一种水泥窑scr脱硝反应系统
阅读说明：本技术 一种水泥窑scr脱硝反应系统 (Cement kiln SCR denitration reaction system ) 是由 雷嗣远 方朝君 卿梦磊 王乐乐 杨晓宁 孔凡海 姚燕 王凯 鲍强 马云龙 于 2021-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种水泥窑SCR脱硝反应系统,包括反应器主体、主催化剂单元,反应器主体连接有进口烟道和出口烟道,主催化剂单元设置在反应器主体内,系统还包括第一拦灰单元、第二拦灰单元中的一种或多种,第一拦灰单元设置在进口烟道内,第一拦灰单元设置有允许烟气通过的烟气通道,烟气通道的开口大小可调节；第二拦灰单元设置在反应器主体内位于主催化剂单元的上方,第二拦灰单元设置有允许烟气通过的烟气孔。本发明通过拦灰单元可以高效拦截并运输烟气中飞灰,同时多项措施保证飞灰在经过催化剂之前被清除,延长催化剂使用寿命；拦灰单元结构简单,安装方便,节约成本。(The invention relates to a cement kiln SCR denitration reaction system, which comprises a reactor main body and a main catalyst unit, wherein the reactor main body is connected with an inlet flue and an outlet flue, the main catalyst unit is arranged in the reactor main body, the system also comprises one or more of a first ash blocking unit and a second ash blocking unit, the first ash blocking unit is arranged in the inlet flue, the first ash blocking unit is provided with a flue gas channel allowing flue gas to pass through, and the opening size of the flue gas channel is adjustable; the second ash blocking unit is arranged in the reactor main body and above the main catalyst unit, and is provided with a flue gas hole allowing flue gas to pass through. The fly ash in the flue gas can be efficiently intercepted and transported through the ash blocking unit, and meanwhile, the fly ash is removed before passing through the catalyst by multiple measures, so that the service life of the catalyst is prolonged; the ash blocking unit is simple in structure, convenient to install and cost-saving.)
技术领域
本发明属于SCR脱硝
技术领域
，具体涉及一种水泥窑SCR脱硝反应系统。背景技术
水泥窑排出的废气中所含的NOx对环境的污染较大，NOx与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐，因此必须采取一定的措施尽可能多地脱除水泥窑排出废气中的NOx，以减少其对环境的污染。
控制NOx排放的技术措施可以分为两大类：一是所谓的源头控制，是通过各种技术手段，控制燃烧过程中NOx的生成反应；另一类是所谓的尾部控制，是把已经生成的NOx通过某种手段还原为N2，从而降低NOx的排放。
当前，为达到NOx的超低排放，在水泥窑工业中的窑炉处理中常采用选择性催化还原（SCR）脱硝技术。催化剂作为SCR脱硝技术的核心材料，成为制约脱硝反应的主要因素。现有的工艺，往往进行高灰高尘布置。由于水泥生产线往往空间有限，进口过渡烟道形式多样，无法设置固定的收灰装置，加上水泥窑飞灰浓度极高，为防止催化剂层积灰，提高脱硝效率，通常在每层催化剂上方设置吹灰装置，但现有吹灰装置，结构复杂，且吹灰效率以及效果较差，需要频繁的对窑炉进行吹灰处理，且效果不佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种水泥窑SCR脱硝反应系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种水泥窑SCR脱硝反应系统，包括反应器主体、主催化剂单元，所述的反应器主体连接有进口烟道和出口烟道，所述的主催化剂单元设置在所述的反应器主体内，
