一种蓄热式NOX催化还原装置的制作方法

本实用新型属于废气处理技术领域，具体涉及一种蓄热式nox催化还原装置。

背景技术：

nox(氮氧化物)指的是只由氮、氧两种元素组成的化合物，包括多种化合物，如n2o、no、no2、n2o3、n2o4和n2o5等。除一氧化二氮及二氧化氮以外，其他氮氧化物均不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又变为二氧化氮。因此，作为空气污染物的(nox)常指no和no2，氮氧化物都具有不同程度的毒性。

nox的处理主要采用催化还原工艺，在催化剂的作用下利用还原剂(如nh3、液氨、尿素)地与烟气中的nox反应并生成无毒无污染的n2和h2o。现有的催化还原设备中，反应效率低，主要是nox与催化剂接触面积小和催化时间短。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足与难题，本实用新型旨在提供一种蓄热式nox催化还原装置。

本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种蓄热式nox催化还原装置，包括反应罐，反应罐内靠近下方区域设置隔板，隔板将反应罐内部隔开为上部的反应层、下部的排气层，反应层的上方为燃烧层，反应罐内竖立设置中筒，中筒贯穿隔板，使得中筒上部延伸至燃烧层内、下部置于排气层内；排气层外与抽气系统连通；反应层自下而上依次设置气体分布器、预热床、若干组竖立的蓄热陶瓷片，进气管与气体分布器相连，中筒的顶端延伸至蓄热陶瓷片上端；两两蓄热陶瓷片之间自上而下设置若干组催化元件。

进一步地，蓄热陶瓷片的一侧固定在中筒外壁、另一侧固定在反应罐内壁，且各组蓄热陶瓷片以中筒圆心为中心环形阵列均匀分布。

进一步地，蓄热陶瓷片的数量不少于四组。

进一步地，中筒自上而下分为大径段、收缩段、小径段，其中大径段对应蓄热陶瓷片区域，小径段对应气体分布器区域并延伸至排气层，收缩段为大径段与小径段之间的变径区域。

与现有技术相比，本实用新型有益效果包括：

(1)本实用新型将扇形的催化元件自上而下安装在两两蓄热陶瓷片之间，在蓄热同时气体与催化剂接触，立体式地接触大大增加催化剂接触面积与催化时间。

(2)本实用新型采用预热床与蓄热陶瓷片双重加热系统，使得反应过程中升温更加有序、温度更加可控。

(3)本实用新型将中筒置于反应容器中部并贯穿各个蓄热单元，使得反应后的气体的热量可传导至外部的预热床、蓄热陶瓷片，进而降低能耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中反应层上部的俯视结构示意图。

图示说明：1-反应罐，101-反应层，102-排气层，103-燃烧层，2-隔板，3-中筒，4-蓄热陶瓷片，5-催化元件，6-抽气系统，7-气体分布器，8-预热床。

在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体地连接；可以是机械连接、电连接；可以是直接相连、中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步地说明。

如图1和图2所示，一种蓄热式nox催化还原装置，包括反应罐1，反应罐1内靠近下方区域设置隔板2，隔板2将反应罐1内部隔开为上部的反应层101、下部的排气层102，反应层101的上方为燃烧层103，反应罐1内竖立设置中筒3，中筒3贯穿隔板2，使得中筒3上部延伸至燃烧层103内、下部置于排气层102内；排气层102外与抽气系统6连通。在具体实施中，气体(nox、还原剂等)从反应层101底部进入经过蓄热、催化、反应、燃烧等处理后通过中筒3进入排气层102，在抽气系统6作用下排出。同时燃烧层103内安装点火设备，其采用常规设计，本实用新型不详细阐述。

反应层101自下而上依次设置气体分布器7、预热床8、若干组竖立的蓄热陶瓷片4，进气管与气体分布器7相连，中筒3的顶端延伸至蓄热陶瓷片4上端。气体分布器7将进气均匀分布，使其整个截面上均匀分布，便于均匀地经过后续设备；nox催化还原反应需要在350～450℃的高温条件下进行，预热床8起到升温作用，蓄热陶瓷片4起到蓄热作用，采用预热床8与蓄热陶瓷片4双重加热系统，使得反应过程中升温更加有序、温度更加可控。蓄热陶瓷片4的一侧固定在中筒3外壁、另一侧固定在反应罐1内壁，且各组蓄热陶瓷片4以中筒3圆心为中心环形阵列均匀分布，两两蓄热陶瓷片4之间的扇形区域为气体流动的区域。具体实施中，蓄热陶瓷片4的数量不少于四组。

