Scr法煙氣脫硝的噴氨格柵裝置，及scr法煙氣脫硝工藝的製作方法
2024-02-05 03:11:15
專利名稱：Scr法煙氣脫硝的噴氨格柵裝置，及scr法煙氣脫硝工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種SCR法煙氣脫硝工藝及設備，特別是涉及一種SCR法煙氣脫硝的噴氨格柵裝置，同樣適用於各種燃燒設備排放煙氣中的噴氨格柵裝置。
背景技術：
NOx的治理一直是世界大多數國家環境保護的重點，其所產生汙染物更是造成我國生態環境破壞的最大汙染源之一，目前已經成為了我國空氣汙染治理的當務之急。
對於NOx的治理，國內外主要採用選擇性催化還原(SCR)法煙氣脫硝工藝，該工藝脫硝效率高、無二次汙染，廣泛應用於各種燃燒設備中，其脫硝原理為釆用NH3 (液氨、氨水或尿素分解的氨)作為還原劑，稀釋後噴入到脫硝反應器入口煙道中，在通過催化劑層時與煙氣中的NOx發生反應生成無二次汙染的N2和H20隨煙氣排放。對於SCR法煙氣脫硝工藝，氨的噴入和混合是該脫硝工藝的核心技術之一，目前主要用於氨噴入和混合的方法主要有噴氨格柵、靜態混合器和渦流混合器，其中噴氨格柵由於易於調節和混合效果好，較多的用於SCR法脫硝工藝。目前普遍採用的噴氨格柵是將煙道截面分成20~40個等面積的控制區域，每個區域有若干個噴射孔，每個分區的流量可才艮據煙氣中NOx濃度分布單獨調節。噴氨格柵通常由金屬管束組成，在金屬管束上開有一定數量的小孔，金屬管束與煙氣的流動方向垂直，小孔的方向順著煙氣的流動方向或與煙氣流動方向成一定的角度，該角度通常控制在90。以內。為了防止煙塵對金屬束的磨損，也有金屬管束前增加防護板。這樣對NH3與煙氣的混合有一定的促進作用，但是由於此處的煙氣速度較高，也較大的增加了煙氣阻力。另外採用金屬管束上開孔的噴氨格柵，由於小孔的噴射剛度較差，噴入的氨與煙氣的混合效果較差，從而影響噴氨格柵的混合距離和脫硝效率。發明內容針對於此，本發明的目的在於，提供一種SCR法煙氣脫硝的噴氨格柵裝置，使噴入的氨與煙氣的混合效果較好，提高了脫硝效率。
為達到上述目的，本發明所提供的技術方案為 一種SCR法煙氣脫硝的噴氨格柵裝置，包括有由金屬管束組成的噴氨格柵，所述每一金屬管的徑向上i殳有噴嘴，所述噴嘴與金屬管連通；所述噴嘴的開口方向與煙氣流動方向之間的夾角為0。
~90° 。
所述噴嘴的開口方向與煙氣流動方向之間的夾角為30° ~60° 。
所述噴嘴的高度為60mm ~ 300mm。
所述相鄰金屬管的間距為300mm ~ 800mm。
所述每根金屬管上設有若干個噴嘴，所述若干個噴嘴沿金屬管的軸向上等間距地布置在金屬管上。
所述相鄰噴嘴的沿金屬管軸向上的間距為120mm ~ 600mm。所述相鄰噴嘴在金屬管軸向上的投影是錯開的。
所述噴氨格柵上設有若干個與金屬管平行設置的防磨板，所述每一防磨板與一金屬管固定連接。
所述防磨板的兩側設為矩形齒狀或梯形齒狀。
所述防磨板在煙氣流動方向上投影的高度大於噴嘴在煙氣流動方向上投影的高度。
所述防磨4反兩側的齒寬為60mm~ 180mm。所述防磨板設為角形板，所述角形板的夾角為90。
~180° 。所述相鄰噴嘴在金屬管軸向上的投影的夾角小於或等於角形板的夾角。
在上述噴氨格柵裝置的基礎上，還提供一種使用該裝置的SCR法煙氣脫硝工藝，對通過噴氨格柵的煙氣速度限定為15m/s~25m/s。
相應的，所述噴氨格柵噴嘴噴出氣體的流速為25 m/s ~ 60m/s。
本發明噴氨格柵能有效地解決'J、孔噴氨剛度不夠，氨與煙氣混合效果差，以及增加格柵防護板引起煙氣阻力大的問題，有效降低煙氣阻力和混合距離，提高混合效果和脫硝效率。
SCR法煙氣脫硝的噴氨格柵通常由一排或兩排管束組成，管束與煙氣流動方向垂直，並按等間距布置，在管束的每根管子上等間距的布置有若干噴嘴，噴嘴的開口方向與煙氣流動方向一致，也可與煙氣流動方向成一
