一种分层分区调节型喷氨脱硝装置及其脱硝方法

技术领域

本申请涉及喷氨脱销技术领域，尤其是涉及一种分层分区调节型喷氨脱硝装置及其脱硝方法。

背景技术

在是我国生态环境治理中，电厂氮氧化物排放是造成酸雨等环境问题的主要因素。我国也相继出台了氮氧化物排放标准。燃煤电厂常用的氮氧化物减排技术包括低氮燃烧技术、非选择性催化还原技术及选择性催化还原技术。不同脱硝工艺的结合或联用将是脱硝技术的一个重要发展方向，创新脱硝机理、研发多级复合脱硝工艺正成发展方向。

选择性催化还原技术是目前常用的脱硝技术，指在催化剂和氧气的存在下，在一定的温度范围内，还原剂有选择性地与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的氮氧化物，在该脱硝技术中脱硝装置通常布置在锅炉和电除尘器之间的烟道内，目前大部分的选择性催化还原脱硝装置的入口、出口上均安装有检测取样装置。

针对上述中的相关技术，发明人认为，由于在烟道中烟气呈现紊流流场，靠近变径烟道，壁面烟气流动更加混乱，且烟道截面积大且烟气成份分布不匀，且流速不一致，导致无法取到有代表性烟气，进而导致检测取样不足以体现整个烟道的烟气成份，脱硝烟气检测准确性较差。

发明内容

为了提高烟气检测的准确性，提高脱硝效率，本申请提供一种分层分区调节型喷氨脱硝装置及其脱硝方法。

第一方面，本申请提供一种分层分区调节型喷氨脱硝装置，采用如下的技术方案：

一种分层分区调节型喷氨脱硝装置，包括烟道机构、检测取样机构以及喷氨机构，所述烟道机构包括反应塔、多个格栅板以及驱动组件，所述反应塔上设有进烟口和出烟口，所述格栅板转动连接于所述反应塔内，多个格栅板间隔分布且相互平行设置，所述驱动组件能够驱使多个所述格栅板转动，且相邻所述格栅板的转动方向相反，所述格栅板上设有若干通孔，所述通孔的孔道长度大于所述格栅板的厚度，所述检测取样机构设于所述反应塔内且位于靠近所述出烟口的一端，所述检测取样机构用于对反应塔内的烟气进行取样，所述喷氨机构设于多个所述格栅板的间隔之间用于向反应塔内喷氨处理。

通过采用上述技术方案，需对烟气进行喷氨脱硝处理时，烟气通过进烟口进入反应塔内，烟气通过格栅板的通孔向上流动，在烟气流动的过程中，通过驱动组件驱使格栅板转动，使得烟气在进入通孔时的位置与流出通孔时的位置发生改变，进而有效提高反应塔内烟气的均匀性，通过设置多个格栅板，并且驱使相邻格栅板的转动方向相反，在格栅板转动的过程中，使得反应塔内不同位置的烟气位置不断发生变化一其他的位置的烟气进行混合，提高反应塔内烟气的均匀性，进而有效提高烟气检测的准确性，并且当反应塔的烟气均匀性良好时，方便对喷氨量进行控制，有效提高脱氨效率。

可选的，所述驱动组件包括驱动箱、驱动件、驱动轴、锥齿轮组以及环形齿条，所述驱动箱设于所述反应塔的一侧，所述驱动轴转动连接于所述驱动箱内，所述环形齿条固设于所述格栅板周侧，所述锥齿轮组设于所述驱动轴与环形齿条间用于对驱动轴与环形齿条间进行传动，所述驱动件用于驱使所述驱动轴转动。

通过采用上述技术方案，在对烟气进行脱硝处理时，需要通过格栅板转动来提高反应塔内烟气的均匀性时，通过驱动件驱使驱动轴转动，在驱动轴转动的过程中，通过锥齿轮组进行传动进而带动环形齿条转动，并且驱使相邻格栅板的转动方向相反，进而实现对格栅板的驱动效果，提高反应塔内烟气的均匀性。

