管网式SCR脱硝催化剂热风吹灰系统论文和设计-邓丽萍

全文摘要

本实用新型涉及管网式SCR脱硝催化剂热风吹灰系统，包括压缩空气储罐、加热盘管、反应器、催化剂、集气包、电磁阀、吹灰管道母管和管网吹灰层；压缩空气储罐出口处设有闸阀，压缩空气储罐与反应器下端锥形烟道处的加热盘管连通；反应器内设有若干层催化剂，每一层催化剂均配有一个集气包，集气包进口与加热盘管出口连通，集气包出口与吹灰管道母管连通，并且每个集气包出口处均设有电磁阀；吹灰管道母管固定于反应器内壁。本实用新型的有益效果是：本实用新型采用压缩空气竖直方向强力吹扫，不仅具有针对性强、覆盖面积广、清灰无死角等技术特点，还能提高催化剂的使用寿命，延长了催化剂的更换周期，从而提高脱硝效率，节约运行成本。

主设计要求

1.一种管网式SCR脱硝催化剂热风吹灰系统，其特征在于，包括压缩空气储罐(1)、闸阀(2)、加热盘管(3)、反应器(4)、催化剂(5)、集气包(6)、电磁阀(7)、吹灰管道母管(8)和管网吹灰层(9)；压缩空气储罐(1)出口处设有闸阀(2)，压缩空气储罐(1)与反应器(4)下端锥形烟道处的加热盘管(3)连通；反应器(4)内设有若干层催化剂(5)，每一层催化剂(5)均配有一个集气包(6)，集气包(6)进口与加热盘管(3)出口连通，集气包(6)出口与吹灰管道母管(8)连通，并且每个集气包(6)出口处均设有电磁阀(7)；吹灰管道母管(8)固定于反应器(4)内壁，吹灰管道母管(8)与管网吹灰层(9)的中间段连通，管网吹灰层(9)位于催化剂(5)正上方，管网吹灰层(9)与催化剂(5)对应布置；管网吹灰层(9)由若干个管道组成，吹灰管道设有若干个喷气孔，喷气孔为锥形气孔，喷气孔垂直正对催化剂(5)表面。

设计方案

2.根据权利要求1所述的管网式SCR脱硝催化剂热风吹灰系统，其特征在于，吹灰管道母管(8)与反应器(4)内壁通过法兰连接。

3.根据权利要求1所述的管网式SCR脱硝催化剂热风吹灰系统，其特征在于，管网吹灰层(9)的每个管道固定于反应器(4)内壁支撑钢板。

4.根据权利要求1所述的管网式SCR脱硝催化剂热风吹灰系统，其特征在于，在每层催化剂单元上表面即自动吹灰口下侧设置手动吹灰口。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种吹灰装置，具体涉及一种管网式SCR脱硝催化剂热风吹灰系统。

背景技术

目前，选择性催化还原(SCR)脱硝技术是脱硝效率最高、最具市场前景的脱硝技术，已然成为了国内乃至国际上各个行业高效控制NO_{x<\/sub>排放的首要选择。催化剂作为SCR脱硝技术的核心材料，成为制约催化反应的直接因素。然而当含有高浓度和高粘性粉尘的烟气通过催化剂时极容易凝聚于其表面，形成搭桥以及堵塞，从而导致催化剂中毒，极大地降低了脱硝效率。为防止催化剂层积灰，提高脱硝效率，需在每层催化剂上方设置吹灰装置。}

然而，玻璃行业不同于燃煤电厂，玻璃窑炉通常采用较为劣质的燃料，且原料中含有大量的芒硝和纯碱等，因而烟气具有碱(Na^{+<\/sup>盐、CaO等)含量高、粘附性强和腐蚀性高等特点。工程实践证明传统的吹灰方式(比如声波吹灰、蒸汽吹灰等)对此类烟气的吹灰强度不高，作用不大，而且稳定性极差。}

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种管网式SCR脱硝催化剂热风吹灰系统。

这种管网式SCR脱硝催化剂热风吹灰系统，包括压缩空气储罐、闸阀、加热盘管、反应器、催化剂、集气包、电磁阀、吹灰管道母管和管网吹灰层；压缩空气储罐出口处设有闸阀，压缩空气储罐与反应器下端锥形烟道处的加热盘管连通；反应器内设有若干层催化剂，每一层催化剂均配有一个集气包，集气包进口与加热盘管出口连通，集气包出口与吹灰管道母管连通，并且每个集气包出口处均设有电磁阀；吹灰管道母管固定于反应器内壁，吹灰管道母管与管网吹灰层的中间段连通，管网吹灰层位于催化剂正上方，管网吹灰层与催化剂对应布置；管网吹灰层由若干个管道组成，吹灰管道设有若干个喷气孔，喷气孔为锥形气孔，喷气孔垂直正对催化剂表面。

作为优选：吹灰管道母管与反应器内壁通过法兰连接。

作为优选：管网吹灰层的每个管道固定于反应器内壁支撑钢板。

作为优选：在每层催化剂单元上表面即自动吹灰口下侧设置手动吹灰口。

本实用新型的有益效果是：与常规技术相比，本实用新型采用干燥的热压缩空气作为吹灰介质，确保催化剂在干燥的状态下正常工作，适用于具有粘附性强和腐蚀性高等特点的玻璃炉窑烟气。本实用新型采用压缩空气竖直方向强力吹扫，不仅具有针对性强、覆盖面积广、清灰无死角等技术特点，还能提高催化剂的使用寿命，延长了催化剂的更换周期，从而提高脱硝效率，节约运行成本，具有显著的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为管网吹扫的侧视详图。

