專(zhuān)利名稱(chēng)：一種去除焚燒設(shè)施低灰區(qū)廢氣中氮氧化物和二惡英的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種去除焚燒設(shè)施低灰區(qū)廢氣中氮氧化物和二惡英的設(shè)備。
背景技術(shù)：
一些工廠(chǎng)如垃圾焚燒廠(chǎng)、金屬冶煉廠(chǎng)、燃煤發(fā)電廠(chǎng)等，在高溫焚燒過(guò)程中，
會(huì)產(chǎn)生兩種主要的有毒物質(zhì)氮氧化物(NOx)和二惡英(Dioxins，也稱(chēng)PCDD/DFs)。 前者會(huì)造成多種環(huán)境問(wèn)題包括光化學(xué)煙霧，酸雨等；后者是持久性的有機(jī)污染 物，包括多氯二苯并二惡英類(lèi)(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)，這些 物質(zhì)通過(guò)食物鏈在人體內(nèi)富集，對(duì)人體產(chǎn)生巨大傷害。世界各國(guó)紛紛通過(guò)法規(guī) 和采取相應(yīng)的措施加以嚴(yán)格控制。
為了減少氮氧化物的排放，選擇性催化反應(yīng)技術(shù)(Selective Catalytic Reaction 簡(jiǎn)稱(chēng)SCR)是目前世界上用得最廣泛的技術(shù)，也叫催化脫硝技術(shù)。SCR法的原 理是將NH3 (或尿素)注入廢氣管路，混合均勻后在催化床上利用催化劑的 還原作用使NO、 NO2與NH3在20045(TC下發(fā)生還原反應(yīng)，生成無(wú)害的N2和 H20，主要的還原反應(yīng)式為
4NO+4 NH3+02—4N2+6H20 6N02+8NH3—7N2+12H20
現(xiàn)有的去除焚燒設(shè)施廢氣中氮氧化物和二惡英的設(shè)備包括廢氣進(jìn)口段，一 個(gè)或多個(gè)選擇性催化反應(yīng)段和氣體出口段。為了減少?gòu)U氣中二惡英的排放，早 期主要采用的是活性炭吸附法來(lái)處理。但這種方法只是將氣態(tài)的二惡英吸附轉(zhuǎn) 換為固態(tài)，并無(wú)法分解二惡英，待廢棄的活性炭埋入地下后，仍然有被植物吸 收經(jīng)食物鏈進(jìn)入人體的潛在威脅。新的有效處理方法是采用合適的催化劑體系 在合適的溫度(25(TC以上)下將其催化分解成C02和H20等無(wú)害化的成分。
經(jīng)過(guò)大量的科學(xué)工作著研究發(fā)現(xiàn)采用選擇性催化反應(yīng)技術(shù)，以銳鈦礦型 Ti02等為負(fù)載，以VOx等為活性的催化劑對(duì)氮氧化物和二惡英兩種有毒氣體都有 很好的催化效果。例如，采用WOx-VOx-Ti02和MoOx-VOx-Ti02等體系，都能 有效實(shí)現(xiàn)NOx和PCDD/DFs的減排。
選擇性催化反應(yīng)系統(tǒng)根據(jù)其所安裝的位置不同，主要可分別在高灰區(qū)域和 低灰區(qū)域使用。目前使用的選擇性催化反應(yīng)系統(tǒng)大多安裝在高灰區(qū)域，由于廢 氣中的二氧化硫等酸性氣體引起催化劑的中毒而失活，以及大量的飛灰對(duì)催化 劑的高速?zèng)_刷嚴(yán)重影響催化劑的性能和使用壽命。對(duì)于在低灰區(qū)域使用的選擇性催化反應(yīng)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)除塵設(shè)備(一般采用袋式集塵或靜電除塵器)和除酸設(shè) 備(半干式或濕式除酸塔)后，廢氣的溫度在15(TC左右，不能滿(mǎn)足催化反應(yīng)所 需溫度。因此通常采用對(duì)廢氣進(jìn)行再加熱的方式提高廢氣溫度，不但設(shè)施的建 設(shè)和運(yùn)行成本昂貴，而且能量損失嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種低能耗、低成本、延長(zhǎng)催化劑使用壽命的去除焚 燒設(shè)施低灰區(qū)廢氣中氮氧化物和二惡英的設(shè)備。