在现有的nox催化还原反应设备中，催化剂大多安装在蓄热设备上方，气体经过短暂地与催化剂接触后即进入燃烧阶段，使得效率低下，两两蓄热陶瓷片4之间自上而下设置若干组催化元件5，催化元件5为催化剂填料的支承件或催化剂模块，具体实施中，将扇形的催化元件5自上而下安装在两两蓄热陶瓷片4之间，在蓄热同时气体与催化剂接触，立体式地接触大大增加催化剂接触面积与催化时间。蓄热陶瓷片4既起到蓄热作用，同时起到隔开、支撑作用。

中筒3起到气体引流、蓄热陶瓷片4与催化元件5的支撑作用，为了更有利于气体传送，中筒3自上而下分为大径段、收缩段、小径段，其中大径段对应蓄热陶瓷片4区域，小径段对应气体分布器7区域并延伸至排气层102，收缩段为大径段与小径段的变径区域，在抽气系统6作用下，经处理后气体依次经过大径段、收缩段、小径段进而排出。同时将中筒3置于反应容器中部并贯穿各个蓄热单元，使得反应后的气体的热量可传导至外部的预热床8、蓄热陶瓷片4，进而降低能耗。

以上所述仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种蓄热式nox催化还原装置，包括反应罐(1)，其特征在于：所述反应罐(1)内靠近下方区域设置隔板(2)所述，隔板(2)将反应罐(1)内部隔开为上部的反应层(101)、下部的排气层(102)，所述反应层(101)的上方为燃烧层(103)，所述反应罐(1)内竖立设置中筒(3)，所述中筒(3)贯穿隔板(2)，使得所述中筒(3)上部延伸至所述燃烧层(103)内、下部置于所述排气层(102)内；所述排气层(102)外与抽气系统(6)连通；所述反应层(101)自下而上依次设置气体分布器(7)、预热床(8)、若干组竖立的蓄热陶瓷片(4)，进气管与所述气体分布器(7)相连，所述中筒(3)的顶端延伸至所述蓄热陶瓷片(4)上端；两两所述蓄热陶瓷片(4)之间自上而下设置若干组催化元件(5)。

2.根据权利要求1所述的一种蓄热式nox催化还原装置，其特征在于：所述蓄热陶瓷片(4)的一侧固定在所述中筒(3)外壁、另一侧固定在所述反应罐(1)内壁，且各组所述蓄热陶瓷片(4)以所述中筒(3)圆心为中心环形阵列均匀分布。

3.根据权利要求2所述的一种蓄热式nox催化还原装置，其特征在于：所述蓄热陶瓷片(4)的数量不少于四组。

4.根据权利要求1所述的一种蓄热式nox催化还原装置，其特征在于：所述中筒(3)自上而下分为大径段、收缩段、小径段。

5.根据权利要求4所述的一种蓄热式nox催化还原装置，其特征在于：所述大径段对应所述蓄热陶瓷片(4)区域，所述小径段对应所述气体分布器(7)区域并延伸至所述排气层(102)，所述收缩段为所述大径段与所述小径段之间的变径区域。

技术总结
本实用新型公开了一种蓄热式NOX催化还原装置，包括反应罐，反应罐内靠近下方区域设置隔板，隔板将反应罐内部隔开为上部的反应层、下部的排气层，反应层的上方为燃烧层，反应罐内竖立设置中筒，中筒贯穿隔板，使得中筒上部延伸至燃烧层内、下部置于排气层内；排气层外与抽气系统连通；反应层自下而上依次设置气体分布器、预热床、若干组竖立的蓄热陶瓷片，进气管与气体分布器相连，中筒的顶端延伸至蓄热陶瓷片上端；两两蓄热陶瓷片之间自上而下设置若干组催化元件。本实用新型将扇形的催化元件自上而下安装在两两蓄热陶瓷片之间，在蓄热同时气体与催化剂接触，立体式地接触大大增加催化剂接触面积与催化时间。

技术研发人员：肖治浪;肖娇婷;汪源;朱占恒;匡生名;张凯航;刘俊;匡光辉
受保护的技术使用者：江西茂盛环境有限公司
技术研发日：2020.10.31
技术公布日：2021.08.17