[发明专利]涡流发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及烟气脱硝处理工程，尤其提供一种用于烟气SCR脱硝过程的整流装置。

背景技术

SCR 是目前最成熟的烟气脱硝技术， 它是一种炉后脱硝的方法，最早由日本于 20 世纪 60~70 年代后期完成商业运行, 是利用还原剂（NH₃, 尿素）在金属催化剂作用下，选择性地与 NOx 反应生成 N₂ 和H₂O, 而不是被 O₂ 氧化, 故称为“选择性” 。目前世界上流行的 SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法 SCR 两种。这两种方法都是利用氨对NOx的还原功能， 在催化剂的作用下将 NOx（主要是NO）还原为对大气没有污染影响的 N₂和水。

SCR脱硝所选用的催化剂有三种类型：蜂窝式、板式、波纹板式。蜂窝式是最常用的一种形式，在市场上所占份额约70%。蜂窝式催化剂元件（陶瓷）的制作一般是通过挤压工具整体成型，经干燥、烧结切割成满足要求的元件，这些元件被装入钢框架内，形成催化剂模块。蜂窝式催化剂具有模块化、相对质量较轻、长度易于控制、比表面积大、易改变节距、适应不同工况、回收利用率高等优点。缺点是：建设期催化剂的投资费用比较大，约占建设投资的60%；生产中催化剂易于积灰，发生堵塞及中毒现象。

目前脱硝工程中，烟气在进入催化剂之前先是被整流格栅进行分配，烟气就以平流的状态通过催化剂层，烟气中的氨气和氮氧化物在催化剂的作用下发生反应，催化剂的催化效果影响氮氧化物脱除效率的高低。烟气与催化剂的接触时间越长，反应进行的就越彻底。在平流状态下为保证烟气与催化剂有足够的接触时间，催化剂就要保证有足够高度。这必然要花费一定的成本来达到一定的高度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种涡流发生装置，在脱硝（NOx）装置的本体上增设该涡流发生装置，能使烟气以涡流的状态通过催化剂层，从而增加烟气与催化剂的接触时间，进而实现减小催化剂的高度和降低成本的目的。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种涡流发生装置，包括至少一个涡流发生单元，每个涡流发生单元包括由4块大小一致的隔板搭建形成的方形通道，在方形通道内沿着气流的方向设置至少一级的涡流导叶组件。

作为本发明的涡流发生装置的改进：所述每级涡流导叶组件由4块平板型涡流发生导叶组成，在每块隔板的内表面固定设置一个平板型涡流发生导叶，每块平板型涡流发生导叶垂直于和自身相连的隔板，且每块平板型涡流发生导叶与和自身相连的隔板的水平夹角为25~50°； 4块平板型涡流发生导叶的端部均处于一个平行于方形通道横截面的平面内，4块平板型涡流发生导叶的尾部均处于另一个平行于方形通道横截面的平面内；且每块平板型涡流发生导叶的端部与最靠近自身的方形通道的侧棱的间距q为1~2cm。

作为本发明的涡流发生装置的进一步改进：沿着气流的方向设置至少两级且相互之间的间距为L的涡流导叶组件，且沿着气流的方向每级涡流导叶组件中的平板型涡流发生导叶与隔板的水平夹角依次减小（即，如图3所述，β2＜β1）。

作为本发明的涡流发生装置的进一步改进：所述相邻的两级涡流导叶组件之间的间距L为位于前一级（沿着气流的方向而言，为靠近气流的进口）的涡流导叶组件中的平板型涡流发生导叶在与自身相连的隔板上的投影高度H₁的1~2倍。

作为本发明的涡流发生装置的进一步改进：平板型涡流发生导叶呈直角梯形状（如图6所示），直角梯形的直角边（即同时垂直于直角梯形顶边和底边的那个边）与隔板固定相连。

作为本发明的涡流发生装置的进一步改进：方形通道的长度为200~500mm，方形通道的横截面的边长为80~200mm。即，方形通道的横截面的面积为（80~200mm）×（80~200mm）。

作为本发明的涡流发生装置的进一步改进：沿着气流的方向设置两级涡流导叶组件，第一级涡流导叶组件中的板型涡流发生导叶的尺寸是第二级涡流导叶组件中的板型涡流发生导叶的尺寸的1.05~1.5倍（较佳为1.05~1.1倍）；第一级涡流导叶组件中的板型涡流发生导叶与隔板的水平夹角β1为30~50°，第二级涡流导叶组件中的板型涡流发生导叶与隔板的水平夹角β2为25~35°。

本发明的涡流发生装置，若干个的涡流发生单元组成一个模块，因此一个涡流发生装置可由多个模块构成，模块之间依靠支撑梁采用螺栓相连的方式实现可拆卸式连接。