一种用于scr脱硝系统的喷氨格栅装置及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于烟气脱硝设备制造的技术领域，具体涉及一种用于SCR脱硝系统的喷氨格栅装置及其系统。
【背景技术】
[0002]氮氧化物（NOx)包括多种化合物，例如，燃烧产生的一氧化二氮（N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)和四氧化二氮(N2O4)等。除二氧化氮(NO2)以外，其他氮氧化物均不稳定，遇到光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮进一步变成二氧化氮。通常脱硝系统中接触的是几种气体混合物，主要为一氧化氮和二氧化氮，并以二氧化氮为主。
[0003]选择性催化还原法(SCR)脱硝技术以其脱除效率高，还原剂用量少，成为目前催化还原烟气脱硝技术中应用最多的技术。SCR脱硝原理是利用NH3和催化剂于200-450°C下，将NOx还原为他来减少氮氧化物(NOx)排放的技术。烟气脱硝效果有两个重要指标:高脱硝效率和低投资成本。通常脱硝效率与催化剂的体积相关，而催化剂成本是脱硝装置投资成本的重要组成部分。故充分发挥有限体积的催化剂效能，在较低氨逃逸的前提下，实现较高的脱硝效率成为SCR脱硝系统关键因素，可通过下面两个方法实现:一是烟气与NH3充分混合;二是按进入反应区的NOx浓度及去除率严格控制NH3的喷入量。
[0004]例如：图I为一个电站锅炉典型的SCR脱硝系统，经过制氨系统出来的稀氨气体通过喷氨格栅注入到省煤器与SCR反应器的连接烟道内，通过静态混合器与烟气中的NOx混合后进入SCR反应器进行催化还原反应。从喷氨截面至催化剂表层的距离称为混合距离，在同等混合强度下，混合距离越小，单位面积内所需的喷氨点就越多；当混合距离减到一定程度时，所需的喷氨点数迅速增加，在已建锅炉机组进行脱硝改造工程中，常常因为预留空间不足而影响混合距离的设计，增加了设备成本和设计施工难度。
[0005]中国专利文献CN101829498 A公开了一种喷氨格栅及其设计方法，该喷氨格栅部分置于烟道内，所述喷氨格栅包括若干喷氨支管，所述喷氨支管设有氨喷射段和氨气输送段，其中氨喷射段位于烟道内，氨气输送段位于烟道外，氨喷射段设有若干喷射孔，其特征在于:至少有两对相邻的喷氨支管的间距不等，且至少有两个氨喷射段的长度不等，该传统喷氨格栅(AIG)的喷射孔，对于尿素制氨工艺，经常发生堵塞问题；另外，喷氨格栅(AIG)入口稀氨气的压力需要比较高，喷氨格栅(AIG)小喷嘴的阻力较大;喷氨格栅(AIG)母管支管众多，设计施工困难。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于解决现有技术中喷氨格栅及静态混合器占用空间大，混合距离受限，为增大混合距离投资成本高，以及喷氨格栅(AIG)的喷射孔因尿素制氨工艺堵塞及阻力大的问题，进而提供了一种用于SCR脱硝系统的喷氨格栅装置。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
[0008]本实用新型所提供的用于SCR脱硝系统的喷氨格栅装置，包括喷氨格栅本体，还包括内部中空且封闭的氨气分散器，所述喷氨格栅本体设置于所述氨气分散器的内部，且所述氨气分散器的侧壁上设置有适于氨气扩散的开孔。
[0009]上述用于SCR脱硝系统的喷氨格栅装置中，所述氨气分散器为楔形，所述楔形的侧壁上开有若干适于氨气扩散的开孔。
[0010]进一步地，所述楔形变截面的粗端为圆弧形。所述楔形变截面为沿所述楔形的长度方向垂直切割后而得到的截面，所述楔形的长度方向为沿所述楔形的粗端向细端所指的方向。
