CN117813146A - 脱硝装置 - Google Patents

Abstract

一种脱硝装置，其具有入口管道、脱硝反应器以及出口管道，能够使来自窑炉的废气依次流过入口管道、脱硝反应器以及出口管道，脱硝反应器具有废气大致沿垂直方向以线速度5～8m/秒流动的流路，在该流路内沿着流动方向依次设置有筛板和包含脱硝催化剂的固定床，且固定床的网眼为7mm以上，入口管道在入口侧具有废气朝上流动的流路，在出口侧具有废气朝下流动的流路，朝上流动的流路与朝下流动的流路之间的流路截面的面积小于朝上流动的流路截面的面积，在朝上流动的流路的下部设置有料斗，且在料斗的靠近朝下流动的流路的一侧的边缘附近设置有堰，且在入口管道以及脱硝反应器的各流路中的灰尘容易堆积的部位设置有吹灰器。

Description

脱硝装置

技术领域

本发明涉及脱硝装置。更具体而言，本发明涉及适于排出包含附着性高的灰尘的气体的水泥设备等的脱硝装置。

背景技术

从水泥窑排出的气体中包含氯化氢、SO_x、NO_x等酸性气体。因此，为了降低废气中的NO_x浓度，添加氨气、尿素等脱硝剂，而进行废气的脱硝。通过脱硝剂将NO_x(NO以及NO₂)分解为氮气(N₂)与水(H₂O)。

例如，专利文献1公开了一种水泥窑废气处理装置，其特征在于，具备：集尘装置，其对水泥窑的废气中的灰尘进行收集；气体添加装置，其向通过该集尘装置收集了灰尘后的废气添加包含从发酵处理装置排出的氨气的气体；以及催化剂装置，其对通过该气体添加装置添加了包含氨气的气体后的废气进行脱硝。

专利文献2公开了一种水泥窑废气处理装置，其特征在于，具备：集尘装置，其对水泥窑废气中的灰尘进行收集；催化剂中毒物质除去装置，其从通过了该集尘装置的水泥窑废气中除去催化剂中毒物质；预热装置，其对通过了该催化剂中毒物质除去装置的水泥窑废气进行预热；以及催化剂装置，其除去从通过该预热装置预热后的水泥窑废气中的氮氧化物、挥发性有机化合物、一氧化碳、残留性有机污染物质、烃以及臭气物质中选出的一种以上。

通过集尘装置后的废气中残留有不少灰尘，它们有时会堆积于脱硝装置。作为其对策，提出了各种技术。

例如，专利文献3公开了一种灰飞散喷嘴构造，其特征在于，在燃煤锅炉或水泥窑废气锅炉等废气中包含大量灰分的锅炉中，在从锅炉出口到烟囱的烟道的容易产生流动停滞的部分、流速慢的部分处容易堆积灰的部位，以贯通烟道的方式安装灰的飞散喷嘴，设置手动或自动地使该喷嘴旋转的机构而使空气的喷射方向变化，由此使灰飞散。

专利文献4公开了一种排烟脱硝装置，在废气的入口烟道配置具备在存在氨气的情况下除去废气中的氮氧化物的催化剂的催化剂反应器，在废气在该催化剂反应器的上游侧沿水平方向流动的入口烟道区域配置有多个氨水注入喷嘴，其特征在于，在氨水注入喷嘴的尾流部的水平烟道区域的下部壁面上设置吹灰器。

专利文献5公开了一种脱硝装置，其具有在沿横向延伸的废气管道内从该废气管道的上方插入的氨注入管、将该氨注入管中具备的氨水进行喷雾的氨水注入喷嘴、以及设置于所述氨注入管的废气的流动方向的尾流的脱硝催化剂层，其特征在于，具有朝向所述氨注入管的下方的所述废气管道的底面喷射气体的气体喷射单元。

专利文献6公开了一种排烟氮氧化物处理系统，其在反应器的上端设置有入口，在反应器的下端设置有排气口，以及设置于催化剂层与入口之间的排灰槽，在排灰槽设置有其一端与其连通的排灰通路，排灰通路的另一端与排气口连通，在排灰通路的中途设置有挡板和排灰口，在催化剂层配置有压缩空气喷嘴。