定的夾角，夾角在0-90°之間取值，如果噴嘴按夾角布置，則相鄰的兩個噴嘴以煙氣流動方向對稱布置，噴嘴高度通常在60 300mm之間。在噴氨管束迎煙氣側布置有防磨板，防磨板設計為矩齒形或梯齒形，齒形突出部分與管束上的噴嘴對應，齒高通常高出噴嘴的在格柵截面的投影高度5 ~ 10mm，齒寬通常在60 ~ 180mm之間。
與現有技術相比，本發明由於採用了新型格柵型氨噴入分布混合方式，有效解決小孔噴氨剛度不夠，氨與煙氣混合效果差，以及常規的格柵防護板引起煙氣阻力大的問題，有效降低煙氣阻力，減小混合距離，提高混合效果，提高脫硝效率。
圖1為採用格柵型氨噴入分布混合裝置的SCR法煙氣脫硝工藝示意
圖2為圖1中A向格柵型氨噴入分布混合裝置示意圖3為圖2中局部放大的鋸齒形防磨板示意圖4為梯齒形防磨板示意圖5為圖3的俯一見圖6為角形防磨板示意圖。
圖中l省煤器；2省煤器灰鬥；3膨脹節；4調節閥；5噴氨格柵；6反應器入口煙道灰鬥；7反應器入口煙道；8導流板；9反應器；10碎灰裝置；ll整流層；12催化劑層；13催化劑層；14預留催化劑層；15反應器出口煙道；16空預器；17集箱；18格^t管束；19防磨板；20噴嘴。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示範性和解釋性，不應對本發明的保護範圍有任何的限制作用。
需要說明的是:—本實施例以電站燃煤鍋爐為例進行說明，但不限於應用於其他燃燒設備中。
如圖1所示的SCR法煙氣脫硝工藝流程示意圖，鍋爐燃燒後的煙氣從省煤器1排出後進入脫硝反應器入口煙道7,在省煤器出口布置有省煤器 灰鬥2和在反應器入口煙道拐彎處布置有反應器入口煙道灰鬥6,其目的 是收集煙塵並排出煙氣系統防止煙塵對催化劑以及脫硝裝置下遊設備的磨 蝕和堵塞。另外，為了吸收脫硝反應器入口煙道和鍋爐的膨脹，在脫硝反 應器入口煙道7上布置膨脹節3。氨氣/空氣的混合氣體(體積比在5%以 內)從脫硝反應器入口的水平煙道上(如果水平段沒有空間也可布置在豎 直煙道上)通過噴氨4各4冊5噴入與煙氣混合，調節閥4可以才艮據煙氣分布 的不均勻性分區調節噴入氨的量，以使得噴入的氨量與煙氣中的NOx分布 相匹配。氨氣與煙氣混合後的混合煙氣通過布置在脫硝反應器入口煙道7 出口處和反應器9入口處的導流板8進行分布，使得混合煙氣通過布置在 反應器9上部的碎灰裝置10和整流層11後能在首層催化劑層13入口達到 均勻的分布，提高催化劑的利用率和脫硝效率，降低氨逃逸。在混合煙氣 依次通過催化劑層12、催化劑層13和預留催化劑層14 (對於新建機組通 常預留)時，混合煙氣中的NOx與皿3反應生成N2和H20 (氣態)隨煙 氣經過反應器出口煙道15進入空預器16,最終依次經過除塵、脫硫後排 放。
為了使噴入到反應器入口煙道內的氨/空氣的混合氣體能與煙氣中的 NOx分布匹配，如圖2所示，通常將噴氨格柵進行分區布置，每三根或兩 根噴氨管束用集箱17連接並用調節閥4對其流量進行調節，格柵管束的間 距在300 ~ 800mm之間。
為了降低噴氨格柵在煙道內的阻力和提高噴氨混合效果，噴氨格柵也 可按兩層布置。為了防止噴氨格柵管束上噴嘴20的磨損和加強噴氨和煙氣 的混合，並儘可能的降低噴氨格柵在煙道內的阻力，本發明提出了在噴氨 管束上增加如圖3矩齒形或圖4梯齒形防磨板19。圖3所示的防磨板的寬 度a要大於噴嘴20在防磨板面上的投影高度的20 ~ 50mm，齒形或梯形的 寬度c要大於噴嘴的直徑在60 ~ 180mm之間。噴嘴20的高度f通常在60 ~ 300mm之間間距e通常在120 ~ 600mm之間。防磨板可以釆用如圖5的 平板式和圖6的角型板式，角形板式的夾角(3通常在90~180°之間，格 ^t管束上的噴嘴的夾角a通常在0 180。