[发明专利]一种新型低温脱硝装置及其使用方法

权利要求书

1.一种低温脱硝装置，其特征在于，包括预干燥器（1）、烟气换热器（2）、液冷热风分布器（3）、氨空混合器（4）、喷氨格栅（5）、脱硝反应器（6）、双效热管换热器（7）、引风机（8）、烟囱（9）、热风回流风机（10）和助燃风机（11）；

所述预干燥器（1）的进口用于连接湿法脱硫出口（12），所述预干燥器（1）的出口和烟气换热器（2）的加热段相连，所述烟气换热器（2）的加热段和液冷热风分布器（3）相连，所述液冷热风分布器（3）的进口连通有氨水出口（13），所述液冷热风分布器（3）的出口与氨空混合器（4）相连，所述氨空混合器（4）的出口与喷氨格栅（5）相连；

所述喷氨格栅（5）的出口与脱硝反应器（6）相连，所述脱硝反应器（6）的出口和烟气换热器（2）冷却端相连，所述烟气换热器（2）冷却端的出口与双效热管换热器（7）相连，所述双效热管换热器（7）的出口相连与引风机（8）相连，所述引风机（8）的出口与烟囱（9）相连；

所述回流风机（10）的进口与烟气换热器（2）的冷却端连接，所述回流风机（10）的出口与预干燥器（1）相连，所述助燃风机（11）的出口与双效热管换热器（7）相连，所述双效热管换热器（7）与高炉煤气出口（14）相连；

所述预干燥器（1）包括母管和其左右两侧连接有七组支管（101），所述支管迎风面开设有不少于四个小孔（102）；

所述液冷热风分布器（3）包括中心母管和安装在两端头的煤气燃烧器（301），所述中心母管作为煤气燃烧器（301）的燃烧室，所述中心母管的一端连接有氨水入口接管（303），所述氨水入口接管（303）与氨水出口（13）相连，所述中心母管的另一端连接有氨气/水蒸气出口接管（304），所述氨气/水蒸气出口接管（304）与氨空混合器（4）相连；

所述中心母管轴向的两侧均连通高温烟气喷管（305），所述高温烟气喷管（305）分为上下两层，上下两层高温烟气喷管（305）交替布置，所述高温烟气喷管（305）迎风面开设有高温烟气喷孔（302）；

所述中心母管包括若干个螺旋隔板（306）、外套管（307）、内套管（308）和若干个限位挡板（309），所述螺旋隔板（306）与内套管（308）采用密封焊焊接，所述螺旋隔板（306）与外套管（307）采用间隙配合，所述限位挡板（309）固定在外套管（307）的内壁，所述螺旋隔板（306）位于两个限位挡板（309）之间；

所述双效热管换热器（7）的换热部件采用热管元件（701），所述双效热管换热器（7）包括从上至下依次设置的煤气室（702）、空气室（703）和烟气室（704），所述烟气室（704）和空气室（703）间设置有动密封隔板（706），所述动密封隔板（706）与热管元件（701）间隙配合，所述动密封隔板（706）保证热管元件（701）轴向膨胀，所述煤气室（702）和空气室（703）间设置有静密封隔板（705），所述静密封隔板（705）和热管元件（701）刚性连接，所述静密封隔板（705）保证煤气室（702）和空气室（703）绝对密封。

2.根据权利要求1所述的一种低温脱硝装置，其特征在于，所述小孔（102）内烟气流的流速为20m/s，所述小孔间距为200-400mm。

3.根据权利要求1所述的一种低温脱硝装置，其特征在于，所述高温烟气喷孔（302）沿中心母管截面投影间距为200-500mm，所述高温烟气喷孔（302）内烟气流的流速为20m/s。

4.根据权利要求1所述的一种低温脱硝装置，其特征在于，所述热管元件（701）在双效热管换热器（7）内采用管箱竖直布置。

5.根据权利要求1所述的一种低温脱硝装置，其特征在于，所述热管元件（701）的表面沿长度方向设置有三段翅片管，三段所述翅片管分别布置于煤气室（702）、空气室（703）和烟气室（704），所述翅片管采用H型翅片，所述翅片管的有效翅片长度在煤气室（702）、空气室（703）和烟气室（704）的比例依次为4:3:7。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种低温脱硝装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：通过引风机（8）的抽吸作用将湿法脱硫后50-60℃湿饱和烟气流引入到预干燥器（1）内，回流风机（10）将烟气换热器（2）冷却端的部分烟气流分流至预干燥器（1）中，并从预干燥器（1）各小孔中喷射出，喷射出的热烟气流与湿饱和烟气流混合，将湿饱和烟气流中水蒸气加热到过热状态，升温3-5℃，完成湿饱和烟气流干燥；

步骤二：干燥后的烟气流继续流进烟气换热器（2）的加热段，烟气流被烟气换热器（2）的加热段进一步加热到150-250℃，之后烟气流经液冷热风分布器（3），液冷热风分布器（3）中的燃烧器（301）在中心母管中燃烧产生的高温烟气通过高温烟气喷管（305）上的高温烟气喷孔（302）喷出，高温烟气与烟气流进一步混合加热，混合加热后烟气温度为180-280℃，此时烟气温度已满足低温脱硝温度要求；

同时，氨水从氨水出口（13）通过氨水入口接管（303）流至外套管（307）和内套管（308）之间，氨水溶液将外套管（307）和内套管（308）冷却，氨水依次流过螺旋隔板（306）并从氨气/水蒸气出口接管（304）流至氨空混合器（4），氨气/水蒸气与助燃风机（11）输送的经双效热管换热器（7）加热的空气混合，氨空混合器（4）将混合后氨气/水蒸气和热空气送入喷氨格栅（5）中；

步骤三：然后烟气流经喷氨格栅（5）与氨气/水蒸气混合，充分混合后烟气进入脱硝反应器（6）完成脱硝反应，脱硝后烟气流经烟气换热器（2）冷却段冷却，烟气流降温至90-105℃，在烟气换热器（2）冷却段部分烟气流被回流风机（10）送入预干燥器（1）中；

步骤四：之后烟气流经双效热管换热器（7）继续放出部分热量用于加热冷高炉煤气和冷空气，具体的，从烟气换热器（2）冷却段的烟气流流至烟气室（704）内，空气被助燃风机（11）抽至空气室（703）内，高温煤气进入到煤气室（702）内，通过热管元件（701）进行换热，烟气流温度降低到87-102℃，空气和高炉煤气则被加热到100℃左右，最后烟气流被引风机（8）抽出送入烟囱（9）排放，经双效热管换热器（7）加热后的高炉煤气和空气送入液冷热风分布器（3）两侧燃烧器（301）内燃烧产生高温热烟气。