可选的，多个所述格栅板依次每两个之间设有一个所述锥齿轮组，所述锥齿轮组包括主动齿、第一锥齿轮以及两个第二锥齿轮，所述主动齿同轴固设于所述驱动轴上，所述第二锥齿轮转动连接于所述驱动箱内且与格栅板对应设置，所述第一锥齿轮与所述环形齿条啮合，所述第一锥齿轮转动连接于所述驱动箱内与主动齿啮合，两个所述第二锥齿轮位于第一锥齿轮的上下两侧，且均与第一锥齿轮啮合。

通过采用上述技术方案，在驱使格栅板转动时，当驱动件驱使驱动轴转动时，驱动轴带动第一锥齿轮转动，由于两个第二锥齿轮位于第一锥齿轮的上下两侧，进而在第一锥齿轮转动的同时，驱使两个第二锥齿轮转动，且转动方向相反，第二锥齿轮再通过环形齿条带动格栅板转动，进而实现一个驱动同时带动多个格栅板转动，且使相邻格栅板的转动方向相反。

可选的，所述格栅板与所述反应塔连接的上下两侧均设有密封环，所述格栅板底部嵌设有若干滚珠，所述滚珠与位于下侧的密封环滚动连接。

通过采用上述技术方案，通过设置的密封环，提高反应塔的密封性，避免烟气从格栅板与驱动组件连接处发生泄漏；并且通过在格栅板底部嵌设滚珠，通过滚珠的滚动摩擦代替滑动摩擦，减小格栅板持续转动对装置造成的磨损，进而提高使用寿命。

可选的，所述通孔的孔道在所述格栅板内成螺旋状结构。

通过采用上述技术方案，通过设置通孔的孔道成螺旋状来提高孔道在格栅板的长度，增大烟气在格栅板内的流动路径，进而提高烟气在格栅板内的停留时间，在格栅板转动的过程中能够更好的驱使反应塔内的烟气混合均匀，进而提高取样检测的准确性。

可选的，所述喷氨机构包括喷气主管、若干支管以及喷头，所述喷气主管伸入相邻所述格栅板之间，若干所述支管设于所述喷气主管上，且若干所述支管呈辐射状结构，若干所述喷头均匀分布在所述支管侧壁，且喷头朝向所述格栅板。

通过采用上述技术方案，在对反应塔的烟气进行处理时，当烟气在反应塔内的格栅板之间窜流时，通过喷头向反应塔内的烟气中喷射氨气对烟气进行脱硝处理；由于喷氨机构设置在相邻格栅板之间，在脱硝处理中，通过分级多次喷氨脱硝处理，大大提高了脱硝效率。

可选的，所述检测取样机构包括若干均匀分布于所述反应塔内的抽气管，若干所述抽气管伸入所述反应塔的一端的管口朝向背离所述格栅板设置，所述抽气管的另一端用于与检测系统连通。

通过采用上述技术方案，通过将检测取样机构设置的反应塔靠近出烟口的一端，通过多个格栅板转动的过程中对烟气的混合后，使得反应塔内的烟气随着逐渐靠近出烟口，烟气的混合更加均匀，进而通过抽气管取样的烟气浓度均匀性较好，大大提高了取样的准确性，达到喷氨量的准确控制；并且通过设置抽气管的管口背离格栅板，由于烟气向上行走，可避免烟气不断充入抽气管内对抽气管内造成堵塞。

第二方面，本申请提供一种喷氨脱硝方法，采用如下的技术方案：

一种喷氨脱硝方法，包括如下步骤：

S1：通过进烟口通入烟气，同时通过驱动组件驱使多个格栅板转动，并且通过喷氨机构向反应塔内喷射氨气；

S2：烟气依次通过多个格栅板的通孔后，通过检测取样机构进行取样后，通过检测系统检测氮氧化物的浓度；

S3：根据S2中检测系统检测的浓度，调节喷氨机构的喷氨量，当浓度偏高时，增大喷氨量；反之减小喷氨量。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置多个格栅板，通过驱动多个格栅板转动，并且使相邻格栅板的转动方向相反，使得反应塔内不同位置的烟气位置不断发生变化一其他的位置的烟气进行混合，提高反应塔内烟气的均匀性，进而有效提高烟气检测的准确性，并且当反应塔的烟气均匀性良好时，可有效提高脱氨效率；

