫硝項(xiàng)目的投產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)在一些項(xiàng)目中，脫硝催化劑在靠近中前部煙道處磨損嚴(yán)重，部分已坍塌。
[0003]SCR反應(yīng)器入口中前部催化劑不均勻磨損是由于入口濃度及顆粒度分布不均勻引起的。合壁脫硝反應(yīng)器的兩個(gè)合壁式煙道共用一個(gè)側(cè)壁，在煙道轉(zhuǎn)彎處設(shè)有導(dǎo)流板。由于上升煙道急速轉(zhuǎn)為水平煙道，使得顆粒在彎頭外側(cè)富集，濃度較高且大顆粒主要位于外側(cè)壁面處，轉(zhuǎn)彎上升過程中，由于大顆粒慣性較大，不易在氣流速度攜帶下向整個(gè)斷面擴(kuò)散，因此高濃度、大顆粒的顆粒將被帶到催化劑入口斷面的中前部，形成催化劑中前部的加速磨損。
[0004]上述催化劑不均勻磨損問題是SCR煙氣脫硝技術(shù)中亟待解決的問題，目前還沒有很好的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種新型導(dǎo)流裝置，以解決SCR催化劑不均運(yùn)磨損問題，延長催化劑的整體使用壽命。
[0006]本發(fā)明針對SCR煙氣流場及顆粒濃度場、顆粒直徑的分布規(guī)律進(jìn)行分析，確認(rèn)了SCR催化劑不均運(yùn)磨損的原因，提出改進(jìn)SCR入口斷面顆粒濃度場及不同直徑顆粒分布均勻的原則，設(shè)計(jì)出防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的新型導(dǎo)流裝置，使SCR入口斷面流場、顆粒濃度場、顆粒直徑均勻分布。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的新型導(dǎo)流裝置，為一凸起結(jié)構(gòu)，設(shè)置于上升煙道內(nèi)壁的與轉(zhuǎn)彎方向相背一側(cè)，并靠近上升煙道的轉(zhuǎn)彎處。
[0009]進(jìn)一步地，所述凸起結(jié)構(gòu)的截面形狀優(yōu)選為三角形或梯形。
[0010]進(jìn)一步地，所述凸起結(jié)構(gòu)與上升煙道內(nèi)壁的夾角優(yōu)選為:上夾角為30?90°，下夾角為45?90°。
[0011]進(jìn)一步地，所述凸起結(jié)構(gòu)的凸起高度為400-800mm。
[0012]進(jìn)一步地，所述凸起結(jié)構(gòu)位于轉(zhuǎn)彎處和噴氨格柵之間的煙道位置。
[0013]進(jìn)一步地，所述凸起結(jié)構(gòu)的材質(zhì)優(yōu)選與煙道材質(zhì)相同，如Q235等。
[0014]一種選擇性催化還原裝置，包含合壁式的上升煙道和SCR反應(yīng)器，所述上升煙道中設(shè)有如上所述的防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的新型導(dǎo)流裝置。
[0015]本發(fā)明在脫硝反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置新型導(dǎo)流裝置，即上述凸起結(jié)構(gòu)，通過該凸起結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)彎后的煙氣顆粒濃度和顆粒直徑均勻分布；上升煙道急速轉(zhuǎn)為水平煙道，顆粒不會在彎頭外側(cè)富集，氣流向整個(gè)斷面擴(kuò)散，從而能夠解決催化劑不均運(yùn)磨損的問題，延長催化劑使用壽命。該方案結(jié)構(gòu)簡單，效果良好，工程造價(jià)低，易于推廣使用。
【附圖說明】
[0016]圖1是實(shí)施例中防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的三角形導(dǎo)流裝置的位置示意圖。
[0017]圖2是圖1中三角形導(dǎo)流裝置的放大圖。
[0018]圖3是加裝新型導(dǎo)流裝置后SCR裝置的煙氣速度流場圖。
[0019]圖4是第一層催化劑上方0.5m處流場的速度分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面通過具體實(shí)施例和附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0021]如圖1所示的合壁脫硝反應(yīng)器，其中上升煙道I連接鍋爐2，上升煙道I和SCR反應(yīng)器3共用一個(gè)側(cè)壁。煙道I內(nèi)設(shè)有噴氨裝置(噴氨格柵)4，SCR反應(yīng)器2內(nèi)設(shè)有整流器5和催化劑6。鍋爐2產(chǎn)生的煙氣7經(jīng)煙道I上升，在轉(zhuǎn)彎處轉(zhuǎn)為水平煙道，然后進(jìn)入SCR反應(yīng)器2，在催化劑作用下進(jìn)行脫硝反應(yīng)。
[0022]圖1中凸起結(jié)構(gòu)8即為本實(shí)施例采用的防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的導(dǎo)流裝置，其位于煙道I內(nèi)壁的與轉(zhuǎn)彎方向相背一側(cè)(外側(cè))，并靠近轉(zhuǎn)彎處，位于轉(zhuǎn)彎處和噴氨裝置4之間的煙道位置。本實(shí)施例中，凸起結(jié)構(gòu)8的截面形狀為三角形，圖2為凸起結(jié)構(gòu)8的放大圖，如該圖所示，其三角形截面與煙道I內(nèi)壁的上夾角為30°，下夾角為45°，兩個(gè)邊長分別為900mm，620mm。三角形靠近轉(zhuǎn)彎處的距離為d為1000mm。
