专利名称：Scr法烟气脱硝的喷氨格栅装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种SCR法烟气脱硝工艺及设备，特别是涉及一种SCR法烟气脱 硝的喷氨格栅装置，同样适用于各种燃烧设备排放烟气中的喷氨格栅装置。
背景技术：
NO,的治理一直是世界大多数国家环境保护的重点，其所产生污染物更是造成我 国生态环境破坏的最大污染源之一，目前已经成为了我国空气污染治理的当务之急。 对于N0X的治理，国内外主要采用选择性催化还原(SCR)法烟气脱硝工艺，该工艺 脱硝效率高、无二次污染，广泛应用于各种燃烧设备中，其脱硝原理为采用NH3(液氨、氨水 或尿素分解的氨)作为还原剂，稀释后喷入到脱硝反应器入口烟道中，在通过催化剂层时 与烟气中的N0X发生反应生成无二次污染的N2和H20随烟气排放。对于SCR法烟气脱硝工 艺，氨的喷入和混合是该脱硝工艺的核心技术之一，目前主要用于氨喷入和混合的方法主 要有喷氨格栅、静态混合器和涡流混合器，其中喷氨格栅由于易于调节和混合效果好，较多 的用于SCR法脱硝工艺。目前普遍采用的喷氨格栅是将烟道截面分成20 40个等面积 的控制区域，每个区域有若干个喷射孔，每个分区的流量可根据烟气中N0X浓度分布单独调 节。喷氨格栅通常由金属管束组成，在金属管束上开有一定数量的小孔，金属管束与烟气的 流动方向垂直，小孔的方向顺着烟气的流动方向或与烟气流动方向成一定的角度，该角度 通常控制在90。以内。为了防止烟尘对金属束的磨损，也有金属管束前增加防护板。这样 对NH3与烟气的混合有一定的促进作用，但是由于此处的烟气速度较高，也较大的增加了烟 气阻力。另外采用金属管束上开孔的喷氨格栅，由于小孔的喷射刚度较差，喷入的氨与烟气 的混合效果较差，从而影响喷氨格栅的混合距离和脱硝效率。
实用新型内容针对于此，本实用新型的目的在于，提供一种SCR法烟气脱硝的喷氨格栅装置，使 喷入的氨与烟气的混合效果较好，提高了脱硝效率。 为达到上述目的，本实用新型所提供的技术方案为一种SCR法烟气脱硝的喷氨
格栅装置，包括有由金属管束组成的喷氨格栅，所述每一金属管的径向上设有喷嘴，所述喷
嘴与金属管连通；所述喷嘴的开口方向与烟气流动方向之间的夹角为O。 90° 。 所述喷嘴的开口方向与烟气流动方向之间的夹角为30° 60° 。所述喷嘴的高度为60mm 300mm。所述相邻金属管的间距为300mm 800mm。 所述每根金属管上设有若干个喷嘴，所述若干个喷嘴沿金属管的轴向上等间距地 布置在金属管上。所述相邻喷嘴的沿金属管轴向上的间距为120mm 600mm。 所述相邻喷嘴在金属管轴向上的投影是错开的。 所述喷氨格栅上设有若干个与金属管平行设置的防磨板，所述每一防磨板与一金
3属管固定连接。 所述防磨板的两侧设为矩形齿状或梯形齿状。 所述防磨板在烟气流动方向上投影的高度大于喷嘴在烟气流动方向上投影的高 度。所述防磨板两侧的齿宽为60mm 180mm。 所述防磨板设为角形板，所述角形板的夹角为90° 180° 。 所述相邻喷嘴在金属管轴向上的投影的夹角小于或等于角形板的夹角。 本实用新型喷氨格栅能有效地解决小孔喷氨刚度不够，氨与烟气混合效果差，以
及增加格栅防护板引起烟气阻力大的问题，有效降低烟气阻力和混合距离，提高混合效果