2.通过设置驱动组件包括驱动箱、驱动件、驱动轴、锥齿轮组以及环形齿条，通过驱动件一个动力源实现对多个格栅板的驱动，且使相邻格栅板的转动方向相反，提高反应塔内烟气的均匀性，并且达到高效节能的效果；

3.喷氨脱硝方法首先通过均匀反应塔内的烟气后，进行喷氨处理，然后再通过检测取样机构进行取样后，通过检测系统检测氮氧化物的浓度，根据检测浓度调节喷氨量，方便对喷氨量进行控制，有效提高脱氨效率。

附图说明

图1是本申请实施例一种分层分区调节型喷氨脱硝装置的结构示意图。

图2是本申请实施例一种分层分区调节型喷氨脱硝装置的立体剖视图。

图3是图2中A部分的放大示意图。

附图标记：1、烟道机构；11、反应塔；111、进烟口；112、出烟口；113、密封环；114、滚珠；12、格栅板；121、通孔；13、驱动组件；131、驱动箱；132、驱动件；133、驱动轴；134、环形齿条；135、主动齿；136、第一锥齿轮；137、第二锥齿轮；2、检测取样机构；21、抽气管；3、喷氨机构；31、喷气主管；32、支管；33、喷头。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种分层分区调节型喷氨脱硝装置。参照图1、图2与图3，分层分区调节型喷氨脱硝装置包括烟道机构1、检测取样机构2以及喷氨机构3；烟道机构1包括反应塔11、多个格栅板12以及驱动组件13，反应塔11上开设有进烟口111和出烟口112，格栅板12转动连接于反应塔11内，格栅板12的轴向与反应塔11主体的轴向相同，多个格栅板12间隔分布且相互平行设置，格栅板12的数量可以为两个、四个或六个，凡是能实现通过多个格栅板12转动对反应塔11内烟气的混合均匀即可，本实施例中格栅板12的数量为四个；格栅板12上开设有若干通孔121，通孔121的孔道长度大于格栅板12的厚度；驱使格栅板12转动，使得烟气在进入通孔121时的位置与流出通孔121时的位置发生改变，进而有效提高反应塔11内烟气的均匀性。通孔121的孔道在格栅板12内成螺旋状结构，增大格栅板12内烟气的流动路径，延长烟气在格栅板12内的停留时间，格栅板12转动的过程中能够更好的驱使反应塔11内的烟气混合更加均匀；格栅板12与反应塔11连接的上下两侧均设置有密封环113，密封环113与反应塔11内壁固定连接，提高反应塔11的密封性，避免烟气发生泄漏；格栅板12底部嵌设有若干滚珠114，滚珠114与位于下侧的密封环113滚动连接，减小格栅板12持续转动对装置造成的磨损，进而提高使用寿命。

参照图2与图3，驱动组件13能够驱使多个格栅板12转动，且相邻格栅板12的转动方向相反，驱动组件13包括驱动箱131、驱动件132、驱动轴133、锥齿轮组以及环形齿条134，驱动箱131一体连接于反应塔11的外侧壁，驱动轴133沿反应塔11轴向方向转动连接于驱动箱131内，环形齿条134一体连接于格栅板12周侧，锥齿轮组安装于驱动箱131内且位于驱动轴133与环形齿条134间，锥齿轮组用于对驱动轴133与环形齿条134间进行传动，驱动件132用于驱使驱动轴133转动，本实施例中驱动件132为电机，驱动件132安装在驱动箱131外壁上，驱动件132的输出轴伸入驱动箱131内与驱动轴133同轴固定连接，驱动件132驱使驱动轴133转动，在驱动轴133转动的过程中，通过锥齿轮组进行传动进而带动环形齿条134转动，进而驱使多个格栅板12的转动。

