一种涡旋式吹灰组件、包括其的SCR反应装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种涡旋式吹灰组件、包括其的SCR反应装置及方法，所述的涡旋式吹灰组件包括沿壳体周向设置的至少三个喷吹管，所述的喷吹管沿壳体外周的同一向倾斜设置于壳体外壁面上，所述的喷吹管外接压缩空气源，压缩空气经喷吹管喷入壳体内部形成气流涡旋对壳体内部易积灰区域进行喷吹清灰。本发明专利技术提供的涡旋式吹灰组件通过压缩空气源提供压缩空气，该压缩空气经喷吹管以某一角度倾斜吹入壳体，在壳体易积灰区域形成有序的涡旋气流，实现对积灰的喷吹清扫。

【技术实现步骤摘要】
一种涡旋式吹灰组件、包括其的SCR反应装置及方法
本专利技术属于烟气处理
，涉及一种吹灰组件、包括其的SCR反应装置及方法，尤其涉及一种涡旋式吹灰组件、包括其的SCR反应装置及方法。
技术介绍
水泥行业氮氧化物排放量为170.6万吨，约占全国的10％，是仅次于电力行业的第二大工业排放源。我国对水泥行业NOx的控制愈来愈重视，对烟气中氮氧化物的排放标准为400mg/Nm3，特别地区为320mg/Nm3。随着氮氧化物的减排标准逐年严格，加快了对水泥行业脱硝技术的研究，选择性催化还原(SCR)脱硝效率高，可达到70％～90％，布置灵活，技术成熟，在水泥行业具有巨大潜力。SCR脱硝技术的核心在于高效的催化剂，但由于积灰问题常常导致催化剂堵塞磨损问题，影响SCR反应器的脱硝效率，因此常在催化剂上方设置吹灰系统，但在极高的粉尘情况下反应器底部易造成积灰，当反应器底部积灰严重时可能堵塞反应器，影响反应器的正常运行。SCR脱硝技术的一个重要指标是脱硝效率，因此对反应器内设备的布置方式引起的速度分布均匀性的研究是非常有必要的。流场分布的均匀性影响着烟气与催化剂的反应程度，最终决定着脱硝效率。一般导流板的布置方式为弧-直导流板，必然导致反应器内测的速度较小，导致速度的均匀性较低，影响着脱硝效率。CN205164496U公开了一种双吹灰装置的脱硝反应器系统，包括脱硝反应器，脱硝反应器内安装有若干个吹灰器组件，吹灰器组件包括超声波吹灰器和蒸汽吹灰器，超声波吹灰器和蒸汽吹灰器的位置相对；蒸汽吹灰器连接有蒸汽管道，超声波吹灰器连接有控制阀。本技术为清除催化剂中的积灰，防止催化剂堵灰，每个反应器设置超声波吹灰器和蒸汽吹灰器进行吹灰，该双吹灰器设计比单吹灰设计的吹灰效率大大提高,能够降低系统的压降，提高催化剂的使用效率和寿命。但此专利仅是针对催化剂床层吹灰，不涉及反应器底部吹灰作用。CN109821414A公开了一种脱硝反应器防积灰装置，包括：吹气装置；水平段吹扫管路，一端与所述吹气装置的出气口连通；水平段吹扫装置，与所述水平段吹扫管路的另一端连通，用于对脱硝反应器的入口水平段烟道进行吹扫。本专利技术提供的脱硝反应器防积灰装置，通过吹气装置提供压缩空气，该压缩空气通过水平段吹扫管路被输送至水平段吹扫装置，并喷射在入口水平段烟道。入口水平段烟道内的积灰在气流的作用下被吹散，并随着烟气排出脱硝反应器。该方案减少了入口水平段烟道积灰带来的烟道承重过高受损的问题，但主要是对反应器出口水平管道的吹扫，对催化剂下方反应器竖直壁面的吹扫作用不大。由此可以看出，目前已知的现有技术中并不能很好地解决SCR反应装置底部积灰问题，因此亟需设计一种新型的吹灰组件用于SCR反应装置以有效解决积灰问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种涡旋式吹灰组件、包括其的SCR反应装置及方法，本专利技术提供的涡旋式吹灰组件通过压缩空气源提供压缩空气，压缩空气经喷吹管以某一角度倾斜吹入壳体，在壳体易积灰区域形成有序的涡旋气流，实现对积灰的喷吹清扫。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种防积灰的涡旋式吹灰组件，所述的涡旋式吹灰组件包括沿壳体周向设置的至少三个喷吹管，所述的喷吹管沿壳体外周的同一向倾斜设置于壳体外壁面上，所述的喷吹管外接压缩空气源，压缩空气经喷吹管喷入壳体内部形成气流涡旋对壳体内部易积灰区域进行喷吹清灰。