SNCR脫硝裝置的製作方法

2024-04-03 14:32:05

本實用新型涉及一種煙氣脫硝處理技術領域，特別涉及一種SNCR脫硝裝置。

背景技術：

現階段，我國工業鍋爐主要的脫硝技術可分為兩大類，一是燃燒優化氮氧化物控制技術；二是煙氣脫硝技術。工業鍋爐的尺寸比較小，混合相對比較容易，工業鍋爐的爐膛溫度恰好處於SNCR的反應窗口內，不需要大的改造空間，可通過對鍋爐的改造實現，同時SNCR技術由於成本較低，因此較為適合現有工業鍋爐的NOX脫除。

SNCR技術，即選擇性非催化還原技術，是在爐膛850~1150℃這一溫度範圍內、在無催化劑的作用下將NH3或者尿素等氨基噴入爐膛內部，還原劑可選擇性的還原煙氣中的NOX，其最佳反應溫度是900～1100℃。脫硝效率可控制在30~80%之間，是目前應用較多的煙氣脫硝技術之一。採用NH3作為還原劑，還原NOX的化學反應方程式主要為：

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

4NH3+2NO+2O2→3N2+6H2O

8NH3+6NO→7N2+12H2O

而採用尿素作為還原劑還原NOx的主要化學反應為：

(NH2)2CO→2NH2+CO

NH2+NO→N2+H2O

CO+NO→N2+CO2。

現有的SNCR脫硝裝置，為提高脫硝的效率，對之前技術進行了優化，首先常溫預先霧化氨水溶液或尿素溶液等還原劑，然後加溫氣化；最後增壓噴入煙氣產生源的脫硝反應區內，使其與煙氣充分混合併接觸反應。其中，脫硝反應溫度為800~950℃。高溫氣化採用單段或分段增溫的方式均可，採用分段逐步增溫的方式進行氣化時溫度更為均勻穩定。

但是採用額外的加熱系統對還原劑進行加熱，浪費了資源，提高了生產成本，也浪費了資源。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種環保節能的SNCR脫硝裝置。

本實用新型的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種SNCR脫硝裝置，包括爐膛與還原劑儲存箱，爐膛包括上方的SNCR噴射區和位於下方的燃燒區，SNCR噴射區安裝有與還原劑儲存箱連接的噴槍，還原劑儲存箱與噴槍之間連接有熱交換芯體，爐膛頂端連接有引導脫硝後煙氣穿過熱交換芯體並與還原劑進行熱交換的引流管。

通過採用上述方案，從爐膛頂端進入引流管的煙氣帶有高溫，引流管將煙氣引導進入熱交換芯體中；在熱交換芯體中，高溫的煙氣與低溫的還原劑進行熱傳導，這樣使得還原劑高溫氣化，而煙氣則降溫，這樣對煙氣帶走的能量進行回收利用，減少鍋爐的熱量散失，達到了節能減排的效果。

較佳的，熱交換芯體包括若干堆疊連接的層板，層板具有多個孔道且相鄰層板的孔道垂直交叉設置，孔道分為成供還原劑通過的熱回收通道和供煙氣通過的散熱通道。

通過採用上述方案，利用相互交錯設置的熱回收通道和散熱通道，增大了熱回收通道和散熱通道的接觸面積，提高了熱傳導的效率，減少熱量損失，進一步達到節能的效果。

較佳的，熱回收通道豎直設置且下端與還原劑儲存箱連接，散熱通道水平設置。

通過採用上述方案，還原劑從下至上進入熱回收通道中進行熱交換，保證還原劑在熱交換芯體中停留足夠的時間，從而使還原劑與高溫煙氣進行充分地接觸，保證熱傳導的效果。

較佳的，層板包括芯板以及固接於芯板兩側的面板，芯板橫截面成波浪狀，孔道位於芯板與相鄰的面板之間。

通過採用上述方案，波浪狀的芯板將面板之間的空間分隔成多個孔道，這樣相鄰的熱回收通道和散熱通道只有面板進行分隔，保證了在有效進行熱交換的同時，脫硝後的煙氣與還原劑不會相互接觸，從而保證了還原劑的純度，進而保證了爐膛內還原劑與煙氣充分反應。

較佳的，熱交換芯體外套設換氣倉，換氣倉在熱交換芯體四周固接有隔板並分隔成與噴槍連接的噴射倉、與還原劑儲存箱連接的預備倉、與引流管連接的儲熱倉以及與外界連接的排出倉。

通過採用上述方案，利用被隔板隔成四部分的換氣倉，使引流管一根管與多個散熱管連接，在熱交換芯體中氣體均勻分配。

較佳的，熱交換芯體數量為多個且依次設置在引流管上。

通過採用上述方案，通過多個熱交換芯體對還原劑進行逐步升溫，即被霧化的氨水溶液或尿素溶液先與排放的中溫煙氣進行熱交換，然後再與排放的高溫煙氣進行熱交換，採用分段逐步增溫的方式進行氣化，可以令到被增溫的還原劑溫度更加均勻，保證爐膛內煙氣與還原劑充分反應。

較佳的，噴槍設置有多個且層層分布在燃燒區內。

通過採用上述方案，利用層層設置的噴槍對煙氣進行噴氣，保證煙氣與還原劑進行充分地接觸，從而使煙氣完全脫硝。

較佳的，噴射倉與噴槍之間連接自動調節閥。

通過採用上述方案，根據爐膛內工作功率大小，即爐膛內煙氣濃度不同，自動調節閥調節噴射槍的流量，從而保證還原機與煙氣充分反應，防止因還原劑過多造成浪費或因還原劑過少而導致煙氣脫硝不完全。