所述的系统还包括第一拦灰单元、第二拦灰单元中的一种或多种，所述的第一拦灰单元设置在所述的进口烟道内，所述的第一拦灰单元设置有允许烟气通过的烟气通道，所述的烟气通道的开口大小可调节；所述的第二拦灰单元设置在所述的反应器主体内位于所述的主催化剂单元的上方，所述的第二拦灰单元设置有允许烟气通过的烟气孔。
优选地，所述的第一拦灰单元包括拦灰板组、拦灰驱动件，所述的拦灰板组设置有多组，多组所述的拦灰板组位于所述的入口烟道同一截面且上下分布，相邻两组所述的拦灰板组之间形成所述的烟气通道；所述的拦灰板组包括第一板体、第二板体，所述的第一板体、第二板体之间可相对转动调节所述的烟气通道的开口大小，所述的拦灰驱动件驱动所述的第一板体、第二板体的相对转动，通过在所述的进口烟道设置所述的第一拦灰单元将进入所述的反应器主体前的飞灰进行拦截并预收集，缓解催化剂压力，并通过所述的第一板体、第二板体自身转动调节，实现烟气通道拦灰的自动调整。
进一步优选地，所述的第一板体、第二板体之间的夹角为18°-60°。
优选地，所述的第一拦灰单元还包括用于监测所述的反应器主体内灰分浓度的浓度监测器、用于监测所述的反应器主体内烟气阻力的差压监测器，所述的拦灰驱动件根据所述的浓度监测器、差压监测器的监测数据调节所述的第一板体、第二板体之间的角度，通过监测灰分负荷浓度和烟道阻力两个参数阀值，可以根据灰分负荷的高低、烟气压力，调整所述的烟气通道的开口大小，最终达到将灰分拦截的作用。
优选地，所述的第二拦灰单元包括挡灰板、导灰通道，所述的挡灰板上开设有所述的烟气孔，所述的挡灰板下凹形成积灰槽，所述的导灰通道上端分别连通所述的积灰槽的两端，所述的导灰通道的下端延伸至所述的出口烟道。
进一步优选地，所述的导灰通道的入口处设置有控制阀。
进一步优选地，所述的导灰通道设置有多条。
进一步优选地，所述的导灰通道的截面呈梯形。
进一步优选地，所述的第二拦灰单元还包括推灰组件，所述的推灰组件用于将所述的积灰槽内的积灰推入至所述的导灰通道内，所述的推灰组件包括推灰板、推灰驱动件，所述的推灰板设置在所述的积灰槽内，所述的推灰驱动件与所述的推灰板相连接驱动其在所述的积灰槽内往复移动。
进一步优选地，所述的推灰板上开设有孔，推灰过程中，积灰可以从孔中穿过，减小所述的推灰板在推动过程中的阻力。
进一步优选地，所述的推灰板垂直设置在所述的积灰槽内。
进一步优选地，所述的推灰板的形状与所述的积灰槽的截面形一致。
进一步优选地，所述的第二拦灰单元还包括吹灰件，所述的吹灰件设置在所述的挡灰板的两侧用于将所述的挡灰板上的积灰吹入至所述的积灰槽内。
优选地，所述的系统包括第一灰斗、输灰管，所述的第一灰斗设置在所述的进口烟道内位于所述的第一拦灰单元的前部，所述的输灰管的一端与所述的第一灰斗连通，所述的输灰管的另一端与所述的出口烟道连通。
优选地，所述的反应器本体的顶部由所述的进口烟道一侧向相对的另一侧倾斜向下延伸，所述的系统还包括第二灰斗、输灰管，所述的第二灰斗设置在所述的反应器本体内相对所述的进口烟道的另一侧，所述的输灰管的一端与所述的第二灰斗连通，所述的输灰管的另一端与所述的出口烟道连通。由于烟气惯性，携带大量飞灰通过所述的反应器本体倾斜的顶部，靠近烟道上部烟气携带的飞灰被收集至所述的第二灰斗，收集的飞灰掉落至所述的第二灰斗后可以被收集至所述的出口烟道。
优选地，所述的出口烟道设置有文丘立管段，所述的文丘立管段由渐缩至渐扩，通过文丘里效应，将此前的灰分吸至所述的出口烟道，排入下游除尘设备。
优选地，所述的系统还包括辅助催化剂单元，所述的辅助催化剂单元设置在所述的出口烟道内，所述的辅助催化剂单元对未经所述的主催化剂单元反应的少量烟气进行吸收。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明通过拦灰单元可以高效拦截并运输烟气中飞灰，同时多项措施保证飞灰在经过催化剂之前被清除，延长催化剂使用寿命；拦灰单元结构简单，安装方便，节约成本。
附图说明
附图1为本实施例的结构示意图；
附图2为本实施例中拦灰板组的结构示意图；
附图3为本实施例中挡灰板的结构示意图；
附图4为本实施例中推灰板的结构示意图。
以上附图中：
1、反应器主体；10、进口烟道；11、出口烟道；110、文丘立管段；2、主催化剂单元；3、第一拦灰单元；30、烟气通道；31、第一板体；32、第二板体；40、挡灰板；400、烟气孔；401、积灰槽；41、导灰通道；42、吹灰件；43、推灰板；430、孔；44、杆件；50、第一灰斗；51、输灰管；60、第二灰斗；61、输灰管；7、辅助催化剂单元。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示：一种水泥窑SCR脱硝反应系统，包括反应器主体1、主催化剂单元2，反应器主体1连接有进口烟道10和出口烟道11，主催化剂单元2设置在反应器主体1内。进口烟道10沿水平方向延伸，出口烟道11沿向下倾斜延伸。
系统还包括第一拦灰单元3、第二拦灰单元，以下具体对第一拦灰单元3、第二拦灰单元进行详细说明。
