專利名稱：一種用于選擇性非催化還原系統(tǒng)的還原劑噴射裝置的制作方法
一種用于選擇性非催化還原系統(tǒng)的還原劑噴射裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于煙氣脫硝領(lǐng)域，具體地說是一種用于選擇性非催化還原(SNCR)煙氣脫硝技術(shù)中的還原劑噴射裝置，主要用于窯爐、流化床鍋爐及中小型電廠鍋爐。
背景技術(shù)：
SNCR技術(shù)是將還原劑噴入待處理的煙氣中，使之與煙氣中氮氧化物發(fā)生SNCR 反應(yīng)，將有毒的氮氧化物轉(zhuǎn)化為無害氮?dú)獾囊环N脫硝技術(shù)。在2011年頒布的國標(biāo) GB13223-2011中，該技術(shù)被環(huán)保部推薦為兩種成熟的商用脫硝技術(shù)之一。還原劑與煙氣的混合是SNCR技術(shù)的核心。還原劑與煙氣混合得好，化學(xué)反應(yīng)就充分，系統(tǒng)脫硝效率就高，未反應(yīng)的還原劑泄漏到大氣中造成的二次污染就少；反之，還原劑與煙氣混合得差，化學(xué)反應(yīng)就不充分，系統(tǒng)的脫硝效率就低，未反應(yīng)的還原劑泄漏到大氣中造成的二次污染就大。目前，SNCR系統(tǒng)脫硝效率通常為3(Γ50%。還原劑與煙氣混合效果不佳是造成脫硝效率低的主要原因。
在SNCR混合技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，目前主要采用墻式噴射裝置或槍式噴射裝置實(shí)現(xiàn)還原劑與待處理煙氣的混合。相關(guān)的專利也集中在對墻式噴射裝置與槍式噴射裝置的優(yōu)化與改造方面。例如中國航天科技集團(tuán)公司第六研究院第十一研究所申報的一項發(fā)明專利，發(fā)明名稱為“SNCR脫硝多噴嘴長槍噴射器”，申請公告號為CN102160964A。
近年來，隨著計算機(jī)模擬技術(shù)的提高，準(zhǔn)確預(yù)測爐內(nèi)各區(qū)域氮氧化物的濃度與煙氣的流速已成為可能。在此背景下，對還原劑噴射裝置的要求也提高為在氮氧化物濃度高且煙氣流速大的區(qū)域多投還原劑，在氮氧化物濃度低且煙氣流速小的區(qū)域少投還原劑。具體表現(xiàn)為要求噴射裝置對煙氣流通二維截面上的每個位置都有控制還原劑投放的能力。 這不但包含著每個位置上還原劑投放量的控制，而且也包含著每個位置上還原劑溶液噴射距離，霧化角，霧化粒徑的控制。以往的墻式裝置與槍式噴射裝置并不能很好地滿足這種二維平面上每個位置的投放控制的要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為窯爐、流化床鍋爐及電廠鍋爐SNCR系統(tǒng)提供一種還原劑噴射裝置，該裝置對二維平面上每個位置，不但可以控制還原劑的投放量，而且可以調(diào)節(jié)噴射距離，霧化角，霧化粒徑。
本發(fā)明的主要技術(shù)方案用于選擇性非催化還原系統(tǒng)的還原劑噴射裝置，包括置于爐膛內(nèi)的霧化噴嘴，其特征在于若干霧化噴嘴分布在爐膛內(nèi)的還原劑噴射格柵上。
—般地，本發(fā)明噴射裝置的還原劑噴射格柵由兩層互相垂直的管排組成，每層管排由若干管道平鋪組成，若干霧化噴嘴均勻分布于每根管道上。
所述管道的最外層是管壁，管壁上有防磨涂層，管壁內(nèi)是冷卻水通道，冷卻水通道連接循環(huán)水冷卻系統(tǒng)；冷卻水通道內(nèi)部有霧化空氣管路與還原劑溶液管路，霧化空氣管路與還原劑溶液管路分別與管壁上的霧化噴嘴相連；還原劑溶液管路與霧化空氣管路連接有調(diào)節(jié)閥門；若干調(diào)節(jié)閥門組成閥門站。
在形狀、構(gòu)造及其組合上，本發(fā)明還原劑噴射裝置與最接近的現(xiàn)有技術(shù)共有的必要技術(shù)特征是利用霧化噴嘴，將還原劑溶液霧化后噴入爐膛。
在形狀、構(gòu)造及其組合上，本新型還原劑噴射裝置與最接近的現(xiàn)有技術(shù)不同的技術(shù)特征是在爐膛內(nèi)布置格柵，使得爐膛截面上每個位置都可投放還原劑；通過液路管路與氣路管路中壓力的調(diào)節(jié)及噴嘴的選用，調(diào)節(jié)還原劑的噴射距離，霧化角，霧化粒徑。
采用本發(fā)明還原劑噴射裝置的SNCR系統(tǒng)脫硝效率約70%，比采用現(xiàn)有還原劑噴射裝置的SNCR系統(tǒng)脫硝效率提高30%左右。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例還原劑噴射裝置原理示意圖；圖2是實(shí)施例還原劑噴射格柵結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是實(shí)施例還原劑噴射格柵管道剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1-還原劑噴射格柵；2-閥門站；3-循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；4-霧化空氣管路；5-還原劑溶液管路；6-冷卻水；7-管道；8-爐膛；9-霧化噴嘴；10-煙氣入口 ； 11-煙氣出口； 12-冷卻水通道；13-管壁。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本新型還原劑噴射裝置的工作原理與運(yùn)行狀態(tài)作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例本實(shí)施例SNCR還原劑噴射裝置的主要特點(diǎn)是若干霧化噴嘴(9)分布于爐膛(8)內(nèi)的還原劑噴射格柵(1)上。