参照图2与图3，四个格栅板12依次每两个之间设有一个锥齿轮组，锥齿轮组包括主动齿135、第一锥齿轮136以及两个第二锥齿轮137，主动齿135同轴固设于驱动轴133上，第二锥齿轮137通过转轴转动连接于驱动箱131内且与格栅板12对应设置，第一锥齿轮136与环形齿条134啮合，第一锥齿轮136通过转轴转动连接于驱动箱131内且与主动齿135啮合，两个第二锥齿轮137位于第一锥齿轮136的上下两侧，第一锥齿轮136靠近反应塔11的一侧设置有与第二锥齿轮137啮合的锥齿面，且均与第一锥齿轮136啮合；驱动轴133带动第一锥齿轮136转动，由于两个第二锥齿轮137位于第一锥齿轮136的上下两侧，进而在第一锥齿轮136转动的同时，驱使两个第二锥齿轮137转动，且转动方向相反，进而驱使相邻格栅板12的转动方向相反。

参照图1与图2，检测取样机构2安装于反应塔11内且位于靠近出烟口112的一端，检测取样机构2用于对反应塔11内的烟气进行取样，检测取样机构2包括若干均匀分布于反应塔11内的抽气管21，多个抽气管21在反应塔11了沿水平方向呈辐射状，且位于同一方向上设有至少两个抽气管21，且抽气管21的长度不同，通过设置抽气管21的分布方式，可以对反应塔11内的多个位置进行取样，提高取样的准确性；若干抽气管21伸入反应塔11的一端的管口朝向背离格栅板12设置，可避免烟气不断充入抽气管21内对抽气管21内造成堵塞；抽气管21的另一端用于与检测系统连通，通过抽气管21进行抽气取样后送入检测系统中检测分析，可以明确反应塔11内处理后烟气的成分浓度，方便对喷氨量进行调整。

参照图1与图2，喷氨机构3设置于多个格栅板12的间隔之间用于向反应塔11内喷氨处理，喷氨机构3包括喷气主管31、若干支管32以及喷头33，喷气主管31伸入相邻格栅板12之间，若干支管32连通于喷气主管31上，且若干支管32沿水平方向呈辐射状结构，若干喷头33均匀分布在支管32侧壁，喷头33具体为雾化喷头33，且喷头33朝向格栅板12，在相邻格栅板12之间均设置有支管32以及喷头33；通过喷头33向反应塔11内的烟气中喷射氨气对烟气进行脱硝处理；由于喷氨机构3设置在相邻格栅板12之间，在脱硝处理中，通过分级多次喷氨脱硝处理，大大提高了脱硝效率。

本申请实施例一种分层分区调节型喷氨脱硝装置的实施原理为：需对烟气进行喷氨脱硝处理时，烟气通过进烟口111进入反应塔11内，同时启动驱动件132以及喷氨机构3，驱动组件13驱使格栅板12转动，烟气通过格栅板12的通孔121向上流动，由于格栅板12的转动，使得烟气在进入通孔121时的位置与流出通孔121时的位置发生改变，通过多层格栅板12处理后使得反应塔11内的烟气均匀，同时喷头33向反应塔11内的烟气中喷射氨气，当烟气窜流至检测取样机构2处时，通过抽气管21进行抽气取样分析，通过对出烟口112烟气浓度的检测来调整喷氨量，达到喷氨量的准确控制。

本申请实施例还公开一种喷氨脱硝方法，参照图2，采用上述的一种分层分区调节型喷氨脱硝装置，包括如下步骤：

S1：通过进烟口111通入烟气，同时通过驱动组件13驱使多个格栅板12转动，并且通过喷氨机构3向反应塔11内喷射氨气；

S2：烟气依次通过多个格栅板12的通孔121后，通过检测取样机构2进行取样后，通过检测系统检测氮氧化物的浓度；

S3：根据S2中检测系统检测的浓度，调节喷氨机构3的喷氨量，当浓度偏高时，增大喷氨量；反之减小喷氨量。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。