一种SCR综合反应器的制作方法

本发明属于烟气脱硝处理技术领域，涉及一种scr综合反应器。

背景技术：

近年来，在经济快速发展的带动下，污染物氮氧化合物的排放量也在急速增加。生态环境受到了严重的污染，减少和控制火电厂及垃圾焚烧发电厂氮氧化物的排放已迫在眉睫。减少氮氧化合物排放主要有燃烧控制和烟气脱硝2种方法。其中烟气脱硝方法有非选择性催化还原法(sncr)、选择性催化还原法(scr)、吸附法、等离子法等。应用在焚烧炉烟气脱硝的首先是选择性催化还原(scr)烟气脱硝技术。由于其成熟的脱硝技术，高效的脱硝效率等特点，在世界范围内得到了十分广泛的应用，现在已经被公认为烟气脱硝的主流技术。

但由于脱硝系统在国内应用时间短，积累经验少，还未形成可推广的系统运行规范。现阶段主流的烟气脱硝系统包含脱酸、除尘、烟气预热(ggh)、选择性催化还原(scr)反应等过程，使得排出的烟气满足排放标准，从而减少对大气的污染，其中选择性催化还原(scr)是脱硝系统的核心单元。

传统烟气脱硝工艺流程上，各单体设备相互独立，以管道作为连贯整个工艺的媒介。各单体设备通过框架结构固定支承。经过脱酸除尘后的烟气先经空气预热器加热，达到催化反应温度后进入scr反应器反应，经过脱硝的烟气直接通过烟囱排向大气。烟气脱硝系统整体结构庞大，设备框架式支承结构，占地面积大，制作复杂，材料损耗大，结构上影响系统管道布置，增加管道损耗。为保证催化反应效率，烟气需加热至催化剂最佳作用温度，烟气预热器能耗大，经scr反应器反应升温后的高温气体直接排入烟囱，热能损失严重。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了提供一种scr综合反应器，以减少反应器的能源消耗，使得系统热能可以得到回收利用，节省成本。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种scr综合反应器，包括scr反应段和换热段，其中，所述scr反应段的出口连接所述换热段的管程入口，所述换热管的管程出口则连接设置有烟气出口管道，所述的换热段的壳程入口连接烟气进口管道，换热段的壳程出口则连接所述scr反应段的原料入口。

进一步的，所述的换热段的壳程出口通过烟气循环管道连接所述scr反应段的原料入口。

进一步的，所述的换热段包括固定连接所述scr反应段的换热壳体，以及布置在换热壳体内的换热管束，所述换热管束的两端分别连接所述scr反应段的出口与烟气出口管道。

更进一步的，所述的换热管束沿纵向布置。

更进一步的，所述的换热壳体内还设有垂直于换热管束的若干折流板，所述折流板沿换热管束方向交错设置。

更进一步优选的，所述的折流板的一侧与换热壳体内壁密封连接，对应另一侧与换热壳体内壁保持间隔，且所述折流板还与部分换热管束固定连接。更优选的，所述的折流板的面积在换热壳体截面积的2/3～3/4之间。

更进一步的，所述的换热管束上还布置有换热翅片。

进一步的，所述的换热段的底部还设有裙式支承。

进一步的，换热段的壳程入口位于换热段的下方位置，换热器的壳程出口位于换热段的上方位置，使得换热段壳程内的流体与其管程内的流体呈逆流接触。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)节能：采用反应/换热一体式结构，设置烟气换热循环系统，减少烟气预热器的能源消耗，系统热能得到回收利用。

(2)节省材料：反应/换热一体式结构，减少烟道管材，裙座式支撑，取消设备框架结构，节省材料。

(3)节省空间：反应/换热一体式结构，裙座式支承，更利于设备管道布置，减少设备布置要求，节省空间。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中标记说明：

1-scr反应段，2-换热段，21-换热壳体，22-换热管束，23-折流板，3-烟气循环管道，4-烟气出口管道，5-烟气进口管道，6-裙式支承。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

以下各实施例中，如无特别说明的功能部件或结构，则表明其均为本领域为实现对应功能而采用的常规部件或结构。

本发明提供了一种scr综合反应器，其结构参见图1所示，包括scr反应段1和换热段2，其中，所述scr反应段1的出口连接所述换热段2的管程入口，所述换热管的管程出口则连接设置有烟气出口管道4，所述的换热段2的壳程入口连接烟气进口管道5，换热段2的壳程出口则连接所述scr反应段1的原料入口，这样，通过采用高温的还原反应后的烟气来预热反应前的烟气，可以有效的对反应前的烟气进行预热，从而保证scr反应段1内的催化剂的活性程度，也使得系统的热能得到有效的回收利用，减少了额外设置烟气预热器的能源消耗。此外，在scr反应段1的下方直接设置换热段2，使得两者组成一体式结构，可以减少烟道管材损耗，节省材料。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图1所示，所述的换热段2的壳程出口通过烟气循环管道3连接所述scr反应段1的原料入口。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图1所示，所述的换热段2包括固定连接所述scr反应段1的换热壳体21，以及布置在换热壳体21内的换热管束22，所述换热管束22的两端分别连接所述scr反应段1的出口与烟气出口管道4。更具体的实施方式中，所述的换热管束22沿纵向布置。整个换热段2呈立式布置，可以提高内部换热流体介质的流动性，进而提高换热效果。