具體地說，該裝置主要包括還原劑噴射格柵(1)、閥門站(2)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)(3) 三部分，其原理如附圖1所示。還原劑噴射格柵置(1)于爐膛內(nèi)(8)，其上安裝了數(shù)百個霧化噴嘴(9)，用來實(shí)現(xiàn)各個位置還原劑的投放。還原劑噴射格柵(1)工作在約900° C的環(huán)境中，冷卻水(6)配備了一套循環(huán)水冷卻系統(tǒng)(3)用于還原劑噴射格柵(1)的降溫。閥門站 (2)中集成了數(shù)百個閥門，用于控制與霧化噴嘴(9)相連的還原劑溶液管路(5)與霧化空氣管路(4)中的壓力，輔以選用不同的霧化噴嘴(9)，則不但可控制每個霧化噴嘴(9)處還原劑的投放量，而且可調(diào)節(jié)噴射距離，霧化角，霧化粒徑。
還原劑噴射格柵(1)的結(jié)構(gòu)見圖2。還原劑噴射格柵(1)由兩層互相垂直的管排組成，每層管排由若干管道(7)平鋪組成。每根管道(7)上均勻布置多個霧化噴嘴(9)。利用該結(jié)構(gòu)可將爐膛(8)的截面上勻布數(shù)百個霧化噴嘴(9)。
每一根管道(7)的結(jié)構(gòu)見圖3。最外層是管壁(13)，管壁(13)上有防磨涂層，管壁(13)內(nèi)是冷卻水通道，管內(nèi)的冷卻水通道(12)與循環(huán)水冷卻系統(tǒng)(3)相連。冷卻水通道 (12)內(nèi)部有霧化空氣管路(4)與還原劑溶液管路(5)。霧化空氣管路(4)與還原劑溶液管路(5)分別與管壁(13)上的霧化噴嘴(9)相連。還原劑溶液從還原劑溶液管路(5)中經(jīng)霧化噴嘴(9)霧化后進(jìn)入爐膛(8)。還原劑溶液管路(5)與霧化空氣管路(4)內(nèi)的壓力由閥門站(2)內(nèi)的一組閥門調(diào)節(jié)。
如圖2所示，還原劑噴射格柵(1)被水平安置在某水泥回轉(zhuǎn)窯的裂解爐膛(8)內(nèi)， 兩層管束相互垂直的放置，使得眾多的霧化噴嘴(9)被均布于截面的各個位置。
需脫硝的煙氣從裂解爐膛(8)上端煙氣入口(10)處進(jìn)入爐內(nèi)，垂直穿過還原劑噴射格柵，與霧化噴嘴中噴出的還原劑混合，發(fā)生脫硝反應(yīng)，處理后的煙氣從裂解爐膛(8)下端煙氣出口(11)處排出。
根據(jù)計算機(jī)數(shù)值模擬算出的爐內(nèi)氮氧化物分布。遵循“往氮氧化物多的區(qū)域多投還原劑，往氮氧化物少的區(qū)域少投還原劑”的原則，向爐內(nèi)噴射還原劑。具體操作如下控制閥門站(2)內(nèi)多組閥門開度，調(diào)節(jié)圖3所示各格柵管道(7)中還原劑溶液壓力與霧化空氣壓力，同時為每個位置選用合適的霧化噴嘴(9)，則對于二維平面上每個位置，不但可調(diào)節(jié)還原劑的投放量，而且可實(shí)現(xiàn)噴射距離，霧化角，霧化粒徑等噴射參數(shù)的控制。
權(quán)利要求
1.一種用于選擇性非催化劑還原系統(tǒng)的還原劑噴射裝置，包括置于爐膛內(nèi)的霧化噴嘴，其特征在于若干霧化噴嘴分布在爐膛內(nèi)的還原劑噴射格柵上。
2.如權(quán)利要求1所述的噴射裝置，其特征在于還原劑噴射格柵由兩層互相垂直的管排組成，每層管排由若干管道平鋪組成，若干霧化噴嘴均勻分布于每根管道上。
3.如權(quán)利要求2所述的噴射裝置，其特征在于所述管道的最外層是管壁，管壁上有防磨涂層，管壁內(nèi)是冷卻水通道，冷卻水通道連接循環(huán)水冷卻系統(tǒng)；冷卻水通道內(nèi)部有霧化空氣管路與還原劑溶液管路，霧化空氣管路與還原劑溶液管路分別與管壁上的霧化噴嘴相連；還原劑溶液管路與霧化空氣管路連接有調(diào)節(jié)閥門。
4.如權(quán)利要求2所述的噴射裝置，其特征在于由若干調(diào)節(jié)閥門組成閥門站。
全文摘要
本發(fā)明屬于煙氣脫硝領(lǐng)域，公開了一種用于選擇性非催化還原(SNCR)煙氣脫硝技術(shù)中的還原劑噴射裝置，主要用于窯爐、流化床鍋爐及中小型電廠鍋爐。主要特點(diǎn)是在爐膛內(nèi)布置格柵，使?fàn)t膛內(nèi)二維截面上每個位置都可投放還原劑；通過液路管道與氣路管道中的壓力調(diào)節(jié)及霧化噴嘴的選用，調(diào)節(jié)還原劑的噴射距離，霧化角，霧化粒徑及投放量。對比現(xiàn)有的還原劑噴射裝置，采用本發(fā)明還原劑噴射裝置的SNCR系統(tǒng)的脫硝效率可提高約30%。
文檔編號B01D53/56GK102553419SQ20121007348
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者李仁剛, 雷達(dá) 申請人:南京龍源環(huán)保有限公司