一種分解爐煙氣sncr脫硝裝置還原劑高效霧化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于化工環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及水泥行業(yè)的煙氣脫硝領(lǐng)域，具體涉及選擇性催化還原(SNCR)脫硝系統(tǒng)中的還原劑的高效霧化。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是世界水泥生產(chǎn)第一大國(guó)，水泥生產(chǎn)企業(yè)超過(guò)5000家，生產(chǎn)能力占全球水泥總產(chǎn)量的60%以上，每年排放的NOx達(dá)到了 160多萬(wàn)噸，幾乎占到全國(guó)NOx總排放量的十分之一，其排放量?jī)H次于火力發(fā)電和汽車尾氣排放。國(guó)家對(duì)水泥生產(chǎn)過(guò)程中的煙氣NOx排放制定了新的嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)分解爐的煙氣進(jìn)行脫硝，是實(shí)現(xiàn)分解爐煙氣NOx達(dá)標(biāo)排放所必須。
[0003]就煙氣脫硝技術(shù)而言，目前應(yīng)用較多的是選擇性催化還原法(SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)。SCR技術(shù)脫硝效率高，可達(dá)85% — 95%，但催化劑價(jià)格昂貴，且容易出現(xiàn)催化劑中毒、堵塞等運(yùn)行問(wèn)題，從而導(dǎo)致脫硝系統(tǒng)失效，這使得SCR脫硝技術(shù)成本過(guò)高，不太適宜水泥生產(chǎn)線運(yùn)作。SNCR技術(shù)則具有初期投資少，施工周期短，運(yùn)營(yíng)成本低等特點(diǎn)，更適合于水泥分解窯煙氣脫硝。
[0004]現(xiàn)有的分解窯SNCR技術(shù)存在的主要問(wèn)題是:噴入爐膛內(nèi)的還原劑霧化效果不佳、霧化后的還原劑與煙氣混合不均勻，導(dǎo)致還原劑與煙氣中氮氧化物反應(yīng)不完全，脫硝效率偏低，而氨逃逸率高，還原劑用量大；另SNCR脫硝工藝的最佳反應(yīng)溫度為900-1100 °C，因此，還原劑噴射裝置在900°C以上的高溫區(qū)域工作，噴射裝置易燒毀現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。提高脫硝效果，減少還原劑用量，提高還原劑噴射裝置運(yùn)行安全性，是分解窯SNCR脫硝亟待解決的問(wèn)題。因此設(shè)法提高還原劑溶液的霧化效果，使還原劑高度分散并充分與煙氣混合，以提高脫硝效果和減少還原劑用量，再者噴射裝置必須能更好的適應(yīng)高溫環(huán)境。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)以上提出的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，還原劑的高效霧化以及噴出后與煙氣進(jìn)行高速混合，并確保能更耐高溫。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型中提出了如下技術(shù)方案:
[0007]一種分解爐煙氣SNCR脫硝裝置還原劑高效霧化裝置，包括噴槍、拉法爾管1、雙層隔熱的氧化鋯陶瓷套管5、還原劑溶液加熱器11和空氣加熱器12。所述噴槍包括壓縮空氣中心風(fēng)接口 2，壓縮空氣中心風(fēng)還原劑混合管3，壓縮空氣霧化風(fēng)風(fēng)管4，霧化風(fēng)進(jìn)口 6，噴嘴7，固定法蘭8，壓縮空氣霧化風(fēng)接口 9，還原劑稀釋溶液接口 10 ;所述的還原劑溶液稀釋接口 10通過(guò)管道與還原劑溶液加熱器11連接，進(jìn)入加熱器的還原劑溶液來(lái)自還原劑溶液高壓泵；所述的拉法爾管I和壓縮空氣中心風(fēng)接口 2連接，拉法爾管I進(jìn)入的壓縮空氣來(lái)自空氣壓縮機(jī)；所述的噴嘴7前端開有8個(gè)霧化風(fēng)進(jìn)口 6，霧化風(fēng)從壓縮空氣霧化風(fēng)接口 9進(jìn)入壓縮空氣霧化風(fēng)風(fēng)管4，從霧化風(fēng)進(jìn)口 6噴出。