第一拦灰单元3设置在进口烟道10内，第一拦灰单元3设置有允许烟气通过的烟气通道30，烟气通道30的开口大小可调节。如图2所示：在本实施例中：第一拦灰单元3包括拦灰板组、拦灰驱动件、控制器等。拦灰板组设置有多组，多组拦灰板组位于进口烟道10同一截面且上下分布，相邻两组拦灰板组之间形成烟气通道30。拦灰板组具体包括第一板体31、第二板体32，第一板体31、第二板体32之间可相对转动，拦灰驱动件驱动第一板体31、第二板体32的相对转动。第一板体31、第二板体32采用矩形的不锈钢片，可以分别连接转轴，拦灰驱动件通过驱动转轴带动第一板体31、第二板体32实现相对转动。第一板体31、第二板体32可以是沿进口烟道10两侧延伸的一整块板体，也可以是如图2所示的多块板体。当第一板体31、第二板体32水平角度为0°时，相邻两组拦灰板组之间的烟气通道30开口最大，此时烟气可以全部流过，不受阻挡。优选地，第一板体31、第二板体32之间的夹角为18°-60°。通过在进口烟道10设置第一拦灰单元3将进入反应器主体1前的飞灰进行拦截并预收集，缓解催化剂压力。
第一拦灰单元3还包括用于监测反应器主体内灰分浓度的浓度监测器、用于监测反应器主体内烟气阻力的差压监测器，浓度监测器、差压监测器与控制器相连接。浓度监测器、差压监测器可以在第一拦灰单元3的两侧分别设置，通过监测灰分负荷浓度和烟道阻力两个参数阀值，可以根据灰分负荷的高低、烟气压力，调整烟气通道的开口大小，最终达到将灰分拦截的作用。
第一拦灰单元3的工作过程为：烟气流经浓度监测器、差压监测器，当浓度监测器监测到灰分总浓度高于设计值，反馈信号给控制器，控制器调整第一板体31、第二板体32的夹角，拦灰驱动件驱动第一板体31、第二板体32进行转动调节，实现烟气通道30大小的调节；当差压监测器监测到第一拦灰单元3造成烟道阻力过高，差压监测器报警，反馈信号给控制器，控制器调整第一板体31、第二板体32的夹角，实现烟气通道30大小的调节，降低压差，并使集聚的飞灰掉落。当灰分过高，压差低于报警值，系统重新开始工作。
第二拦灰单元设置在反应器主体1内位于主催化剂单元2的上方，第二拦灰单元设置有允许烟气通过的烟气孔400。如图3所示，在本实施例中：第二拦灰单元包括挡灰板40、导灰通道41、吹灰件42。其中：挡灰板40上开设有烟气孔400，挡灰板40下凹形成积灰槽401，导灰通道41上端分别连通积灰槽401的两端，导灰通道41的下端延伸至出口烟道11，吹灰件42设置在挡灰板40的两侧用于将挡灰板40上的积灰吹入至积灰槽41内，依靠烟气及吹灰件42带走聚集在挡灰板40上的飞灰，实现自清洁的作用。挡灰板40可以采用导灰格栅，导灰通道41设置有多条，图中示出的为两条，且导灰通道41的截面呈梯形；导灰通道41的入口处设置有控制阀，如承重单向阀；吹灰件42可以采用空气炮。
第二拦灰单元还包括推灰组件，推灰组件用于将积灰槽401内的积灰推入至导灰通道41内。如图4所示，在本实施例中：推灰组件包括推灰板43、推灰驱动件（如电机等），推灰板43垂直设置在积灰槽401内，推灰驱动件与推灰板43之间通过杆件44相连接驱动其在积灰槽401内往复移动。推灰板43上开设有孔430，推灰过程中，积灰可以从孔430中穿过，减小推灰板43在推动过程中的阻力，推灰板43的形状与积灰槽401的截面形一致。
此外，在积灰槽401的底部可以设置重量传感器，当积灰槽401内飞灰聚集到一定程度，推灰组件开始工作，推灰板43在积灰槽401内反复推动，至使灰分推入导灰通道41，导灰通道41的控制阀打开，排出灰至出口烟道11；当推灰板43未工作时，控制阀关闭，防止未处理的烟气从此通道流出。
系统还包括第一灰斗50、输灰管51，第一灰斗50设置在进口烟道10内位于第一拦灰单元3的前部，第一灰斗50底部设置承重单向阀；输灰管51的一端与第一灰斗50连通，输灰管51的另一端与出口烟道11连通。被第一拦灰单元3拦截的灰落入至第一灰斗50内收集，当灰收集到一定重量时，承重单向阀打开灰排出至出口烟道11。
反应器本体1的顶部由进口烟道10一侧向相对的另一侧倾斜向下延伸，系统还包括第二灰斗60、输灰管61，第二灰斗60设置在反应器本体1内相对进口烟道11的另一侧，输灰管61的一端与第二灰斗60连通，输灰管61的另一端与出口烟道11连通。由于烟气惯性，携带大量飞灰通过反应器本体1倾斜的顶部，靠近烟道上部烟气携带的飞灰被收集至第二灰斗60，收集的飞灰掉落至第二灰斗60后可以通过输灰管被收集至出口烟道11。
出口烟道11设置有文丘立管段110，文丘立管段110由渐缩至渐扩，导灰通道41、输灰管51均与文丘立管段110上游的出口烟道11连通，通过文丘里效应，将此前的灰分吸至出口烟道11，排入下游除尘设备，吸附飞灰不需要借助外部动力。
系统还包括辅助催化剂单元7，辅助催化剂单元7设置在出口烟道11的出口位置，辅助催化剂单元吸收因为导灰通道41的控制阀短暂开启而未经反应的极少部分烟气。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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