另外，专利文献7公开了一种废气处理装置，其利用脱硝装置对从燃煤锅炉排出的废气中的氮氧化物进行还原，其特征在于，具备：管道，其具有沿大致水平方向延伸的水平管道和沿大致铅垂方向延伸的垂直管道，所述水平管道的前端与所述燃煤锅炉的废气出口连通，所述水平管道的后端与所述垂直管道的下端连通，使从所述燃煤锅炉排出的废气从所述水平管道向所述垂直管道的上方流通并向所述脱硝装置引导且划分管道内空间；料斗，其设置于所述垂直管道的下方，且经由料斗上端开口而与所述管道内空间连通；以及倾斜碰撞板，其从所述料斗上端开口的后端缘连续地向上方延伸，固定于划分所述管道内空间的后方的所述管道的后表面，从所述后表面向前下方倾斜地延伸。

专利文献8公开了一种废气处理装置，其具备：脱硝装置，其具有将从燃煤锅炉排出的废气中的氮氧化物还原的脱硝催化剂；以及管道，其将所述废气从所述燃煤锅炉向该脱硝装置引导，所述管道具有：水平管道，其与所述锅炉的废气出口连接；垂直管道，其与该水平管道连接；以及料斗，其设置于所述水平管道与所述垂直管道的连接部的下部，其特征在于，在所述料斗的上端开口部设置有碰撞板，该碰撞板使所述废气中的灰粒子与其碰撞而向所述料斗内落下。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-169495号公报

专利文献2：WO2006/073083A1

专利文献3：日本特开昭60-57117号公报

专利文献4：日本特开2010-46579号公报

专利文献5：日本特开2010-54083号公报

专利文献6：CN109731462A

专利文献7：日本特开2019-147142号公报

专利文献8：日本特开2016-198701号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的课题在于提供一种适于排出包含附着性高的灰尘的气体的水泥设备等的脱硝装置。

用于解决课题的方案

本发明包含以下的方式。

〔1〕一种脱硝装置，其中，所述脱硝装置具有入口管道、脱硝反应器以及出口管道，

能够使来自窑〔kiln〕炉〔furnace〕的废气依次流过入口管道、脱硝反应器以及出口管道，

脱硝反应器具有废气大致沿垂直方向以线速度5～8m/秒流动的流路，在该流路内沿着流动方向依次设置有筛板和包含脱硝催化剂的固定床，且固定床的网眼为7mm以上，

入口管道在入口侧具有废气朝上流动的流路，在出口侧具有废气朝下流动的流路，朝上流动的流路与朝下流动的流路之间的流路截面的面积小于朝上流动的流路截面的面积，在朝上流动的流路的下部设置有料斗，且在料斗的靠近朝下流动的流路的一侧的边缘附近设置有堰，并且，

在入口管道和/或脱硝反应器中的灰尘容易堆积的部位设置有吹灰器。

〔2〕一种水泥窑废气处理装置，其中，

所述水泥窑废气处理装置具备：

用于对水泥窑废气中的灰尘进行收集的集尘装置；以及

用于除去水泥窑废气中的氮氧化物的〔1〕所述的脱硝装置，

能够使来自水泥窑的废气依次流过集尘装置以及脱硝装置。

〔3〕一种水泥窑废气处理装置，其中，

所述水泥窑废气处理装置具备：

用于除去水泥窑废气中的氮氧化物的〔1〕所述的脱硝装置；以及

用于对水泥窑废气中的灰尘进行收集的集尘装置，

能够使来自水泥窑的废气依次流过脱硝装置以及集尘装置。

〔4〕根据〔2〕或〔3〕所述的水泥窑废气处理装置，其中，所述水泥窑废气处理装置还具备用于在脱硝装置的下游侧回收废气的热量的废热回收锅炉。

发明效果

本发明的脱硝装置以及水泥窑废气处理装置几乎不会发生堆积有附着性高的灰尘等而堵塞废气的流路的情况，因此能够以高运行率运用。本发明的脱硝装置以及水泥窑废气处理装置维护轻松，运行成本低。