本专利技术提供的涡旋式吹灰组件通过压缩空气源提供压缩空气，该压缩空气经喷吹管以某一角度倾斜吹入壳体，在壳体易积灰区域形成有序的涡旋气流，实现对积灰的喷吹清扫。需要说明的是：(1)本专利技术提供的吹灰组件对壳体外形结构的适应性较强，换言之，本专利技术对壳体截面形状不作特殊要求和具体限定，现今市面上存在的任意形状壳体均适用于本专利技术提供的涡旋式吹灰组件；(2)本专利技术对涡旋式吹灰组件在壳体上的安装位置也不作具体要求和特殊限定，在满足布置条件的前提下，安装于壳体易积灰区域即可，随着壳体的使用场景和应用领域的变化，本领域技术人员也可以适时调整吹灰组件的安装位置，本专利技术不便对此加以限定；(3)本专利技术对喷吹管的数量没有特殊要求和具体限定，本领域技术人员可以根据积灰量、使用场景和壳体尺寸的限制布置更多或更少的喷吹管，但为了在壳体内部形成涡旋气流应至少设置三组；(4)本专利技术提供的喷吹管可以在水平面上倾斜安装于壳体外壁面，由此形成的涡旋气流则是平面涡旋气流，喷吹管也可以在垂直面上倾斜安装与壳体外壁面(水平面上也要沿同一倾斜方向安装以保证形成涡旋气流)，即压缩空气经喷吹管斜向上或斜向下喷入壳体，由此形成的涡旋气流则是立体涡旋气流，本领域技术人员可以根据实际生产需要选择不同的倾斜方式，但都要保证喷吹管沿同一方向切斜，否则内部气流紊乱相互对冲无法形成涡流。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的喷吹管沿壳体周向水平设置，所述的喷吹管在水平面上沿同一倾斜方向倾斜设置于壳体外壁面上，压缩空气经喷吹管喷入壳体内部形成水平面上的气流涡旋。优选地，所述的壳体横截面为多边形，所述壳体的每侧外壁面上分别设置有至少一个喷吹管。优选地，在水平面内，所述的喷吹管与壳体外壁面的夹角为15～45°，压缩空气呈15～45°斜角喷入壳体内部，例如可以是15°、17°、19°、21°、23°、25°、27°、29°、31°、33°、35°、37°、39°、41°、43°或45°，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述的壳体截面为圆形，所述的壳体外壁面上等距设置至少三个喷吹管。优选地，在水平面内，所述的喷吹管和壳体相接点所在切线与所述喷吹管的夹角为15～45°，压缩空气呈15～45°斜角喷入壳体内部，例如可以是15°、17°、19°、21°、23°、25°、27°、29°、31°、33°、35°、37°、39°、41°、43°或45°，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。第二方面，本专利技术提供了一种内部设置有如第一方面所述的吹灰组件的SCR反应装置，所述的SCR反应装置包括立式壳体以及横向设置于立式壳体内部的至少一层催化剂层。所述的立式壳体底部设置有如第一方面所述的吹灰组件。本申请在催化剂层下方设置涡旋式吹灰组件，通过涡旋式吹灰组件在壳体内部产生的涡流气旋，增大了催化剂层底部的空气扰动，有效解决了烟道积灰造成的烟道负载过大和底部管道堵塞问题，保证了SCR反应装置的正常运行。需要说明的是，为了完整实现SCR脱硝工艺，整套SCR脱硝系统除了包括本专利技术限定的SCR反应装置外，必然还包括还原剂储罐和还原剂喷射装置等通用设备，还原剂喷射装置设置于SCR反应装置的烟气进口管路上，还原剂喷射装置外接还原剂储罐，烟气流经烟气进口管路时与还原剂喷射装置喷入的还原剂接触混合后通入SCR反应装置。但也可以理解的是，以上内容均为本领域技术人员所公知，为现有技术中已公开的SCR脱硝系统中的必要设备，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡旋式吹灰组件，其特征在于，所述的涡旋式吹灰组件包括沿壳体周向设置的至少三个喷吹管，所述的喷吹管沿壳体外周的同一向倾斜设置于壳体外壁面上，所述的喷吹管外接压缩空气源，压缩空气经喷吹管喷入壳体内部形成气流涡旋对壳体内部易积灰区域进行喷吹清灰。/n

