本实用新型属于环保设备技术领域，具体涉及一种前置高温除尘的脱硝反应器，尤其适用于生物质锅炉或其它类似炉窑烟气的处理。
背景技术：
生物质发电作为重要的可再生能源，具有高效、环保、节能、惠农、二氧化碳减排等优点，是全球继石油、煤炭、天然气之后的第四大能源。生物质具有取之不尽、用之不竭的特点。同时生物质能技术成熟、应用广泛、污染小、安全性高，对于应对全球气候变化、能源供需矛盾、保护生态环境、惠及民生等方面发挥重要的作用，是能源转型的重要力量。根据国家能源局数据显示，截至2019年底，我国生物质发电装机容量达到2254万千瓦，同比增长26.6％；2019年中国生物质发电量为1111亿千瓦时，同比增长20.4％。目前在不少省区，生物质正在成为煤炭的有效补充和替代燃料。
生物质锅炉是以生物质能源作为燃料的锅炉。然而尽管生物质锅炉相比煤炭锅炉污染较小，但在其燃烧过程中还会产生颗粒粉尘、二氧化硫(so2)、氮氧化物(nox)、酸性气体等，而产生的粉尘以及废气需要经过处理才可达到废气排放标准。随着燃煤锅炉“超低排放”的不断推进，自身排放标准缺失的生物质往往需要面临同样的“超低”考验。目前，企业新上锅炉烟气脱硝普遍选择效率较高的scr烟气处理工艺。
现代scr装置大多采用v2o5-tio2-w/mo系列催化剂。由于催化剂长期暴露在高温含有污染物的烟气中，随着时间的推移，催化剂的活性会逐渐衰减退化。导致催化剂活性衰减的因素很多，主要有催化剂的烧结，碱金属、砷等导致的中毒，钙的腐蚀，以及催化剂的堵灰、磨蚀等。
相较于燃煤锅炉，生物质锅炉烟尘含量大，含碱金属(k 、ca2 )质量分数较高，可达8％以上(见下表)。含k 混合物直接和催化剂表面接触，会使催化剂活性降低。反应机理是在催化剂活性位置上碱金属与其它物质发生了反应。而飞灰中游离的cao和so3反应，可吸附在催化剂表面，形成caso4，覆盖在催化剂表面的微孔上，阻止了反应物向催化剂表面的扩散及扩散进入催化剂内，从而影响催化剂的催化效果，导致催化剂失活。因此，燃煤锅炉使用的催化剂寿命普遍可达24000h以上，而生物质锅炉中的催化剂寿命不到一年，严重者半年时间就中毒失效。
表1某生物质锅炉飞灰与燃煤锅炉飞灰主要成分对比
在scr烟气脱硝工程中，催化剂的投资占了整个系统投资的较大比例，催化剂的使用寿命直接影响到整个脱硝系统的投资与运行成本。因此，针对生物质锅炉或其它类似炉窑烟气，在选择合适的反应温度及催化剂的情况下，设计一种前置高温除尘的脱硝反应器非常必要。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种通过高温除尘有效收集锅炉出口烟尘、从而避免催化剂碱金属中毒、有效地提高催化剂使用寿命的前置高温除尘的脱硝反应器。
为实现上述技术目的，本实用新型采用以下的技术方案：
前置高温除尘的脱硝反应器，包括直立式结构的脱硝反应器本体，所述脱硝反应器本体包括：
除尘室，设置于所述脱硝反应器本体的下部，所述除尘室内设置有耐高温金属滤袋，所述除尘室侧部设置有用于与锅炉省煤器出口相连接的烟气入口，所述除尘室顶部设置有脉冲喷吹装置；
灰仓，设置于所述除尘室的底部，用于收集滤袋过滤下来的灰尘，所述灰仓底部安装有排灰阀；
脱硝反应室，设置于所述除尘室的上部，所述脱硝反应室内设置有催化剂，所述脱硝反应室的上部设置有烟气出口。
作为优选的技术方案，所述耐高温金属滤袋的材质为金属纤维或金属间化合物。
作为优选的技术方案，所述催化剂为分层布置，以单元模块型式叠放在若干层托架上。
作为优选的技术方案，所述除尘室和脱硝反应室的外部均设置有检修门。
作为优选的技术方案，所述灰仓设置有料位计，所述料位计与所述排灰阀连锁控制。
作为优选的技术方案，所述烟气入口与锅炉省煤器出口相连接的入口烟道上设置有喷氨格栅。
由于采用上述技术方案，本实用新型具有至少以下有益效果：
(1)通过前置高温除尘，飞灰中的碱金属氧化物或盐绝大部分被捕集，出口尘含量小于5mg/nm3，可避免催化剂化学中毒现象，同时有效地缓解催化剂孔道的灰堵，减轻飞灰撞击对催化剂的磨损，以上均会提高催化剂的使用寿命；
(2)催化剂可选用燃气锅炉用的小孔距催化剂，降低了所需催化剂体积，同时减少了反应器体积，省去了原有的催化剂吹灰器系统，可降低脱硝系统的投资与运行费用；
(3)本脱硝反应器前置高温除尘，出口尘含量可做到小于5mg/nm3，达到目前超净排放标准。如此，反应器之后的省煤器、空预器的灰堵状况都大大改善，并且可取消空预器后的除尘器，有利于节省场地与投资运行成本；
(4)本脱硝反应器不仅可用于生物质锅炉，其它出口烟气飞灰含量高特别是含碱金属成分高的水泥窑炉等均可适用。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