[0023]在不設(shè)置上述導(dǎo)流裝置即凸起結(jié)構(gòu)8的情況下，煙氣經(jīng)煙道I上升并在轉(zhuǎn)彎處急速轉(zhuǎn)為水平煙道，使得顆粒在彎頭外側(cè)富集，濃度較高，且大顆粒主要位于外側(cè)壁面，轉(zhuǎn)彎上升過程中，由于大顆粒慣性較大，不易在氣流速度攜帶下向整個(gè)斷面擴(kuò)散，形成催化劑中前部的加速磨損，即催化劑產(chǎn)生不均勻磨損。在煙道I內(nèi)設(shè)置上述導(dǎo)流裝置即凸起結(jié)構(gòu)8后，該凸起結(jié)構(gòu)可以使轉(zhuǎn)彎后的煙氣顆粒濃度和顆粒直徑均勻分布，顆粒不會在彎頭外側(cè)富集，氣流向整個(gè)斷面擴(kuò)散，從而能夠解決催化劑不均運(yùn)磨損的問題，延長催化劑使用壽命O
[0024]圖3和圖4是對上述裝置進(jìn)行CFD (Computat1nal Fluid Dynamics，計(jì)算流體動力學(xué))模擬的計(jì)算結(jié)果。圖3為加裝新型導(dǎo)流裝置后，SCR裝置的煙氣速度流場圖，可以看出，新型導(dǎo)流裝置下的反應(yīng)器流場均勻，滿足脫硝催化劑對流場的要求。圖4為第一層催化劑上方0.5m處流場的速度分布圖，可以看出速度分布變異率小于10%，滿足脫硝催化劑對流場的要求。
[0025]本發(fā)明的防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的導(dǎo)流裝置，除采用如上所述的三角形截面外，也可以采用梯形等形狀，也能取得相近的技術(shù)效果。
[0026]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其進(jìn)行限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求所述為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的新型導(dǎo)流裝置，其特征在于，為一凸起結(jié)構(gòu)，設(shè)置于上升煙道內(nèi)壁的與轉(zhuǎn)彎方向相背一側(cè)，并靠近上升煙道的轉(zhuǎn)彎處。
2.如權(quán)利要求1所述的防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的新型導(dǎo)流裝置，其特征在于:所述凸起結(jié)構(gòu)的截面形狀為三角形或梯形。
3.如權(quán)利要求1所述的防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的新型導(dǎo)流裝置，其特征在于:所述凸起結(jié)構(gòu)與上升煙道內(nèi)壁的上夾角為30?90°，與上升煙道內(nèi)壁的下夾角為45 ?90°。
4.如權(quán)利要求3所述的防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的新型導(dǎo)流裝置，其特征在于:所述凸起結(jié)構(gòu)的凸起高度為400-800mm。
5.如權(quán)利要求1所述的防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的新型導(dǎo)流裝置，其特征在于:所述凸起結(jié)構(gòu)位于轉(zhuǎn)彎處和噴氨格柵之間的煙道位置。
6.如權(quán)利要求1所述的防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的新型導(dǎo)流裝置，其特征在于:所述凸起結(jié)構(gòu)的材質(zhì)與煙道材質(zhì)相同。
7.如權(quán)利要求6所述的防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的新型導(dǎo)流裝置，其特征在于:所述凸起結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為Q235。
8.一種選擇性催化還原裝置，包含合壁式的上升煙道和SCR反應(yīng)器，其特征在于，所述上升煙道中設(shè)有權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的新型導(dǎo)流裝置。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種防止合壁脫硝反應(yīng)器催化劑磨損的新型導(dǎo)流裝置，其為一凸起結(jié)構(gòu)，設(shè)置于上升煙道內(nèi)壁的與轉(zhuǎn)彎方向相背一側(cè)，并靠近上升煙道的轉(zhuǎn)彎處。所述凸起結(jié)構(gòu)的截面形狀優(yōu)選為三角形或梯形；所述凸起結(jié)構(gòu)與上升煙道內(nèi)壁的夾角優(yōu)選為：上夾角為30～90°，下夾角為45～90°；所述凸起結(jié)構(gòu)的凸起高度為400-800mm。本發(fā)明能夠使SCR入口斷面流場、顆粒濃度場、顆粒直徑均勻分布，能夠解決催化劑不均運(yùn)磨損的問題，延長催化劑使用壽命。
【IPC分類】B01D53-90, B01D53-88, B01D53-56
【公開號】CN104607043
【申請?zhí)枴緾N201510026053
【發(fā)明人】陳海杰, 茆云漢, 高飛
【申請人】大唐科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月19日