和脱硝效率。 SCR法烟气脱硝的喷氨格栅通常由一排或两排管束组成，管束与烟气流动方向垂 直，并按等间距布置，在管束的每根管子上等间距的布置有若干喷嘴，喷嘴的开口方向与烟 气流动方向一致，也可与烟气流动方向成一定的夹角，夹角在0 90。之间取值，如果喷嘴 按夹角布置，则相邻的两个喷嘴以烟气流动方向对称布置，喷嘴高度通常在60 300mm之 间。在喷氨管束迎烟气侧布置有防磨板，防磨板设计为矩齿形或梯齿形，齿形突出部分与管 束上的喷嘴对应，齿高通常高出喷嘴的在格栅截面的投影高度5 10mm，齿宽通常在60 180mm之间。 与现有技术相比，本实用新型由于采用了新型格栅型氨喷入分布混合方式，有效 解决小孔喷氨刚度不够，氨与烟气混合效果差，以及常规的格栅防护板引起烟气阻力大的 问题，有效降低烟气阻力，减小混合距离，提高混合效果，提高脱硝效率。
图1为采用格栅型氨喷入分布混合装置的SCR法烟气脱硝工艺示意图； 图2为图1中A向格栅型氨喷入分布混合装置示意图； 图3为图2中局部放大的锯齿形防磨板示意图； 图4为梯齿形防磨板示意图； 图5为图3的俯视图； 图6为角形防磨板示意图。 图中l省煤器；2省煤器灰斗；3膨胀节；4调节阀；5喷氨格栅；6反应器入口烟道 灰斗；7反应器入口烟道；8导流板；9反应器；10碎灰装置；11整流层；12催化剂层；13催 化剂层；14预留催化剂层；15反应器出口烟道；16空预器；17集箱；18格栅管束；19防磨
板；20喷嘴。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性， 不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。 需要说明的是本实施例以电站燃煤锅炉为例进行说明，但不限于应用于其他燃 烧设备中。 如图1所示的SCR法烟气脱硝工艺流程示意图，锅炉燃烧后的烟气从省煤器1排出后进入脱硝反应器入口烟道7，在省煤器出口布置有省煤器灰斗2和在反应器入口烟道 拐弯处布置有反应器入口烟道灰斗6，其目的是收集烟尘并排出烟气系统防止烟尘对催化 剂以及脱硝装置下游设备的磨蚀和堵塞。另外，为了吸收脱硝反应器入口烟道和锅炉的膨 胀，在脱硝反应器入口烟道7上布置膨胀节3。氨气/空气的混合气体(体积比在5%以 内)从脱硝反应器入口的水平烟道上(如果水平段没有空间也可布置在竖直烟道上)通过 喷氨格栅5喷入与烟气混合，调节阀4可以根据烟气分布的不均匀性分区调节喷入氨的量， 以使得喷入的氨量与烟气中的N0X分布相匹配。氨气与烟气混合后的混合烟气通过布置在 脱硝反应器入口烟道7出口处和反应器9入口处的导流板8进行分布，使得混合烟气通过 布置在反应器9上部的碎灰装置10和整流层11后能在首层催化剂层13入口达到均匀的 分布，提高催化剂的利用率和脱硝效率，降低氨逃逸。在混合烟气依次通过催化剂层12、催 化剂层13和预留催化剂层14(对于新建机组通常预留)时，混合烟气中的N0,与NH3反应 生成N2和H20(气态)随烟气经过反应器出口烟道15进入空预器16，最终依次经过除尘、 脱硫后排放。 为了使喷入到反应器入口烟道内的氨/空气的混合气体能与烟气中的N0X分布匹 配，如图2所示，通常将喷氨格栅进行分区布置，每三根或两根喷氨管束用集箱17连接并用 调节阀4对其流量进行调节，格栅管束的间距在300 800mm之间。 为了降低喷氨格栅在烟道内的阻力和提高喷氨混合效果，喷氨格栅也可按两层布 置。为了防止喷氨格栅管束上喷嘴20的磨损和加强喷氨和烟气的混合，并尽可能的降低喷 氨格栅在烟道内的阻力，本实用新型提出了在喷氨管束上增加如图3矩齿形或图4梯齿形 防磨板19。图3所示的防磨板的宽度a要大于喷嘴20在防磨板面上的投影高度的20 50mm，齿形或梯形的宽度c要大于喷嘴的直径在60 180mm之间。