較佳的，換氣倉固接有為噴槍提供壓力的空氣壓縮機。

通過採用上述方案，利用空氣壓縮機對已經氣化的還原劑進行增壓並均勻噴射到SNCR噴射區內，從而保證脫硝反應均勻進行。

較佳的，爐膛頂板固接有屏式過熱器。

通過採用上述方案，屏式過熱器將要進入熱交換芯體的煙氣進行初步換熱，降低高溫煙氣的溫度，使煙氣溫度適於對還原劑進行氣化的同時，不會剩餘過高熱量而導致工業鍋爐能量的浪費。

綜上所述，本實用新型具有以下有益效果：利用煙氣產生熱量對被霧化的氨水溶液或尿素溶液進行高溫氣化，實現環保節能高效；氣化方式化採用單段或分段增溫的方式均可，被霧化的氨水溶液或尿素溶液先與排放的中溫煙氣進行熱交換，然後再與排放的高溫煙氣進行熱交換，可以令到被增溫的氨氣的溫度更加均勻。

附圖說明

圖1是實施例1中SNCR脫硝裝置連接示意圖；

圖2是熱交換芯體結構示意圖；

圖3是實施例2中SNCR脫硝裝置連接示意圖。

圖中，1、爐膛；11、SNCR噴射區；111、噴槍；12、燃燒區；2、還原劑儲存箱；3、熱交換芯體；31、層板；311、芯板；312、面板；314、熱回收通道；315、散熱通道；4、引流管；5、換氣倉；51、隔板；52、噴射倉；521、空氣壓縮機；53、預備倉；54、儲熱倉；55、排出倉；6、屏式過熱器；7、自動調節閥。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。其中相同的零部件用相同的附圖標記表示。需要說明的是，下面描述中使用的詞語「前」、「後」、「左」、「右」、「上」和「下」指的是附圖中的方向，詞語「底面」和「頂面」、「內」和「外」分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。

實施例1：如圖1和圖2所示，一種SNCR脫硝裝置，包括呈長方形的爐膛1，爐膛1包括上方的SNCR噴射區11和位於下方的燃燒區12；在下方的燃燒區12內，爐膛1燃燒煤炭等產生大量熱量並產生煙氣；而在上方的SNCR噴射區11內，爐膛1上安裝有多層噴槍111；在每層中，噴槍111沿徑向均勻分布在爐膛1內，噴槍111將還原劑常溫霧化並將預先氣化的還原劑均勻噴射在SNCR噴射區11內，還原劑與煙氣中的NOX反應，從而對通過的煙氣進行脫硝，而且每個噴槍111上均連接有自動調節閥7，調節噴射的流量。

還原劑的高溫氣化在成長方體的換氣倉5中進行，在換氣倉5中心處焊接有成長方體狀的熱交換芯體3，熱交換芯體3由若干層板31堆疊而成，層板31包括芯板311與面板312，芯板311截面成波浪狀而面板312截面成長方形，面板312位於芯板311兩側並與芯板311固接，從而面板312之間的空間被芯板311分隔成多個互不相通的孔道，相臨層板31的面板312可共用一塊面板312，而相臨層板31的芯板311交叉設置，使相臨層板31的孔道行程方向相互垂直，從而孔道分為供還原劑通過的熱回收通道314和供高溫氣體通過的散熱通道315，而且熱回收通道314豎直設置而散熱通道315水平設置。

換氣倉5在熱交換芯體3四周安裝有四張隔板51，隔板51一端焊接在換氣倉5的一條長邊上，而另一端焊接在相鄰的熱交換芯體3長邊上，而且熱交換芯體3寬度與換氣倉5內腔寬度相等並相互焊接，從而換氣倉5內腔被熱交換芯體3與隔板51分隔為四個不直接相互連通的倉室，但不相鄰的倉室通過孔道相互連通。最下方的密封倉為預備倉53，預備倉53下側壁面通過管道與還原劑儲存箱2連接；相應的，最上方的密封倉為噴射倉52，噴射倉52通過空氣壓縮機521與噴槍111連接；左側的密封倉為儲熱倉54，儲熱倉54通過引流管4與爐膛1的頂端連接，從而利用脫硝後煙氣的預熱使還原劑加熱；而右側的密封倉為排出倉55，將完成脫硝與降溫的煙氣排出工業鍋爐，進行後續硫化、除塵等處理。

爐膛1頂板還安裝有屏式過熱器6，進而對進入引流道的煙氣進行第一次降溫，進一步防止能源流失。

利用煙氣帶出熱量對被霧化的氨水溶液或尿素溶液進行高溫氣化，實現環保節能高效。

實施例2：如圖3所示，與實施1不同之處在於，帶熱交換芯體3的換氣倉5數量為兩個且依次設置在引流管4上，相鄰的換氣倉5還安裝有散熱器。

採用分段增溫的方式，被霧化的氨水溶液或尿素溶液先與排放的中溫煙氣進行熱交換，然後再與排放的高溫煙氣進行熱交換，可以令到被增溫的氨氣的溫度更加均勻。

本具體實施例僅僅是對本實用新型的解釋，其並不是對本實用新型的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書後可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本實用新型的權利要求範圍內都受到專利法的保護。