[0008]整個(gè)噴射裝置通過(guò)固定法蘭8固定在分解爐爐墻上。所述的雙層隔熱的氧化鋯陶瓷套管5，外套在噴槍前端；所述的拉法爾管I與壓縮空氣中心風(fēng)接口 2和空氣加熱器12的出口管道相連通，空氣加熱器12的入口管道與壓縮空氣源連接，部分被加熱的壓縮空氣經(jīng)過(guò)拉法爾管加速，自壓縮空氣中心風(fēng)接口 2進(jìn)入壓縮空氣中心風(fēng)還原劑混合管3，與自還原劑稀釋溶液接口 10進(jìn)入的還原劑稀釋溶液混合，實(shí)現(xiàn)中心風(fēng)對(duì)還原劑溶液的初步霧化，并使其獲得很高的噴射速度；所述的壓縮空氣霧化風(fēng)接口 9與空氣加熱器12出口管道連接，來(lái)自加熱器出口的熱壓縮空氣進(jìn)入壓縮空氣霧化風(fēng)風(fēng)管4，再?gòu)撵F化風(fēng)進(jìn)口 6進(jìn)入噴嘴7，起到再次霧化還原劑溶液的作用；所述的雙層隔熱的氧化鋯陶瓷套管5套在噴槍外，隔絕高溫?zé)煔馀c噴槍的換熱，保護(hù)噴槍不被燒毀的作用，保證噴槍工作正常。
[0009]本實(shí)用新型改進(jìn)了霧化風(fēng)的進(jìn)口位置，使用加熱的壓縮空氣對(duì)已初步霧化的還原劑溶液進(jìn)行二次霧化，進(jìn)入壓縮空氣中心風(fēng)接口 2的壓縮空氣通過(guò)拉法爾管I高速噴出，高速的霧化介質(zhì)不僅提高了霧化質(zhì)量，還能使霧化的還原劑以極高的速度噴出，加速了噴出后的還原劑與煙氣的混合，從而為高效脫硝減少還原劑用量創(chuàng)造了良好的條件。
[0010]本實(shí)用新型中空氣加熱器12 —端與壓縮空氣源連接，另一端與噴槍的壓縮空氣中心風(fēng)接口以及壓縮空氣霧化風(fēng)接口連接，空氣加熱器通過(guò)蒸汽進(jìn)行加熱，加熱溫度可根據(jù)工作需要進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，使用熱壓縮空氣對(duì)還原劑進(jìn)行霧化，較好的補(bǔ)償了壓縮空氣的膨脹降溫作用，確保了還原劑溶液在低表面張力、低粘度下霧化，提高了還原劑溶液的霧化質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是還原劑溶液加熱器示意圖；
[0013]圖3是空氣加熱器示意圖；
[0014]圖4是雙層隔熱的氧化鋯陶瓷套管示意圖；
[0015]圖5是圖4的A向視圖，也是噴射裝置噴孔分布方式圖；
[0016]1.拉法爾管，2.壓縮空氣中心風(fēng)接口，3.壓縮空氣中心風(fēng)還原劑混合管，4.壓縮空氣霧化風(fēng)風(fēng)管，5.雙層隔熱的氧化鋯陶瓷套管，6.霧化風(fēng)進(jìn)口，7.噴嘴，8.固定法蘭，
9.壓縮空氣霧化風(fēng)接口，10.還原劑稀釋溶液接口，11.還原劑溶液加熱器，12.空氣加熱器。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的講解說(shuō)明。
[0018]如圖1所示，通過(guò)固定法蘭8將本裝置固定在分解爐的爐墻上，來(lái)自壓縮機(jī)的壓縮空氣進(jìn)入壓縮空氣加熱器12進(jìn)行加熱，加熱后的壓縮空氣一部分通過(guò)拉法爾管加速，從中心風(fēng)接口 2進(jìn)入壓縮空氣中心風(fēng)還原劑混合管3，與經(jīng)還原劑稀釋溶液接口 10進(jìn)入的還原劑稀釋溶液充分混合，在壓縮空氣中心風(fēng)還原劑混合管3內(nèi)還原劑溶液被一次霧化并加速；另一部分加熱后的壓縮空氣通過(guò)壓縮空氣霧化風(fēng)接口 9進(jìn)入壓縮空氣霧化風(fēng)風(fēng)管4，在噴嘴7內(nèi)與還原劑溶液相遇，將還原劑溶液再次霧化。