本發(fā)明的去除焚燒設(shè)施低灰區(qū)廢氣中氮氧化物和二惡英的設(shè)備，包括廢氣 進(jìn)口段， 一個(gè)或多個(gè)選擇性催化反應(yīng)段和氣體出口段，在選擇性催化反應(yīng)段中 安裝有多個(gè)平行于軸線(xiàn)的催化加熱單元，每個(gè)催化加熱單元由兩個(gè)催化劑板和 夾在兩個(gè)催化劑板中間的加熱部件組成，相鄰催化加熱單元間具有間隙，形成 廢氣通道。
本發(fā)明中，所說(shuō)的加熱部件可以是加熱電阻板或電阻絲，也可以是氣體加 熱管，氣體加熱管所用熱源為熱氣體或高溫水蒸氣。
本發(fā)明中，所說(shuō)的催化劑板可以是脫硝催化劑板，或者是去除二惡英的催化 劑板，或者是脫硝和去除二惡英的混合型催化劑板。
本發(fā)明中，當(dāng)采用多個(gè)選擇性催化反應(yīng)段時(shí)，相鄰兩個(gè)選擇性催化反應(yīng)段
軸向旋轉(zhuǎn)90°。
使用時(shí)，將本發(fā)明的設(shè)備安裝在焚燒設(shè)施除塵和除酸設(shè)備后面的低灰區(qū)域， 廢氣經(jīng)過(guò)廢氣進(jìn)口段進(jìn)入選擇性催化反應(yīng)段。在選擇性催化反應(yīng)段，氮氧化物 或者二惡英在加熱的催化劑板表面發(fā)生催化反應(yīng)，達(dá)到去除氮氧化物和二惡英 的目的。
本發(fā)明的有益效果在于
本發(fā)明的去除焚燒設(shè)施低灰區(qū)廢氣中氮氧化物和二惡英的設(shè)備，在選擇性 催化反應(yīng)段安裝了催化加熱單元，通過(guò)對(duì)催化劑板加熱的方式，達(dá)到催化反應(yīng) 所需的溫度條件，取代了傳統(tǒng)的通過(guò)對(duì)大量廢氣預(yù)熱的方式達(dá)到催化反應(yīng)所需 的溫度條件，極大減小了能耗成本。本發(fā)明的設(shè)備安裝在焚燒設(shè)施除塵和除酸 設(shè)備之后，可以有效防止高速灰塵對(duì)催化劑的刻蝕，防止灰塵和S02等酸性氣 體引起的催化劑板的中毒效應(yīng)，從而延長(zhǎng)催化劑板的使用壽命，達(dá)到減少運(yùn)行 成本和能耗的效果。本發(fā)明可用于超大規(guī)模的金屬冶煉廠(chǎng)、燃煤發(fā)電廠(chǎng)，也可 用于小型的生活垃圾和醫(yī)療廢物焚燒設(shè)施的廢氣凈化系統(tǒng)。符合建設(shè)資源節(jié)約 型和環(huán)境友好性社會(huì)的要求。


圖1是本發(fā)明設(shè)備的構(gòu)成示意圖； 圖2是一種催化加熱單元示意圖； 圖3是另一種催化加熱單元示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
參照?qǐng)D1，本發(fā)明的去除焚燒設(shè)施低灰區(qū)廢氣中氮氧化物和二惡英的設(shè)備， 包括廢氣進(jìn)口段l， 一個(gè)或多個(gè)選擇性催化反應(yīng)段2和氣體出口段3，在選擇性 催化反應(yīng)段2中安裝有多個(gè)平行于軸線(xiàn)的催化加熱單元4，相鄰催化加熱單元間 具有間隙，形成廢氣通道7。圖例中，具有兩個(gè)選擇性催化反應(yīng)段，該兩個(gè)選擇 性催化反應(yīng)段軸向旋轉(zhuǎn)90。，
