一种工业烟气脱硫脱硝除尘一体化系统的制作方法

1.本发明涉及一种工业烟气脱硫脱硝除尘一体化系统，属于烟气处理技术领域。


背景技术：

2.工业烟气脱硫脱硝除尘一体化系统是通过将脱硫、脱硝、除尘三个过程集成在一个系统中，实现对工业烟气的综合处理，从而达到减少污染物排放的目的，由于可以同时进行脱硫、脱硝、除尘等环保处理，能够提高烟气的净化程度，从而达到更高的环保标准。
3.工业烟气脱硫脱硝除尘一体化系统中常用的脱硝手段为scr烟气脱硝，通常是将烟气和氨气混合，在催化剂的催化下，烟气中的氮氧化合物生成氮气和水，进而减小烟气中氮氧化合物，降低了烟气对环境的污染。但当前脱硝系统中使用的催化剂层通常处于同一腔室内，在寿命达到年限或其他问题导致催化剂失效后，需要停机对催化剂层进行更换，而无法实现在线更换，会影响一体化系统的连续运行以及烟气处理效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种工业烟气脱硫脱硝除尘一体化系统，能够实现对脱硝单元内的催化剂层进行在线更换，无需停机操作，以保障系统的连续运行以及烟气处理效率。
5.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种工业烟气脱硫脱硝除尘一体化系统，包括脱硝单元、除尘单元和脱硫单元，所述脱硝单元、除尘单元和脱硫单元顺次连通设置在烟气的排放路径上，且所述脱硫单元的出气端与烟囱相连；所述的脱硝单元包括脱硝反应器、气体置换单元以及供氨单元；所述脱硝反应器包括反应主体，所述反应主体的顶端、底端分别设有进烟通道、排烟通道；所述进烟通道与锅炉的排烟端管道相连，所述排烟通道与除尘单元的进气端管道相连；在所述进烟通道上环绕设置有多个氨气进气管，多个所述氨气进气管均与供氨单元相连，用于向脱硝反应器内提供与烟气混合的氨气；在所述反应主体内水平设置有具有多个进气孔的进气板；在所述进气板下方竖直设置有用于将反应主体内部分隔成左右两腔室的隔板，在所述隔板两侧的腔室内均可拆卸地安装有催化剂层，并在反应主体侧壁上设置有与催化剂层对应的检修门；在位于所述进气板上方的反应主体的两侧壁上分别安装有能够促进烟气与氨气混合，并能够封堵对应侧腔室上方进气板的烟气混合及封堵机构；所述气体置换单元设置有两组，用于在对应侧腔室上方的进气板被封堵后，将对应侧腔室内的气体进行置换，并导入至锅炉与进烟通道间的管道内。
6.优选地，所述烟气混合及封堵机构包括固定板，在所述固定板靠近反应主体内壁侧的一端面底端设置有固定盘，所述固定盘的底端远离反应主体的一侧设置有导向板；
所述固定盘的前侧同轴且转动地设置有一转盘，所述转盘上分别设置有一倾斜向上朝向反应主体内部以及一倾斜向下朝向反应主体内部的转臂一、转臂二；在位于所述固定盘上方的固定板上设置有用于驱动所述转臂一、转臂二以转盘圆心为轴心转动的驱动机构；在所述转臂二末端靠近反应主体内壁的一侧设置有固定柱一，在所述固定柱一上转动安装有两个连接件，两个所述连接件位于转臂二两侧且每个连接件末端均设置有朝向反应主体内侧延伸的开合板；所述导向板的外沿板体上开设有导向滑道，所述转臂二上开设有左右贯通的限位滑槽；并在所述转臂上安装有能够在转臂一、转臂二跟随转盘转动时，同时沿所述导向滑道、限位滑槽滑动的滑动组件；所述滑动组件与两个连接件间均通过连接臂相连，连接臂的两端分别与滑动组件、连接件转动连接；所述导向滑道能够满足在滑动组件位于最低端时，两个连接臂能够将两个开合板撑开，以将对应侧过气板进行封堵；在滑动组件位于最顶端时，两个连接臂能够将两开合板拉近，以促进烟气与氨气进行混合。
7.优选地，所述驱动机构包括竖直安装在固定板上的滑轨，所述滑轨内滑动设置有滑块，在位于滑轨上方的固定板上安装有与所述滑块固定连接的伸缩装置；在滑块与转臂一末端间设置有连杆，所述连杆分别与滑块、转臂一相对转动连接；通过伸缩装置动作带动滑块沿着滑轨上下位移，继而通过连杆带动转臂一以转盘圆心为轴心转动。
