专利名称：一种用于选择性非催化还原系统的还原剂喷射装置的制作方法
一种用于选择性非催化还原系统的还原剂喷射装置技术领域
本发明属于烟气脱硝领域，具体地说是一种用于选择性非催化还原(SNCR)烟气脱硝技术中的还原剂喷射装置，主要用于窑炉、流化床锅炉及中小型电厂锅炉。
背景技术：
SNCR技术是将还原剂喷入待处理的烟气中，使之与烟气中氮氧化物发生SNCR 反应，将有毒的氮氧化物转化为无害氮气的一种脱硝技术。在2011年颁布的国标 GB13223-2011中，该技术被环保部推荐为两种成熟的商用脱硝技术之一。还原剂与烟气的混合是SNCR技术的核心。还原剂与烟气混合得好，化学反应就充分，系统脱硝效率就高，未反应的还原剂泄漏到大气中造成的二次污染就少；反之，还原剂与烟气混合得差，化学反应就不充分，系统的脱硝效率就低，未反应的还原剂泄漏到大气中造成的二次污染就大。目前，SNCR系统脱硝效率通常为3(Γ50%。还原剂与烟气混合效果不佳是造成脱硝效率低的主要原因。
在SNCR混合技术领域内，目前主要采用墙式喷射装置或枪式喷射装置实现还原剂与待处理烟气的混合。相关的专利也集中在对墙式喷射装置与枪式喷射装置的优化与改造方面。例如中国航天科技集团公司第六研究院第十一研究所申报的一项发明专利，发明名称为“SNCR脱硝多喷嘴长枪喷射器”，申请公告号为CN102160964A。
近年来，随着计算机模拟技术的提高，准确预测炉内各区域氮氧化物的浓度与烟气的流速已成为可能。在此背景下，对还原剂喷射装置的要求也提高为在氮氧化物浓度高且烟气流速大的区域多投还原剂，在氮氧化物浓度低且烟气流速小的区域少投还原剂。具体表现为要求喷射装置对烟气流通二维截面上的每个位置都有控制还原剂投放的能力。 这不但包含着每个位置上还原剂投放量的控制，而且也包含着每个位置上还原剂溶液喷射距离，雾化角，雾化粒径的控制。以往的墙式装置与枪式喷射装置并不能很好地满足这种二维平面上每个位置的投放控制的要求。发明内容
本发明的目的在于为窑炉、流化床锅炉及电厂锅炉SNCR系统提供一种还原剂喷射装置，该装置对二维平面上每个位置，不但可以控制还原剂的投放量，而且可以调节喷射距离，雾化角，雾化粒径。
本发明的主要技术方案用于选择性非催化还原系统的还原剂喷射装置，包括置于炉膛内的雾化喷嘴，其特征在于若干雾化喷嘴分布在炉膛内的还原剂喷射格栅上。
—般地，本发明喷射装置的还原剂喷射格栅由两层互相垂直的管排组成，每层管排由若干管道平铺组成，若干雾化喷嘴均勻分布于每根管道上。
所述管道的最外层是管壁，管壁上有防磨涂层，管壁内是冷却水通道，冷却水通道连接循环水冷却系统；冷却水通道内部有雾化空气管路与还原剂溶液管路，雾化空气管路与还原剂溶液管路分别与管壁上的雾化喷嘴相连；还原剂溶液管路与雾化空气管路连接有调节阀门；若干调节阀门组成阀门站。
在形状、构造及其组合上，本发明还原剂喷射装置与最接近的现有技术共有的必要技术特征是利用雾化喷嘴，将还原剂溶液雾化后喷入炉膛。
在形状、构造及其组合上，本新型还原剂喷射装置与最接近的现有技术不同的技术特征是在炉膛内布置格栅，使得炉膛截面上每个位置都可投放还原剂；通过液路管路与气路管路中压力的调节及喷嘴的选用，调节还原剂的喷射距离，雾化角，雾化粒径。
采用本发明还原剂喷射装置的SNCR系统脱硝效率约70%，比采用现有还原剂喷射装置的SNCR系统脱硝效率提高30%左右。
图1是本发明实施例还原剂喷射装置原理示意图；图2是实施例还原剂喷射格栅结构示意图；图3是实施例还原剂喷射格栅管道剖面结构示意图。
图中，1-还原剂喷射格栅；2-阀门站；3-循环冷却水系统；4-雾化空气管路；5-还原剂溶液管路；6-冷却水；7-管道；8-炉膛；9-雾化喷嘴；10-烟气入口 ； 11-烟气出口； 12-冷却水通道；13-管壁。
具体实施方式
下面结合附图对本新型还原剂喷射装置的工作原理与运行状态作进一步说明。