圖2、圖3分別為催化加熱單元的構(gòu)成實(shí)例，催化加熱單元4由兩個(gè)催化劑 板5和夾在兩個(gè)催化劑板中間的加熱部件6組成。圖2中加熱部件6為加熱電 阻板，圖3中加熱部件6為氣體加熱管，所用氣體可以是高溫廢氣，或者是高 溫水蒸汽。
使用時(shí)，經(jīng)過(guò)除塵和脫酸處理后的廢氣，經(jīng)過(guò)廢氣進(jìn)口段進(jìn)入選擇性催化反 應(yīng)段，在選擇性催化反應(yīng)段，氮氧化物或者二惡英在加熱后的催化劑板表面發(fā)生 催化反應(yīng)，達(dá)到去除廢氣中的氮氧化物和二惡英的目的。
權(quán)利要求
1. 一種去除焚燒設(shè)施低灰區(qū)廢氣中氮氧化物和二惡英的設(shè)備，包括廢氣進(jìn)口段(1)，一個(gè)或多個(gè)選擇性催化反應(yīng)段(2)和氣體出口段(3)，其特征是在選擇性催化反應(yīng)段(2)中安裝有多個(gè)平行于軸線(xiàn)的催化加熱單元(4)，每個(gè)催化加熱單元由兩個(gè)催化劑板(5)和夾在兩個(gè)催化劑板中間的加熱部件(6)組成，相鄰催化加熱單元間具有間隙，形成廢氣通道(7)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除焚燒設(shè)施低灰區(qū)廢氣中氮氧化物和二惡英的 設(shè)備，其特征是加熱部件(6)為加熱電阻板或電阻絲，或者為氣體加熱管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除焚燒設(shè)施低灰區(qū)廢氣中氮氧化物和二惡英的設(shè) 備，其特征在于所說(shuō)的催化劑板是脫硝催化劑板，或者是去除二惡英的催化劑 板，或者是脫硝和去除二惡英的混合型催化劑板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除焚燒設(shè)施低灰區(qū)廢氣中氮氧化物和二惡英的 設(shè)備，其特征是多個(gè)選擇性催化反應(yīng)段(2)的相鄰兩個(gè)選擇性催化反應(yīng)段軸向 旋轉(zhuǎn)90°。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的去除焚燒設(shè)施低灰區(qū)廢氣中氮氧化物和二惡英的設(shè)備，包括廢氣進(jìn)口段，一個(gè)或多個(gè)選擇性催化反應(yīng)段和氣體出口段，在選擇性催化反應(yīng)段中安裝有多個(gè)平行于軸線(xiàn)的催化加熱單元，每個(gè)催化加熱單元由兩個(gè)催化劑板和夾在兩個(gè)催化劑板中間的加熱部件組成，相鄰催化加熱單元間具有間隙，形成廢氣通道。將本發(fā)明的設(shè)備安裝在焚燒設(shè)施除塵和除酸設(shè)備后面的低灰區(qū)域，廢氣經(jīng)過(guò)廢氣進(jìn)口段進(jìn)入選擇性催化反應(yīng)段，在選擇性催化反應(yīng)段，氮氧化物或者二惡英在加熱的催化劑板表面發(fā)生催化反應(yīng)，達(dá)到去除氮氧化物和二惡英的目的。該設(shè)備可應(yīng)用于垃圾焚燒、燃煤電廠(chǎng)、金屬冶煉等高溫過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣中的氮氧化物和二惡英類(lèi)污染物的消除和減排。
文檔編號(hào)B01D53/86GK101444701SQ200810162748
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者張孝彬, 楊杭生, 樊孝玉, 陳銀康 申請(qǐng)人:楊杭生;陳銀康;張孝彬