8.优选地，两个所述开合板的底端板体上交错开设有多个槽口，并在位于两槽口间的板体上设置有延伸板；在两开合板被撑开后，其中一个开合板上的延伸板将插入另一开合板上的槽口内对槽口进行封堵。
9.优选地，所述滑动组件包括呈凸字形结构的滑动块，所述滑动块从限位滑槽底部插入；在滑动块的顶部设置有两个防止滑动块从转臂二上脱落的限位板，并在其中一个限位板上设置有插入导向滑道内的导向杆；在所述滑动块的底部设置有与固定柱一对应的固定柱二；所述连接臂的两端均开设有通孔，连接臂的一端套设在固定柱二上；在连接件的顶面设置有支耳，连接臂的另一端与对应连接件上的支耳通过螺杆组件转动连接。
10.优选地，所述烟气混合及封堵机构还包括升降机构，所述升降机构安装在反应主体侧壁上，所述固定板与升降机构的升降端固定连接，通过升降机构驱动固定板上下位移。
11.优选地，在位于所述升降机构下方的反应主体侧壁上还设置有导向块，所述导向块上开设有导向槽，固定板的侧壁插入所述导向槽内。
12.优选地，所述气体置换单元包括两风机，其中一个风机通过入气管与反应主体腔室连通，在对应侧腔室上方的进气板被封堵后，用于将空气抽入至位于催化剂层上方的腔室内；另一个风机通过出气管与反应主体腔室连通，用于将腔室内的气体抽出并输送至锅炉与进烟通道间的管道内。
13.优选地，在所述除尘单元和脱硫单元间的管道上还安装有引风机。
14.优选地，在位于所述催化剂层下方的反应主体上安装有用于检测烟气含硝量的烟
气检测仪。
15.本发明的有益效果在于：1、在反应主体每个腔室上方分别设置有烟气混合及封堵机构，在正常运行时，每个烟气混合及封堵机构中的两个连接臂均能够将两开合板拉近，形成相对倾斜的v字形结构，能够促进烟气与氨气在进气板上方进行充分混合；在需要对催化剂层进行更换时，每个烟气混合及封堵机构中的两个连接臂在转动时又能够将两开合板向外撑开直至达到水平状态，以实现对对应侧腔室上进气板的封堵，防止烟气进入该腔室内，继而能够在另一侧腔室正常使用的状态下，完成对对应侧腔室内催化剂层的更换，无需停机操作，以保障系统的连续运行以及烟气处理效率。
16.2、通过设置气体置换单元，能够在对腔室内催化剂层进行更换前，将腔室内的气体用外部空气进行置换，且置换后的气体抽回至锅炉与进烟通道间的管道内进行再循环，能够提高更换催化基层时的安全性；并通过设置烟气检测仪，实现对数据进行检测，进一步的保证更换催化层时的安全性。
17.3、通过在两个开合板的底端板体上交错开设有多个槽口，并在位于两槽口间的板体上设置有延伸板，能够在两个开合板间呈v字形结构时，避免过量的气体朝向一侧流动，能够促进气体混合；同时在两开合板被撑开后，其中一个开合板上的延伸板将插入另一开合板上的槽口内，完成对槽口进行封堵，即最终能够形成平面的板体以对进气板进行封堵。
18.4、通过设置有引风机，能够促进烟气在系统中的流动，提高处理效率。
附图说明
19.图1为脱硫脱硝除尘一体化系统工艺原理示意图；图2为脱硝反应器的侧视图；图3为催化剂层不需更换时，脱硝反应器内部结构示意图(主视)；图4为左腔室内催化剂层需更换时，脱硝反应器内部结构示意图(主视)；图5为开合板为倾斜状态时，烟气混合及封堵机构处主视图；图6为开合板为倾斜状态时，烟气混合及封堵机构处结构示意图；图7为开合板为水平状态时，烟气混合及封堵机构处主视图；图8为开合板为水平状态时，烟气混合及封堵机构处结构示意图；图9为开合板为水平状态时的俯视图；图10为滑动组件位于导向滑道最顶部时结构示意图；图11为转动盘与滑动组件处结构示意图；图12为固定盘处侧视图；图13为滑动组件结构示意图。
20.图中主要附图标记含义如下：1、脱硝单元，2、除尘单元，3、脱硫单元，4、引风机，5、脱硝反应器，6、供氨单元，7、反应主体，8、进烟通道，9、排烟通道，10、氨气进气管，11、进气板，12、进气孔，13、隔板，14、催化剂层，15、烟气混合及封堵机构，16、固定板，17、固定盘，18、导向板，19、转盘，20、转臂一，21、转臂二，22、滑轨，23、滑块，24、伸缩装置，25、连杆，26、固定柱一，27、连接件，28、开合板，29、导向滑道，30、限位滑槽，31、滑动组件，32、滑动块，33、限位板，34、固定柱二，35、