实施例本实施例SNCR还原剂喷射装置的主要特点是若干雾化喷嘴(9)分布于炉膛(8)内的还原剂喷射格栅(1)上。
具体地说，该装置主要包括还原剂喷射格栅(1)、阀门站(2)、循环冷却水系统(3) 三部分，其原理如附图1所示。还原剂喷射格栅置(1)于炉膛内(8)，其上安装了数百个雾化喷嘴(9)，用来实现各个位置还原剂的投放。还原剂喷射格栅(1)工作在约900° C的环境中，冷却水(6)配备了一套循环水冷却系统(3)用于还原剂喷射格栅(1)的降温。阀门站 (2)中集成了数百个阀门，用于控制与雾化喷嘴(9)相连的还原剂溶液管路(5)与雾化空气管路(4)中的压力，辅以选用不同的雾化喷嘴(9)，则不但可控制每个雾化喷嘴(9)处还原剂的投放量，而且可调节喷射距离，雾化角，雾化粒径。
还原剂喷射格栅(1)的结构见图2。还原剂喷射格栅(1)由两层互相垂直的管排组成，每层管排由若干管道(7)平铺组成。每根管道(7)上均勻布置多个雾化喷嘴(9)。利用该结构可将炉膛(8)的截面上勻布数百个雾化喷嘴(9)。
每一根管道(7)的结构见图3。最外层是管壁(13)，管壁(13)上有防磨涂层，管壁(13)内是冷却水通道，管内的冷却水通道(12)与循环水冷却系统(3)相连。冷却水通道 (12)内部有雾化空气管路(4)与还原剂溶液管路(5)。雾化空气管路(4)与还原剂溶液管路(5)分别与管壁(13)上的雾化喷嘴(9)相连。还原剂溶液从还原剂溶液管路(5)中经雾化喷嘴(9)雾化后进入炉膛(8)。还原剂溶液管路(5)与雾化空气管路(4)内的压力由阀门站(2)内的一组阀门调节。
如图2所示，还原剂喷射格栅(1)被水平安置在某水泥回转窑的裂解炉膛(8)内， 两层管束相互垂直的放置，使得众多的雾化喷嘴(9)被均布于截面的各个位置。
需脱硝的烟气从裂解炉膛(8)上端烟气入口(10)处进入炉内，垂直穿过还原剂喷射格栅，与雾化喷嘴中喷出的还原剂混合，发生脱硝反应，处理后的烟气从裂解炉膛(8)下端烟气出口(11)处排出。
根据计算机数值模拟算出的炉内氮氧化物分布。遵循“往氮氧化物多的区域多投还原剂，往氮氧化物少的区域少投还原剂”的原则，向炉内喷射还原剂。具体操作如下控制阀门站(2)内多组阀门开度，调节图3所示各格栅管道(7)中还原剂溶液压力与雾化空气压力，同时为每个位置选用合适的雾化喷嘴(9)，则对于二维平面上每个位置，不但可调节还原剂的投放量，而且可实现喷射距离，雾化角，雾化粒径等喷射参数的控制。
权利要求
1.一种用于选择性非催化剂还原系统的还原剂喷射装置，包括置于炉膛内的雾化喷嘴，其特征在于若干雾化喷嘴分布在炉膛内的还原剂喷射格栅上。
2.如权利要求1所述的喷射装置，其特征在于还原剂喷射格栅由两层互相垂直的管排组成，每层管排由若干管道平铺组成，若干雾化喷嘴均勻分布于每根管道上。
3.如权利要求2所述的喷射装置，其特征在于所述管道的最外层是管壁，管壁上有防磨涂层，管壁内是冷却水通道，冷却水通道连接循环水冷却系统；冷却水通道内部有雾化空气管路与还原剂溶液管路，雾化空气管路与还原剂溶液管路分别与管壁上的雾化喷嘴相连；还原剂溶液管路与雾化空气管路连接有调节阀门。
4.如权利要求2所述的喷射装置，其特征在于由若干调节阀门组成阀门站。
全文摘要
本发明属于烟气脱硝领域，公开了一种用于选择性非催化还原(SNCR)烟气脱硝技术中的还原剂喷射装置，主要用于窑炉、流化床锅炉及中小型电厂锅炉。主要特点是在炉膛内布置格栅，使炉膛内二维截面上每个位置都可投放还原剂；通过液路管道与气路管道中的压力调节及雾化喷嘴的选用，调节还原剂的喷射距离，雾化角，雾化粒径及投放量。对比现有的还原剂喷射装置，采用本发明还原剂喷射装置的SNCR系统的脱硝效率可提高约30%。
文档编号B01D53/56GK102553419SQ20121007348
公开日2012年7月11日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者李仁刚, 雷达 申请人:南京龙源环保有限公司