附图说明

图1是表示本发明的水泥窑废气处理装置的一例的图。

图2是表示本发明的脱硝装置的一例的图。

图3是表示本发明的脱硝装置的另一例的图。

图4是表示本发明的脱硝装置的另一例的图。

图5是表示图4所示的脱硝装置的固定床上方的吹灰器的配置的图。

图6是表示本发明的脱硝装置的另一例的图。

图7是表示图6所示的脱硝装置的固定床上方的吹灰器的配置的图。

图8是表示脱硝装置的固定床上方的吹灰器的配置的另一例的图。

图9是表示脱硝装置的固定床上方的吹灰器的配置的另一例的图。

图10是表示本发明的水泥窑废气处理装置的另一例的图。

图11是表示本发明的水泥窑废气处理装置的另一例的图。

具体实施方式

基于附图，对本发明的实施方式具体地进行说明。需要说明的是，本发明不被以下的实施方式所限制。

本发明的脱硝装置具有入口管道2、脱硝反应器1以及出口管道3，能够使来自窑炉〔窑kiln或炉furnace)的废气G依次流过入口管道、脱硝反应器以及出口管道。

入口管道、脱硝反应器以及出口管道的从气体流动方向观察的流路截面的形状可以是矩形、梯形、圆形、椭圆形等。在这些形状中，从容易加工方面考虑，优选为矩形。

入口管道2在入口侧具有废气朝上流动的流路，在出口侧具有废气朝下流动的流路。朝上流动的流路与朝下流动的流路之间实际上存在水平地流动的流路，但对于构成水平地流动的流路的壁而言，可以如图2所示那样构成朝上流动的流路的朝上的壁与构成朝下流动的流路的朝下的壁直接相连而成，也可以如图3所示那样在朝上的壁与朝下的壁之间连接有水平的壁。入口管道2的出口与脱硝反应器1的入口连接。

在位于朝上流动的流路与朝下流动的流路之间的流路的截面的面积小于朝上流动的流路截面的面积。进一步优选的是，位于朝上流动的流路与朝下流动的流路之间的流路的截面的面积小于朝下流动的流路截面的面积。例如，可以为，朝上流动的流路的流路截面的面积沿着流动方向缩窄，朝下流动的流路的流路截面的面积沿着流动方向扩大。其结果为，在位于朝上流动的流路与朝下流动的流路之间的流路中，线流速提高，能够抑制灰尘的沉降。

朝上流动的流路在其下部设置有料斗16。通过料斗16而朝上流动的流路的截面的面积扩大，废气的线流速变低，因此灰尘容易向料斗沉降。而且，在料斗的靠近朝下流动的流路的一侧的边缘附近设置有堰15。通过该堰15，能够使废气的流动产生涡流而使灰尘容易向料斗落下，并且能够防止未由料斗除去的灰尘向朝下流动的流路侧溢出。

也可以根据需要在朝上流动的流路的近前还具有水平地流动的流路。位于朝上流动的流路的近前的水平流动的流路用于将来自水泥窑、锅炉等的废气导入朝上流动的流路。

脱硝反应器1具有废气大致沿垂直方向流动的流路。脱硝反应器以使废气以线速度呈4～8m/秒流动的方式设定流路截面的面积。

脱硝反应器的出口通常与出口管道的入口连接。

在脱硝反应器的流路内沿着流动方向依次设置有筛板13和包含脱硝催化剂的固定床12。

筛板13通常设置在脱硝反应器的入口侧。能够在脱硝反应器的入口侧设置支承筛板的构造物，例如架设在脱硝反应器内的横梁等。利用筛板支承构造物在脱硝反应器内支承筛板。

筛板优选包含多个叶片板。多个叶片板通常以主面彼此相互平行的方式配置。为了固定多个叶片板的这样的配置，也可以沿着与各叶片板的主面正交的方向将线材或板材(交叉构件)与各叶片板接合，形成格子。另外，也可以在多个叶片板的两端设置外框件(端部构件)。

对于筛板而言，优选的是，在脱硝反应器的流路的入口侧，以使叶片板的长度方向在整个流路截面与入口管道中的水平的气体流动方向实质上正交的方式设置筛板。

催化剂固定床12通常设置于脱硝反应器的出口侧。能够在脱硝反应器的出口侧设置支承催化剂固定床的构造物，例如架设在脱硝反应器内的横梁等。利用催化剂固定床支承构造物在脱硝反应器内支承催化剂固定床。催化剂固定床在图2中仅设置单层，但也可以根据需要设置多层。

设置于脱硝反应器的固定床通过装填呈格子状、波纹状、蜂窝状、板状等形状的催化剂体而构成。催化剂体包含脱硝催化剂的活性成分。作为脱硝催化剂的活性成分，可以举出含有钛的氧化物、钼和/或钨的氧化物、以及钒的氧化物而成的物质(钛系催化剂)；主要含有担载了Cu、Fe等金属的沸石等铝硅酸盐而成的物质(沸石系催化剂)；将钛系催化剂和沸石系催化剂混合而成的物质等。

固定床的网眼为7mm以上，优选为10mm以上。网眼的上限优选为20mm。在呈格子状、波纹状、或蜂窝状的形状的催化剂体中，网眼是这些催化剂的孔洞的大小，在呈板状的形状的催化剂体中，网眼是板间的间隙的大小。