附图标记说明：压缩空气储罐1、闸阀2、加热盘管3、反应器4、催化剂5、集气包6、电磁阀7、吹灰管道母管8、管网吹灰层9。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

如图1至3所示，所述的管网式SCR脱硝催化剂热风吹灰系统，是用于玻璃窑炉的SCR脱硝反应器的吹灰系统，包括压缩空气储罐1、闸阀2、加热盘管3、反应器4、催化剂5、集气包6、电磁阀7、吹灰管道母管8、管网吹灰层9。

压缩空气储罐1用于储存及释放压缩空气，给管网吹灰单元提供吹灰气源，并保证压缩空气气源的压力、流量保持稳定，也使得后期管网吹扫效果稳定。此外，每一层催化剂都配有一个集气包，并通过电磁阀控制集气包的开闭，进一步保证气源的稳定性。

管网吹灰层9位于催化剂5正上方，与催化剂5对应布置。喷气吹灰管道的喷气孔垂直正对催化剂5表面，吹灰力度大，没有死角，清灰彻底。如图2所示，管网吹灰层9是由多个管道组成，每个管道固定于反应器4内壁支撑钢板，以便安装、拆卸方便。吹灰管道设置多个喷气孔，每个喷气孔间的距离、孔径等根据压缩空气的流速及压力确定，以便达到吹扫力度充足且不损伤催化剂。特别地，管网吹灰层9距离催化剂5的高度，吹灰支管管径、间距，喷气孔大小、间距等参数均可根据实际工程情况对应改变，从而保证吹灰效果。喷气吹灰管道采用圆形管道，防止灰层堆积。喷气孔为锥形气孔，使喷出的气体能够均匀的分布在催化剂表面，且覆盖面积广。

通过烟气预先加热压缩空气，避免吹扫单元冷(压缩空气)热(烟气)气体交替生成NH_{4<\/sub>HSO_{4<\/sub>降低催化剂性能。用于压缩空气预加热的加热盘管3设置于SCR反应器下端的锥形烟道处，烟气流速快，可防止加热管段的积灰堵塞。通过理论计算设计出SCR反应器内部压缩空气加热盘管的换热面积，选择合适的管径并进行合理布置。}}

集气包6进口与加热盘管3出口连通，集气包6出口与吹灰管道母管8连通，集气包6的大小可根据吹灰系统所需压缩空气量进行理论计算并合理布置。

吹灰管道母管8与反应器4内壁通过法兰连接，安装、拆卸方便。吹灰管道母管8与喷气吹灰支管中间段连通，以便支管各喷气孔吹扫力度充足且均匀。

每个电磁阀7与每个吹灰管道母管8连通，控制中心通过电磁阀开闭控制喷气顺序，并控制电磁阀开闭时间达到吹扫效果，根据集气包总量及烟气成分计算每次吹扫时间。为了保证气源的稳定性和吹扫效果，每次吹扫总量不宜超过集气包的二分之一。在气源充足的情况下，可同时启动多个电磁阀以便同时吹扫多块催化剂。

较好的，可以在每层催化剂单元上下两侧均设置压力传感器，用于向控制中心传输催化剂单元上、下侧实时压差，以便控制中心对电磁阀的吹扫时长发出实时有效指令。

较好的，还可以在每层催化剂单元上表面设置手动吹灰口，手动吹灰气源可从集气包中抽取。手动吹灰口设置于自动吹灰口下侧，以便紧急情况下通过手动吹灰强力将催化剂单元上的积灰吹入反应器底部。

某1000t\/d玻璃炉窑的脱硝反应器长宽尺寸分别为7.8m和5.3m，共设置三层催化剂反应层。如果采用现有的传统耙式吹灰装置，设备直接投资成本约为50万，外部检修平台等投资需100万，如果采用本实用新型的吹灰系统，设备投资仅需10万，相应钢结构及基础间接投资约需10万。此外，本实用新型的催化剂使用寿命增加，催化剂价格约为1.5万元\/m^{3<\/sup>，每层催化剂体积为21.87m^{3<\/sup>，测算结果显示节省催化剂成本约32.805万元\/年，与此同时，运行电费大大降低，节约电费约12.8万元\/万年。由此可知，经济效益明显。}}

所述的管网式SCR脱硝催化剂热风吹灰系统的具体实施过程如下：

从厂区压缩空气站引压缩空气至压缩空气储罐1内，当空气储罐中的压力达到设定值，闸阀2打开。压缩空气经过反应器4下端的锥形烟道进行预加热，加热后的压缩空气经保温管道充满于集气包6内，当三层集气包内的压力达到设定值且处于稳定状态时，启动电磁阀7，压缩空气经吹灰管道，由锥形喷嘴喷出，开始吹扫。

在SCR脱硝反应器中的吹扫过程中，第一个电磁阀开启，吹扫持续10s～15s后关闭，下一个电磁阀开启，依次循环吹扫。

本实用新型管网式SCR脱硝催化剂热风吹灰系统可根据催化剂表面灰分沉积情况(反应器前后压差)更改吹灰方式和持续时间。

设计图

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