之間，並同時要求!3》a。以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通 技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤 飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種SCR法煙氣脫硝的噴氨格柵裝置，包括有由金屬管束組成的噴氨格柵，其特徵在於所述每一金屬管的徑向上設有噴嘴，所述噴嘴與金屬管連通；所述噴嘴的開口方向與煙氣流動方向之間的夾角為0°～90°。
2、 根據權利要求1所述的噴氨格柵裝置，其特徵在於所述噴嘴的 開口方向與煙氣流動方向之間的夾角為30° ~60。。
3、 根據權利要求1所述的噴氨格柵裝置，其特徵在於所述噴嘴的 高度為60mm ~ 300mm。
4、 根據權利要求1所述的噴氨格柵裝置，其特徵在於所述相鄰金 屬管的間距為300mm ~ 800mm。
5、 根據權利要求1所述的噴氨格柵裝置，其特徵在於所述每根金 屬管上設有若干個噴嘴，所述若干個噴嘴沿金屬管的軸向上等間距地布置 在金屬管上。
6、 根據權利要求5所述的噴氨格柵裝置，其特徵在於所述相鄰噴 嘴的沿金屬管軸向上的間距為120mm 600mm。
7、 根據權利要求5或6所述的噴氨格柵裝置，其特徵在於所述相 鄰噴嘴在金屬管軸向上的投影是錯開的。
8、 根據權利要求5所述的噴氨格柵裝置，其特徵在於所述噴氨格 柵上設有若干個與金屬管平行設置的防磨板，所述每一防磨板與一金屬管 固定連接。
9、 根據權利要求8所述的噴氨格柵裝置，其特徵在於所述防磨板 的兩側設為矩形齒狀或梯形齒狀。
10、 根據權利要求8所述的噴氨格柵裝置，其特徵在於所述防磨板 在煙氣流動方向上投影的高度大於噴嘴在煙氣流動方向上投影的高度。
11、 根據權利要求9所述的噴氨格柵裝置，其特徵在於所述防磨板 兩側的齒寬為60mm ~ 180mm。
12、 根據權利要求8所述的噴氨格柵裝置，其特徵在於所述防磨板 設為角形板，所述角形板的夾角為90。
~180° 。
13、 根據權利要求12所述的噴氨格柵裝置，其特徵在於所述相鄰 噴嘴在金屬管軸向上的投影的夾角小於或等於角形板的夾角。
14、 一種採用如權利要求1所述的噴氨格柵裝置的SCR法煙氣脫硝工 藝，其特徵在於通過噴氨格柵的煙氣速度為15m/s~25m/s。
15、 根據權利要求14所述的SCR法煙氣脫硝工藝，其特徵在於所 述噴氨格4冊噴嘴噴出氣體的流速為25 m/s ~ 60m/s。
全文摘要
本發明公開一種SCR法煙氣脫硝的噴氨格柵裝置，包括有由金屬管束組成的噴氨格柵，所述每一金屬管的徑向上設有噴嘴，所述噴嘴與金屬管連通；所述噴嘴的開口方向與煙氣流動方向之間的夾角為0°～90°。採用上述噴氨格柵裝置的SCR法煙氣脫硝工藝。本發明採用噴氨格柵對噴入到脫硝反應器入口煙道中的氨氣/空氣混合氣體進行分布，並根據反應器入口煙道中的NOx濃度的高低進行氨噴入分布的調整，使得煙氣中的NOx與噴入的NH3充分混合，可有效提高NH3與煙氣的混合效果和脫硝反應效率。本發明的格柵型氨噴入分布混合裝置結構簡單、混合阻力低、分布效果好、不易積灰、可有效保護噴氨格柵噴嘴的磨損，減少脫硝反應器入口氨與煙氣的混合距離，提高了脫硝催化劑的利用率，降低脫硝反應器的高度，降低了煙氣脫硝系統阻力，由此較大的降低了煙氣脫硝的單位成本。
文檔編號B01D53/74GK101601965SQ20091008981
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月24日 優先權日2009年7月24日
發明者呂同波, 張兵兵, 張國新, 李建瀏, 王淑榮, 胡永鋒, 鵬 陳, 陶愛平 申請人:華電環保系統工程有限公司