图1是本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
实施例
如图1所示，前置高温除尘的脱硝反应器，包括脱硝反应器本体10，所述脱硝反应器本体10为直立式焊接钢结构容器，其主要由烟气入口11、除尘室12、灰仓13、脱硝反应室14、烟气出口15组成；脱硝反应器壳体采用q345材质，外部设有加固肋及保温层。
除尘室12设置于所述脱硝反应器本体10的下部，所述除尘室10内设置有耐高温金属滤袋121及其支撑结构，可净化烟气中粉尘；支撑结构能承受内部压力，地震负荷、烟尘负荷、滤袋、催化剂负荷和热应力等，耐高温金属滤袋121的材质优选为金属纤维或金属间化合物，过滤精度可达1μm，滤袋工况温度可达450℃～500℃，耐高温；所述除尘室12侧部设置有用于与锅炉省煤器出口20相连接的烟气入口11，所述烟气入口11与锅炉省煤器出口20相连接的入口烟道30上设置有喷氨格栅31；喷氨格栅31用于将还原剂喷入烟气；所述除尘室12顶部设置有脉冲喷吹装置122，通过喷吹把滤袋表面附着灰尘分离。
灰仓13设置于所述除尘室12的底部，用于收集滤袋捕集过滤下来的灰尘，所述灰仓13底部安装有排灰阀131；所述灰仓13设置有料位计132，所述料位计132与所述排灰阀131连锁控制。
脱硝反应室14设置于所述除尘室12的上部，所述脱硝反应室14内设置有催化剂141，所述催化剂一般为2～3层分层布置，以单元模块型式叠放在若干层托架上；所述脱硝反应室14的上部设置有烟气出口15。
所述除尘室12和脱硝反应室14的外部均设置有检修门，催化剂141安装时可通过反应器外的催化剂填装系统从检修门放入反应器内。
参考图1，本实用新型的工作原理如下：烟气从底部烟气入口11进入脱硝反应器本体下部除尘室12，经过金属滤袋121时，大于滤袋孔粒径的飞灰被阻隔，附着在金属滤袋121表面。脉冲喷吹装置122根据系统设定的时间定时、顺序对滤袋进行喷吹，附着在滤袋表面的飞灰经离心作用脱离滤袋并经重力作用落入底部灰仓13。灰仓13设置有料位计132，料位计132控制排灰阀131连锁启动：当料位计高报警时，排灰阀131自动开启，开始卸料；当料位计低报警时，排灰阀131自动关闭，停止卸料。
还原剂以氨为例，锅炉省煤器出口20出来的烟气在进入脱硝反应器之前的入口烟道30上设置有喷氨格栅31，喷氨格栅31将制备好的5％氨气通过喷嘴喷入烟道与烟气混合。烟气进入脱硝反应器本体10，经过除尘室12除尘后进入上部脱硝反应室14与催化剂接触，在合适的温度和催化剂的作用下，还原剂有选择地把烟气中的nox还原为无毒无污染的n2和h2o。最后烟气经过脱硝后从出口烟道40排出，进入后续处理系统。
本实用新型通过前置高温除尘，飞灰中的碱金属氧化物或盐绝大部分被捕集，出口尘含量小于5mg/nm3，可避免催化剂化学中毒现象，同时有效地缓解催化剂孔道的灰堵，减轻飞灰撞击对催化剂的磨损，以上均会提高催化剂的使用寿命，预期使用寿命可达燃煤锅炉的2倍，即48000h以上。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域内的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
1.前置高温除尘的脱硝反应器，包括直立式结构的脱硝反应器本体，其特征在于，所述脱硝反应器本体包括：
除尘室，设置于所述脱硝反应器本体的下部，所述除尘室内设置有耐高温金属滤袋，所述除尘室侧部设置有用于与锅炉省煤器出口相连接的烟气入口，所述除尘室顶部设置有脉冲喷吹装置；
灰仓，设置于所述除尘室的底部，用于收集滤袋过滤下来的灰尘，所述灰仓底部安装有排灰阀；
脱硝反应室，设置于所述除尘室的上部，所述脱硝反应室内设置有催化剂，所述脱硝反应室的上部设置有烟气出口。
2.如权利要求1所述的前置高温除尘的脱硝反应器，其特征在于：所述耐高温金属滤袋的材质为金属纤维或金属间化合物。
3.如权利要求1所述的前置高温除尘的脱硝反应器，其特征在于：所述催化剂为分层布置，以单元模块型式叠放在若干层托架上。
4.如权利要求1所述的前置高温除尘的脱硝反应器，其特征在于：所述除尘室和脱硝反应室的外部均设置有检修门。
5.如权利要求1所述的前置高温除尘的脱硝反应器，其特征在于：所述灰仓设置有料位计，所述料位计与所述排灰阀连锁控制。
6.如权利要求1至5任一项所述的前置高温除尘的脱硝反应器，其特征在于：所述烟气入口与锅炉省煤器出口相连接的入口烟道上设置有喷氨格栅。
技术总结