更具体的实施方式中，请再参见图1所示，所述的换热壳体21内还设有垂直于换热管束22的若干折流板23，所述折流板23沿换热管束22方向交错设置，折流板23的设置可以使得壳程内部的反应前的烟气呈紊流状态，进而提高进一步提高换热效果。更进一步具体的实施方式中，请再参见图1所示，所述的折流板23的一侧与换热壳体21内壁密封连接，对应另一侧与换热壳体21内壁保持间隔，且所述折流板23还与部分换热管束22固定连接，既保证壳程内烟气紊流的出现，同时，也起到了支撑换热管束22的目的。更优选的，所述的折流板23的面积在换热壳体21截面积的2/3～3/4之间，这样，可以使得壳程内的烟气紊流效果达到换热较佳状态，也不会影响烟气在壳程内的流动与流量。

更具体的实施方式中，所述的换热管束22上还布置有换热翅片。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图1所示，所述的换热段2的底部还设有裙式支承6，更利于设备管道布置，减少设备布置要求，节省空间。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图1所示，换热段2的壳程入口位于换热段2的下方位置，换热器的壳程出口位于换热段2的上方位置，使得换热段2壳程内的流体与其管程内的流体呈逆流接触，壳程与管程采用逆流接触的布置形式，也提高了反应前的烟气与还原反应后的烟气的换热效果，提高能量利用效率。

以上各实施方式可以任一单独实施，可以任意两两组合或更多的组合实施。

下面结合具体实施例来对上述实施方式进行更详细的说明。

实施例1：

本实施例提供了一种scr综合反应器，其结构参见图1所示，包括scr反应段1和换热段2，其中，scr反应段1的出口连接换热段2的管程入口，换热管的管程出口则连接设置有烟气出口管道4，换热段2的壳程入口连接烟气进口管道5，换热段2的壳程出口则连接scr反应段1的原料入口，这样，通过采用高温的还原反应后的烟气来预热反应前的烟气，可以有效的对反应前的烟气进行预热，从而保证scr反应段1内的催化剂的活性程度，也使得系统的热能得到有效的回收利用，减少了额外设置烟气预热器的能源消耗。此外，在scr反应段1的下方直接设置换热段2，使得两者组成一体式结构，可以减少烟道管材损耗，节省材料。

请再参见图1所示，换热段2的壳程出口通过烟气循环管道3连接scr反应段1的原料入口。

请再参见图1所示，换热段2包括固定连接scr反应段1的换热壳体21，以及布置在换热壳体21内的换热管束22，换热管束22的两端分别连接scr反应段1的出口与烟气出口管道4。更具体的实施方式中，换热管束22沿纵向布置。整个换热段2呈立式布置，可以提高内部换热流体介质的流动性，进而提高换热效果。

请再参见图1所示，换热壳体21内还设有垂直于换热管束22的若干折流板23，折流板23沿换热管束22方向交错设置，折流板23的设置可以使得壳程内部的反应前的烟气呈紊流状态，进而提高进一步提高换热效果。更进一步具体的实施方式中，请再参见图1所示，折流板23的一侧与换热壳体21内壁密封连接，对应另一侧与换热壳体21内壁保持间隔，且折流板23还与部分换热管束22固定连接，既保证壳程内烟气紊流的出现，同时，也起到了支撑换热管束22的目的。更优选的，折流板23的面积在换热壳体21截面积的2/3～3/4之间，这样，可以使得壳程内的烟气紊流效果达到换热较佳状态，也不会影响烟气在壳程内的流动与流量。换热管束22上还布置有换热翅片。

请再参见图1所示，换热段2的底部还设有裙式支承6，更利于设备管道布置，减少设备布置要求，节省空间。

请再参见图1所示，换热段2的壳程入口位于换热段2的下方位置，换热器的壳程出口位于换热段2的上方位置，使得换热段2壳程内的流体与其管程内的流体呈逆流接触，壳程与管程采用逆流接触的布置形式，也提高了反应前的烟气与还原反应后的烟气的换热效果，提高能量利用效率。

本实施例中，scr反应段1与常规的scr反应器的结构设置大致相同，scr反应段1与换热段2之间通过法兰密封连接，同时，保证仅换热段2的管程与scr反应段1的出口连接，同时，换热段2的管程下端出口也集中通过烟气出口管道4连接外部系统或直接连接外部大气。具体工作时，反应前的低温烟气送入换热段2的壳程内，与经换热管束22排出的还原反应后的高温烟气逆流接触换热，预热后的反应前烟气通过烟气循环管道3(此处还可以根据需要设置烟气预热器，以保证烟气在送入scr反应段1前被预热至适宜温度范围内)送入scr反应段1，并经其内部催化剂的催化作用，进行催化还原反应，并生成高温的还原反应烟气，再在换热段2管程被回收热量后，经烟气出口管道4排出。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

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