【技术特征摘要】
1.一种涡旋式吹灰组件，其特征在于，所述的涡旋式吹灰组件包括沿壳体周向设置的至少三个喷吹管，所述的喷吹管沿壳体外周的同一向倾斜设置于壳体外壁面上，所述的喷吹管外接压缩空气源，压缩空气经喷吹管喷入壳体内部形成气流涡旋对壳体内部易积灰区域进行喷吹清灰。


2.根据权利要求1所述的涡旋式吹灰组件，其特征在于，所述的喷吹管沿壳体周向水平设置，所述的喷吹管在水平面上沿同一倾斜方向倾斜设置于壳体外壁面上，压缩空气经喷吹管喷入壳体内部形成水平面上的气流涡旋；
优选地，所述的壳体横截面为多边形，所述壳体的每侧外壁面上分别设置有至少一个喷吹管；
优选地，在水平面内，所述的喷吹管与壳体外壁面的夹角为15～45°，压缩空气呈15～45°斜角喷入壳体内部；
优选地，所述的壳体截面为圆形，所述的壳体外壁面上等距设置至少三个喷吹管；
优选地，在水平面内，所述的喷吹管和壳体相接点所在切线与所述喷吹管的夹角为15～45°，压缩空气呈15～45°斜角喷入壳体内部。


3.一种内部设置有吹灰组件的SCR反应装置，其特征在于，所述的SCR反应装置包括立式壳体以及横向设置于立式壳体内部的至少一层催化剂层；
所述的立式壳体底部设置有权利要求1-4任一项所述的涡旋式吹灰组件。


4.根据权利要求3所述的SCR反应装置，其特征在于，所述的立式壳体顶部入口设置有水平方向的变径进口烟道，所述的立式壳体底部出口设置有水平方向的变径出口烟道，烟气沿水平方向由进口烟道进入立式壳体由上至下依次穿过所述的催化剂层后沿水平方向由出口烟道排出；
优选地，所述的进口烟道与立式壳体对接的转弯烟道内部设置有至少两组导流板，所述的导流板用于改变进入进口烟道的烟气流向；
优选地，所述的导流板为分段结构的弧直型导流板；
优选地，所述的立式壳体顶部设置有至少一层整流格栅；
优选地，所述的整流格栅等距间隔设置；
优选地，相邻两个整流格栅之间的距离控制在40～100mm；
优选地，所述的出口烟道上方的立式壳体外壁面处设置有所述的吹灰组件；
优选地，所述的出口烟道上设置有颗粒物检测装置，所述的颗粒物检测装置用于对出口烟道排烟中的颗粒物浓度进行检测。


5.根据权利要求3或4所述的SCR反应装置，其特征在于，所述的导流板分为内侧导流板和外侧导流板，所述的内侧导流板设置于进口烟道与立式壳体对接的转弯烟道内侧，所述的外侧导流板设置于进口烟道与立式壳体对接的转弯烟道外侧，所述的内侧导流板和外侧导流板沿烟气流向呈放射状分布；
优选地，所述的内侧导流板沿烟气流向包括对接的内侧弧形导流板和内侧直导流板，所述的内侧弧形导流板向转弯烟道内侧延伸形成内侧直导流板；
优选地，所述的内侧直导流板与竖直方向的夹角为5～15°；...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱廷钰，郭旸旸，许肖飞，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11