喷嘴20的高度f通常 在60 300mm之间，间距e通常在120 600mm之间。防磨板可以采用如图5的平板式和 图6的角型板式，角形板式的夹角13通常在90 180°之间，格栅管束上的喷嘴的夹角a 通常在0 180°之间，并同时要求P > a 。 以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰 也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求一种SCR法烟气脱硝的喷氨格栅装置，包括有由金属管束组成的喷氨格栅，其特征在于所述每一金属管的径向上设有喷嘴，所述喷嘴与金属管连通；所述喷嘴的开口方向与烟气流动方向之间的夹角为0°～90°。
2. 根据权利要求1所述的喷氨格栅装置，其特征在于所述喷嘴的开口方向与烟气流 动方向之间的夹角为30。 60° 。
3. 根据权利要求1所述的喷氨格栅装置，其特征在于所述喷嘴的高度为60mm 300mm。
4. 根据权利要求1所述的喷氨格栅装置，其特征在于所述相邻金属管的间距为300mm 800mm。
5. 根据权利要求1所述的喷氨格栅装置，其特征在于所述每根金属管上设有若干个 喷嘴，所述若干个喷嘴沿金属管的轴向上等间距地布置在金属管上。
6. 根据权利要求5所述的喷氨格栅装置，其特征在于所述相邻喷嘴的沿金属管轴向上的间距为120mm 600mm。
7. 根据权利要求5或6所述的喷氨格栅装置，其特征在于所述相邻喷嘴在金属管轴 向上的投影是错开的。
8. 根据权利要求5所述的喷氨格栅装置，其特征在于所述喷氨格栅上设有若干个与 金属管平行设置的防磨板，所述每一防磨板与一金属管固定连接。
9. 根据权利要求8所述的喷氨格栅装置，其特征在于所述防磨板的两侧设为矩形齿 状或梯形齿状。
10. 根据权利要求8所述的喷氨格栅装置，其特征在于所述防磨板在烟气流动方向上 投影的高度大于喷嘴在烟气流动方向上投影的高度。
11. 根据权利要求9所述的喷氨格栅装置，其特征在于所述防磨板两侧的齿宽为60mm 180mm。
12. 根据权利要求8所述的喷氨格栅装置，其特征在于所述防磨板设为角形板，所述角形板的夹角为90° 180° 。
13. 根据权利要求12所述的喷氨格栅装置，其特征在于所述相邻喷嘴在金属管轴向 上的投影的夹角小于或等于角形板的夹角。
专利摘要本实用新型公开一种SCR法烟气脱硝的喷氨格栅装置，包括有由金属管束组成的喷氨格栅，所述每一金属管的径向上设有喷嘴，所述喷嘴与金属管连通；所述喷嘴的开口方向与烟气流动方向之间的夹角为0°～90°。本实用新型采用喷氨格栅对喷入到脱硝反应器入口烟道中的氨气/空气混合气体进行分布，并根据反应器入口烟道中的NOx浓度的高低进行氨喷入分布的调整，使得烟气中的NOx与喷入的NH3充分混合，可有效提高NH3与烟气的混合效果和脱硝反应效率。本实用新型的格栅型氨喷入分布混合装置结构简单、混合阻力低、分布效果好、不易积灰、可有效保护喷氨格栅喷嘴的磨损，减少脱硝反应器入口氨与烟气的混合距离，提高了脱硝催化剂的利用率，降低脱硝反应器的高度，降低了烟气脱硝系统阻力，由此较大的降低了烟气脱硝的单位成本。
文档编号B01D53/86GK201454414SQ20092011041
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月24日 优先权日2009年7月24日
发明者吕同波, 张兵兵, 张国新, 李建浏, 王淑荣, 胡永锋, 陈鹏, 陶爱平 申请人:华电环保系统工程有限公司