支耳，36、槽口，37、延伸板，38、升降机构，39、导向块，40、检修门，41、入气管，42、出气管，43、烟气检测仪，44、导向杆，45、连接臂。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例对本发明做具体的介绍。
22.本实施例是一种工业烟气脱硫脱硝除尘一体化系统，如图1所示，包括脱硝单元1、除尘单元2和脱硫单元3，脱硝单元1、除尘单元2和脱硫单元3顺次连通设置在烟气的排放路径上，锅炉所产烟气经管道依次经过脱硝单元1、除尘单元2、脱硫单元3，依次完成脱硝、除尘、脱硫后，经脱硫单元3的出气端排入至烟囱，再将烟囱排出。烟气在脱硝单元1内与和氨气混合，在催化剂的催化下，烟气中的氮氧化合物生成氮气和水，进而减小烟气中氮氧化合物，降低了烟气对环境的污染，从而实现脱硝；除尘单元2可以采购除尘袋设备或电除尘器等，脱硫单元3也可以从市面采购现有脱硫设备，此处再做赘述。为了促进烟气在系统中的流动，提高处理效率，在除尘单元2和脱硫单元3间的管道上还安装有引风机4。
23.常规脱硝系统中使用的催化剂层14通常处于同一腔室内，在寿命达到年限或其他问题导致催化剂失效后，需要停机对催化剂层14进行更换，会影响一体化系统的连续运行以及烟气处理效率。
24.因此，本实施例中对脱硝单元1进行了技术性改进。如图1-13所示，脱硝单元1包括脱硝反应器5、供氨单元6；脱硝反应器5包括反应主体7，反应主体7的顶端、底端分别设有进烟通道8、排烟通道9；进烟通道8的顶端与锅炉的排烟端管道相连，排烟通道9的底端与除尘单元2的进气端管道相连。
25.供氨单元6采用常规使用的供氨系统，包括液氨储罐、蒸发器、混合器、送风机等，液氨在蒸发器作用下产生蒸汽进入至混合器内，与经送风机送入的空气在混合器内混合后送入脱硝反应器5内；如图2所示，在进烟通道8上环绕设置有多个与供氨单元6相连的氨气进气管10，通过氨气进气管10将氨气、空气的混合气送入反应主体7内，使其与烟气混合。
26.如图3、4所示，在反应主体7内水平设置有具有多个进气孔12的进气板11；在进气板11下方竖直设置有用于将反应主体7内部分隔成左右两腔室的隔板13，在隔板13两侧的腔室内均可拆卸地安装有催化剂层14。烟气与氨气、空气混合后，将能够经过进气板11上的进气孔12进入两腔室内，继而能够在强室内催化剂层14的作用下，使烟气中的氮氧化合物生成氮气和水实现脱硝。
27.为了实现在线更换催化剂层14的目的，我们在位于进气板11上方的反应主体7的两侧壁上分别安装上能够促进烟气与氨气混合，并能够封堵对应侧腔室上方进气板11的烟气混合及封堵机构15。
28.如图5-9、11-13所示，烟气混合及封堵机构15包括固定板16，在固定板16靠近反应主体7内壁侧的一端面底端设置有固定盘17，固定盘17的底端远离反应主体7的一侧设置有导向板18；固定盘17的前侧同轴且转动地设置有一转盘19，转盘19上分别设置有一倾斜向上朝向反应主体7内部以及一倾斜向下朝向反应主体7内部的转臂一20、转臂二21；并在位于固定盘17上方的固定板16上设置有用于驱动转臂一20、转臂二21以转盘19圆心为轴心转动的驱动机构。
29.驱动机构包括竖直安装在固定板16上的滑轨22，滑轨22内滑动设置有滑块23，在
位于滑轨22上方的固定板16上安装有与滑块23固定连接的伸缩装置24；在滑块23与转臂一20末端间设置有连杆25，连杆25分别与滑块23、转臂一20相对转动连接；通过伸缩装置24动作带动滑块23沿着滑轨22上下位移，继而能够通过与滑块23相连的连杆25带动转臂一20以转盘19圆心为轴心转动。
30.在转臂二21末端靠近反应主体7内壁的一侧设置有固定柱一26，在固定柱一26上转动安装有两个连接件27，两个连接件27位于转臂二21两侧且每个连接件27末端均设置有朝向反应主体7内侧延伸的开合板28。