在入口管道和/或脱硝反应器中的灰尘容易堆积的部位设置有吹灰器14。

吹灰器吹送喷射介质，将附着的灰尘吹走。作为喷射介质，例如使用水、水蒸气、压缩空气(或压力波)等。在被称为喷枪的管设置喷嘴，从该喷嘴喷出喷射介质。根据喷枪的动作，有时被称为往复运动式吹灰器、固定式吹灰器、长插拔式吹灰器、旋转式吹灰器等。喷枪的长度和形状以及喷嘴的数量能够根据入口管道和/或脱硝反应器中的流路的大小而适当设定。

作为吹灰器的设置场所之一，可以举出位于入口管道的朝上流动的流路与朝下流动的流路之间的流路。在此，有时设置氨气、尿素等脱硝剂的注入装置，因此也可以设置将注入装置与吹灰器一体化的装置(例如，参照专利文献4、5等)。

作为另一个吹灰器的设置场所，可以举出位于脱硝反应器中的筛板或固定床的气体流入侧。在筛板或固定床的气体流入侧容易附着灰尘。吹灰器例如能够如图5、图7、图8或图9所示那样配置在脱硝反应器内。优选的是，在灰尘容易堆积的场所(具体而言，墙边、水平部等)高密度地配置喷枪或喷嘴。另外，优选的是，如图7所示，以喷枪的长度方向与入口管道中的水平的气体流动方向实质上正交的方式设置吹灰器。而且，如图9所示，也可以并用声波喇叭17。

在本发明的脱硝装置中，通过设置于入口管道的料斗、堰以及吹灰器，能够从废气有效地除去灰尘。在本发明的脱硝装置中，在设置于脱硝反应器的筛板以及固定床处不易堆积灰尘。其结果为，能够抑制由灰尘的堆积引起的脱硝率的降低。

本发明的水泥窑废气处理装置具备集尘装置5和脱硝装置。集尘装置5可以如图1所示设置在脱硝装置的上游侧，也可以如图11所示设置于脱硝装置的下游侧。能够设置于脱硝装置的下游侧的集尘装置能够为低温气体用的电集尘机。低温气体用的电集尘机与高温气体用的电集尘机相比，设备费用低廉。

另外，本发明的水泥窑废气处理装置优选还具备废热回收锅炉。废热回收锅炉18可以设置于脱硝装置的上游侧，也可以如图11所示设置于脱硝装置的下游侧。废热回收锅炉18和集尘装置5可以按照图11所示的顺序配置，也可以按照与其相反的顺序配置。能够通过废热回收锅炉有效利用热量。在锅炉中生成的蒸汽也能够作为吹灰器的喷射介质而使用。

附图标记说明

1：脱硝反应器

2：入口管道

3：出口管道

4：脱硝剂添加装置

5：集尘装置

6：水泥原料

7：煅烧炉

8：水泥窑

9：熟料冷却器

10：烟囱

11：预热器

12：催化剂固定床

13：筛板

14：吹灰器

15：堰

16：料斗

17：声波喇叭(Sonic Horn)

18：废热回收锅炉

G：废气。

Claims (4)

1.一种脱硝装置，其中，

所述脱硝装置具有入口管道、脱硝反应器以及出口管道，

能够使来自窑炉的废气依次流过入口管道、脱硝反应器以及出口管道，

脱硝反应器具有废气大致沿垂直方向以线速度5～8m/秒流动的流路，在该流路内沿着流动方向依次设置有筛板和包含脱硝催化剂的固定床，且固定床的网眼为7mm以上，

入口管道在入口侧具有废气朝上流动的流路，在出口侧具有废气朝下流动的流路，朝上流动的流路与朝下流动的流路之间的流路截面的面积小于朝上流动的流路截面的面积，在朝上流动的流路的下部设置有料斗，且在料斗的靠近朝下流动的流路的一侧的边缘附近设置有堰，并且，

在入口管道和/或脱硝反应器中的灰尘容易堆积的部位设置有吹灰器。

2.一种水泥窑废气处理装置，其中，

所述水泥窑废气处理装置具备：

用于对水泥窑废气中的灰尘进行收集的集尘装置；以及

用于除去水泥窑废气中的氮氧化物的权利要求1所述的脱硝装置，

能够使来自水泥窑的废气依次流过集尘装置以及脱硝装置。

3.一种水泥窑废气处理装置，其中，

所述水泥窑废气处理装置具备：

用于除去水泥窑废气中的氮氧化物的权利要求1所述的脱硝装置；以及

用于对水泥窑废气中的灰尘进行收集的集尘装置，

能够使来自水泥窑的废气依次流过脱硝装置以及集尘装置。

4.根据权利要求2或3所述的水泥窑废气处理装置，其中，

所述水泥窑废气处理装置还具备用于在脱硝装置的下游侧回收废气的热量的废热回收锅炉。