由于壓縮空氣被加熱并通過(guò)拉法爾管加速來(lái)霧化熱的還原劑溶液，使還原劑溶液表面張力減小、粘度減小、霧化介質(zhì)極限高速、壓縮空氣膨脹降溫作用減弱及隔熱陶瓷套管保溫等的綜合效果，還原劑的霧化質(zhì)量得到極大的提高。由于拉法爾管的極限高速噴射作用，還原劑霧化噴出后還保持極高的速度，增加了霧化劑的噴入深度，加大了還原劑與脫硝煙氣的混合程度，很大程度上提高脫硝效果。使用結(jié)果表明，該實(shí)用新型專利較公開報(bào)道的霧化裝置減少還原劑用量在30%以上，并且脫硝效果提高10%~20%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種分解爐煙氣SNCR脫硝裝置還原劑高效霧化裝置，包括噴槍、拉法爾管(I)、雙層隔熱的氧化鋯陶瓷套管(5)、還原劑溶液加熱器(11)和空氣加熱器(12);所述噴槍包括壓縮空氣中心風(fēng)接口(2)，壓縮空氣中心風(fēng)還原劑混合管(3)，壓縮空氣霧化風(fēng)風(fēng)管(4)，霧化風(fēng)進(jìn)口 ￠)，噴嘴(7)，固定法蘭(8)，壓縮空氣霧化風(fēng)接口(9)，還原劑稀釋溶液接口(10)，其特征在于: 所述的還原劑溶液稀釋接口(10)通過(guò)管道與還原劑溶液加熱器(11)連接，進(jìn)入加熱器的還原劑溶液來(lái)自還原劑溶液高壓泵；所述的拉法爾管(I)和壓縮空氣中心風(fēng)接口(2)連接，拉法爾管(I)進(jìn)入的壓縮空氣來(lái)自空氣壓縮機(jī)；所述的噴嘴(7)前端開有8個(gè)霧化風(fēng)進(jìn)口(6)，霧化風(fēng)從壓縮空氣霧化風(fēng)接口(9)進(jìn)入壓縮空氣霧化風(fēng)風(fēng)管(4)，從霧化風(fēng)進(jìn)口(6)噴出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分解爐煙氣SNCR脫硝裝置還原劑高效霧化裝置，其特征在于:所述的雙層隔熱的氧化鋯陶瓷套管(5)，外套在噴槍前端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分解爐煙氣SNCR脫硝裝置還原劑高效霧化裝置，其特征在于:所述的空氣加熱器(12) —端與壓縮空氣源連接，另一端與噴槍的壓縮空氣中心風(fēng)接口以及壓縮空氣霧化風(fēng)接口連接，空氣加熱器用蒸汽加熱。
【專利摘要】一種分解爐煙氣SNCR脫硝裝置還原劑高效霧化裝置，是一種用于水泥分解爐的SNCR煙氣脫硝實(shí)用新型專利。該高效霧化裝置包括噴槍、拉法爾管、雙層隔熱的氧化鋯陶瓷套管、還原劑溶液加熱器和空氣加熱器，拉法爾管與壓縮空氣中心風(fēng)接口和空氣加熱器的出口管道相連通，空氣加熱器的入口管道與壓縮空氣源連接，部分被加熱的壓縮空氣經(jīng)過(guò)拉法爾管加速。壓縮空氣的中心風(fēng)起到加速還原劑初步霧化的作用；霧化風(fēng)對(duì)還原劑再次霧化，使霧化更細(xì)，增加還原劑與煙氣的接觸面積，提高反應(yīng)速率；雙層隔熱的氧化鋯陶瓷套管，起到保護(hù)噴槍的作用。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)是型結(jié)構(gòu)更合理，霧化效果更好，與煙氣混合更均勻，特別是對(duì)靠近爐膛中心處的煙氣起到很好的脫硝作用，大大提高SNCR脫硝技術(shù)的脫硝效率。
【IPC分類】B01D53-56, B01D53-79
【公開號(hào)】CN204412055
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420249654
【發(fā)明人】徐順生, 余建, 劉明偉, 王超, 周進(jìn)軍, 袁耀玉, 楊林平, 徐泉華, 劉炎桃, 樊學(xué)農(nóng), 趙梅青, 武浩, 張麗娜, 石永彬, 楊易霖, 李羅軍, 劉飛虹, 趙冬勇
【申請(qǐng)人】湘潭大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2014年5月16日