[0011 ]所述喷氨格栅本体包括若干氨气喷射管，若干所述氨气喷射管沿所述楔形的长度方向并列设置，且所述氨气喷射管的长度从所述楔形的粗端向细端依次增长。
[0012]所述氨气喷射管上设有若干喷嘴，若干所述喷嘴沿所述氨气喷射管的轴向布置。
[0013]所述氨气喷射管与所述楔形的变截面平行。
[0014]所述氨气喷射管上相邻的喷嘴在所述氨气喷射管轴向上的投影是错开的。
[0015]所述若干个氨气喷射管中，相邻两氨气喷射管上的相邻喷嘴彼此沿氨气喷射管径向或轴线错开。
[0016]所述开孔为允许所述第二气体流(气流B)进入烟道中的任意形状，如:长方形或圆形等。
[0017]本实用新型进一步提供了一种用于SCR脱硝的系统。
[0018]所提供的用于SCR脱硝的系统，包括设置于锅炉烟道内的上述喷氨格栅装置，楔形的所述氨气分散器的变截面与锅炉烟气的流动方向垂直，其粗端位于迎烟气侧，细端位于背烟气侧，烟气先流过粗端，与从所述氨气分散器侧壁开孔流出的第二气体流混合。
[0019]上述用于SCR脱硝的系统中，锅炉烟道内设置有多个所述喷氨格栅装置，其并排平行布置于烟道内，所述氨气分散器的迎烟气侧的高度与所述烟道的高度一致。
[0020]所述喷氨格栅装置中的氨气喷射管与氨管道相连通，在氨气喷射管与氨管道之间设置控制阀，所述氨管道与供氨装置相连接，通过供氨装置为每个喷射管提供氨。
[0021]本发明技术方案，具有如下优点：
[0022]I)本发明提供的用于SCR脱硝系统的喷氨格栅装置，通过氨气分散器上的若干侧壁孔和设置于其内的喷氨格栅本体，与原SCR脱硝系统中的布置形式相比，增大了烟气和氨混合气的混合距离，或同等混合距离的情况下可缩短烟道长度，减少烟道投资成本，减少了氨气喷射管上的喷嘴数量，无需静态混合器，即可达到静态混合器所起的效果，节约了空间和降低了设备成本;进一步地实现了烟道中的烟气交叉分布，以减少热梯度;再者，通过设置氨气分散器降低了喷射管上的喷嘴的阻力（因为喷射管上的喷嘴可以比常规的喷氨格栅喷嘴大，从而使阻力减小），且能产生有利于喷射的差压，避免喷嘴堵塞，无需过多喷射管(避免喷氨格栅(AIG)母管支管众多），设计施工简单。
[0023]2)本发明提供的用于SCR脱硝系统的喷氨格栅装置，进一步采用楔形和楔形变截面的粗端为圆弧形的流线外形，最大限度地减少烟道系统压力损失。
[0024]3)本发明提供的用于SCR脱硝系统的喷氨格栅装置，通过所述喷氨格栅本体包括若干氨气喷射管，若干所述氨气喷射管沿所述楔形的长度方向并列设置，且所述氨气喷射管的长度从所述楔形的粗端向细端依次增长。通过如此设置，可以使所述楔形的细端处从氨气喷射管喷射的氨混合气体更有利于流向侧面开孔，更容易迅速地与烟气混合。
[0025]4)本发明提供的用于SCR脱硝系统的喷氨格栅装置，通过所述氨气喷射管上相邻的喷嘴在所述氨气喷射管轴向上的投影是错开的，所述若干个氨气喷射管中，相邻两氨气喷射管上的相邻喷嘴彼此沿氨气喷射管径向或轴线错开，通过这样设置，使氨气喷射管喷射氨气更均匀，利于与烟气更均匀的混合。
[0026]5)本发明提供的用于SCR脱硝的系统，通过采用所述用于SCR脱硝系统的喷氨格栅装置，达到了上述1)-3)的优点，提高了用于SCR脱硝的效果。
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图I为一个电站锅炉典型的SCR脱硝系统的示意图。
[0029]图2为用于SCR脱硝系统的喷氨格栅装置中氨气分散器的示意图。
[0030]图3为设置于烟道中的喷氨格栅装置的结构示意图。
[0031]附图标记说明：
[0032]A-制氨系统;B-喷氨格栅(AIG); C-静态混合器;D-整流器;E-SCR反应器；I-氨气分散