31.在导向板18的外沿板体上开设有导向滑道29，转臂二21上开设有左右贯通的限位滑槽30；并在转臂上安装有能够在转臂一20、转臂二21跟随转盘19转动时，同时沿导向滑道29、限位滑槽30滑动的滑动组件31；滑动组件31包括呈凸字形结构的滑动块32，滑动块32从限位滑槽30底部插入；在滑动块32的顶部设置有两个防止滑动块32从转臂二21上脱落的限位板33，并在其中一个限位板33上设置有插入导向滑道29内的导向杆44；在滑动块32的底部设置有与固定柱一26对应的固定柱二34；连接臂45的两端均开设有通孔，连接臂45的一端套设在固定柱二34上；在连接件27的顶面设置有支耳35，连接臂45的另一端与对应连接件27上的支耳35通过螺杆组件转动连接。
32.导向滑道29在设计时，能够满足在滑动组件31位于最低端时，两个连接臂45能够将两个开合板28撑开，以将对应侧过气板进行封堵；在滑动组件31位于最顶端时，两个连接臂45能够将两开合板28拉近，以促进烟气与氨气进行混合。即将导向板18设计成以固定盘17圆心为圆心的扇形，导向滑道29开设在导向板18外沿，且导向滑槽顶部槽口36距离导向板18外沿的距离要大于导向滑道29底部槽口36距离导向板18外沿的距离。
33.在正常运行时，伸缩装置24动作带动滑块23沿着滑轨22上移，继而带动转臂二21向上方转动，使得两开合板28跟随上移；同时由于导向滑道29的存在，使得滑动组件31在跟随转动时，会逐渐朝向固定盘17圆心移动，并能够将两连接臂45向上抬起，使得两开合板28呈现出开口朝向反应主体7内侧壁倾斜的v字形结构，如图3所示。
34.同时，为了提高烟气与烟气、空气的混合效果，两个开合板28的底端板体上交错开设有多个槽口36，并在位于两槽口36间的板体上设置有延伸板37，两开合板28间呈现出v字形结构时，部分混合气体会通过槽口36进入下方，会与经过开合板28导流的气体反生进一步的混合。一般情况下，开合板28相对进气板11的倾斜角度控制在45
°‑
60
°
内即可。
35.进一步的，为了提高烟气混合效果，我们在烟气混合及封堵机构15内还加入了升降机构38，升降机构38可选用伺服模组或其他能够实现同样效果的模组；升降机构38安装在反应主体7侧壁上，固定板16与升降机构38的升降端固定连接，通过升降机构38驱动固定板16上下位移。同时为了保证稳定性，我们在位于升降机构38下方的反应主体7侧壁上还设置有导向块39，导向块39上开设有导向槽，固定板16的侧壁插入导向槽内。通过升降机构38带动固定板16以及固定板16上各组件上下位移调节至合适高度，方便在试用时，模拟出安装高度下的烟气分布情况，以保证的烟气混合效果。
36.当其中一个腔室内的催化剂层14需要更换时，通过伸缩装置24动作带动滑块23沿着滑轨22下移，继而带动转臂二21向下方转动，使得两开合板28跟随下移；同样由于导向滑道29的存在，使得滑动组件31在跟随转动时，会逐渐朝向远离固定盘17圆心侧移动，并能够将两连接臂45向下顶出，使得两开合板28的夹角逐渐增大直至呈水平状态，其中一个开合
板28上的延伸板37将插入另一开合板28上的槽口36内对槽口36进行封堵，然后再通过升降机构38带动开合板28下移与进气板11顶面贴合即可，如图4、图9所示。
37.为了方便检修，我们在反应主体7侧壁上设置了与催化剂层14对应的检修门40；并设置了气体置换单元，气体置换单元设置有两组，气体置换单元包括两风机(图中未示出)，其中一个风机通过入气管41与反应主体7腔室连通，在对应侧腔室上方的进气板11被封堵后，用于将空气抽入至位于催化剂层14上方的腔室内；另一个风机通过反应主体7上的出气管42与反应主体7腔室连通，用于将腔室内的气体抽出并输送至锅炉与进烟通道8间的管道内。同时，在位于催化剂层14下方的反应主体7上安装有用于检测烟气含硝量的烟气检测仪43。通过设置气体置换单元以及烟气检测仪43以提高检修时的安全性。
38.以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。