[发明专利]一种水泥窑中低温SCR系统预除尘装置

说明书

技术领域

本发明属于水泥窑SCR脱硝技术，具体涉及一种水泥窑中低温SCR系统预除尘装置，用于降低水泥窑SCR反应器中催化剂表面及催化剂孔道中的积灰。

背景技术

目前，新型干法水泥窑的氮氧化物减排主要采用SNCR脱硝技术，该技术能耗高、运行费用高，后续环保提升能力弱。因此，水泥窑SCR中低温的技术运用势在必行，即烟气中NOx在催化剂的催化作用下与NH₃反应转化为N₂和H₂O，催化剂模块摆放在SCR反应器中，所使用的催化剂主要为蜂窝状催化剂。由于水泥窑烟气中含有较高粉尘，烟道内烟气流速过快，蜂窝状催化剂在SCR反应器运行过程中容易积灰，导致催化剂孔道堵塞，降低脱硝效率。因此，在烟气进入SCR反应器之前必需适当降低粉尘浓度，且不能过大的增加系统阻力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种水泥窑中低温SCR系统预除尘装置，使得进入SCR反应器催化剂之前的烟气粉尘浓度较大程度的降低，大大降低催化剂表面积灰和堵塞的几率，降低催化剂的磨损，提高催化剂的使用寿命，也使得进入反应器内的还原剂分布能更均匀，提高脱硝效率。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案包括：主烟气管道、旋流喷射烟气管道、螺旋叶片、反向锥、灰斗。

上述主烟气管道从水泥窑烟气出口处引出，管道直径大小根据水泥窑生产线及烟气总量，通过科学计算得出。

上述旋流喷射烟气管道置于主烟气管道内，中心安装，保证其与主烟气管道同心，否则将影响螺旋叶片的安装。旋流喷射烟气管道直径大小取决于主烟气管道的大小，在主烟气管道的基础上直径减少1.1～1.5米，旋流喷射烟气管道长度2～3米，管道壁厚不小于6mm。

上述旋流喷射管道上均匀布置有切向旋流喷射口，旋流喷射口为缝隙状，长条形，长与宽之比为70:3，开口方向45度，其截面中心方向与旋流喷射烟气管道截面相切，沿旋流喷射烟气管道截面等角度均匀布置，布置角度为6～8度。沿旋流喷射烟气管道长度方向等距离布置，每层喷射口净间隔不超过0.2米。

上述螺旋叶片布置在主烟气管道和旋流喷射烟气管道之间，螺旋叶片旋向与旋流喷射口开孔方向一致，螺旋叶片垂直宽度0.5～0.8米，螺旋叶片与主烟道焊接采用满焊工艺，螺旋叶片的螺旋间距0.4～0.6米。

上述反向锥设置在旋流喷射烟气管道沿烟气流向方向的末端，锥形大截面端尺寸同旋流喷射管道，小截面端直径尺寸在大截面端直径尺寸基础上减少0.6～1米，厚度为5～6mm。

上述灰斗设置在主烟气管道的最低处，通过扩大截面积的方法，使得在此空间内的烟气流速进一步降低，利于粉尘的沉积。

工作时，还原剂氨水从氨水喷枪内喷出，随着烟气流向预除尘装置，在此过程中，氨水受热挥发，快速变成氨气而形成混合烟气。混合烟气先经旋流喷射烟气管道进入，大部分烟气经旋流喷射烟气管道的喷射口切向旋出，与螺旋叶片碰撞后，烟气沿着螺旋叶片旋转方向向下流动。在此过程中大部分粉尘在螺旋叶片与旋流喷射烟气管道形成的空间内高速旋转并激烈的碰撞，最终导致部分粒径较大的粉尘颗粒在重力的作用下快速下降，在螺旋叶片最末端的出风口处开始和主烟气分离并沉积至出灰口处。旋流喷射烟道内的反向锥装置主要目的是使主烟气流与锥体形成的封闭截面产生碰撞并形成回流，从而形成反向上升气流，上升气流再从喷射口喷出形成之前的旋向烟气流，从而进一步达到预除尘效果。在灰斗内设置料位装置，当粉尘沉积到一定高度时打开灰斗的下灰口将粉尘清走。

本发明的有益效果是：

（1）旋流喷射的风向切向垂直度高，有利于通过高速碰撞降低烟气中粉尘流动速度。

（2）螺旋叶片的螺旋导向作用，使得烟气在有限空间内旋转、碰撞、分离，有效的降低粉尘浓度。

（3）旋流喷射烟气管道末端反向锥使得在此处的烟气经碰撞产生回流向上的烟气，部分烟气则高速通过，在出口处形成增加管道空间的负压，有利于装置上部的旋流烟气流动和粉尘的分离，有效的阻止上端旋流气流产生的粉尘随主烟气管道继续流动，使得减速的粉尘沉积至灰斗处。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；图2为旋流烟气管道的喷射口局部剖视图。

图中：1为主烟气管道，2为旋流喷射烟气管道，3为螺旋叶片，4为反向锥，5为灰斗，6为氨水喷枪，7为旋流喷射口。

具体实施方式