一种用于SCR脱硝的还原剂供给系统的制作方法

本实用新型涉及烟气脱硝领域，具体而言涉及一种用于SCR脱硝的还原剂供给系统。

背景技术：

随着生态环境的日益恶化，垃圾的处理成为广泛关注的问题之一。在垃圾焚烧过程中会产生含有HCl、SO2、NOx等有害物质的烟气，需要对所述烟气进行处理，达标后方可排放。

选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)脱硝技术是在催化剂存在的条件下，使得NOx与还原剂NH3能够在低温(150-400℃)下发生反应的一种技术。常用的反应剂包括液氨、氨水和尿素。由于上述反应剂均为液态或者固态，在进入反应模块前需将其先行气化，以便与烟气更快更好地进行混合，并防止液滴对反应器与催化剂造成损害。

上述三种反应剂中，液氨制备氨气成本最低，但液氨属于极度危险品，其安全性难以保障，尤其使用在城市区；尿素制氨方式尽管相对安全，但其制备成本过于高昂；综合而言，氨水比较适合用于垃圾焚烧SCR脱硝。然而，目前常用的蒸氨塔存在系统复杂、占地面积大、废水处理问题等缺点；氨水蒸发槽系统有效避免了上述问题，但还是需要提供额外的热源，不够节能，此外，从氨气制备到喷射的工艺过程较为复杂，不易控制。

因此，有必要提出一种新的用于SCR脱硝的还原剂供给系统，以解决上述问题。

技术实现要素：

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，本实用新型公开了一种用于SCR脱硝的还原剂供给系统，所述用于SCR脱硝的还原剂供给系统包括：喷枪，所述喷枪设置在连接除尘器出口与SCR反应器入口的烟道上，用于向所述烟道中喷射雾化的氨水；以及连接所述喷枪的氨水供给系统和压缩空气供给系统。

示例性地，所述还原剂供给系统还包括垂直布置在所述喷枪下游的所述烟道内的混合板，所述混合板包括与所述喷枪的数目一致的挡板，所述挡板与所述喷枪的喷嘴位置相对应。

示例性地，所述挡板通过支撑架固定连接。

示例性地，所述挡板的形状为圆形。

示例性地，所述喷枪的数目不少于三个，所述喷枪在所述烟道的同一高度上均匀布置。

示例性地，当所述烟道的截面为方形时，所述喷枪的数目为四个；当所述烟道的截面为圆形时，所述喷枪的数目为三个。

示例性地，所述喷枪相对于所述烟道中的热烟气逆流喷射所述雾化的氨水。

示例性地，所述喷枪的喷嘴对所述雾化的氨水的喷射角度为45°-60°。

示例性地，所述氨水的雾化粒径为100μm以下。

示例性地，所述氨水供给系统包括依次连接的氨水储罐、氨水输送泵以及氨水分配单元，所述压缩空气供给系统包括依次连接的压缩空气源和压缩空气分配单元。

本实用新型所提供的用于SCR脱硝的还原剂供给系统利用除尘器出口的热烟气直接加热喷枪雾化后的氨水，将传统的氨气制备和喷射两个过程合二为一，不仅省去了额外的加热设备、氨气喷射设备等，使工艺更加简单，而且显著降低了能耗。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。

附图中：

图1示出了根据本实用新型一实施方式的用于SCR脱硝的还原剂供给系统的结构示意图。

图2示出了根据本实用新型一实施方式的用于SCR脱硝的还原剂供给系统中的喷枪布置示意图。

图3示出了根据本实用新型一实施方式的用于SCR脱硝的还原剂供给系统中的混合板的结构示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本实用新型提出的用于SCR脱硝的还原剂供给系统。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)脱硝技术是在催化剂存在的条件下，使得NOx与还原剂NH3能够在低温(150-400℃)下发生反应的一种技术。常用的反应剂包括液氨、氨水和尿素。由于上述反应剂均为液态或者固态，在进入反应模块前需将其先行气化，以便与烟气更快更好地进行混合，并防止液滴对反应器与催化剂造成损害。

对于不同种类的还原剂，其所采用的制氨方式也有所不同。对于稀氨水，一般采用蒸氨塔制取氨气，以载热体水蒸汽作为加热剂，使循环水液面上氨气的平衡蒸汽压大于热载体中氨气的分压，气液两相逆流接触，进行传质传热，从而使氨气逐渐从循环水中释放出来，在塔顶得到氨蒸汽与水蒸汽的混合物，在塔底得到较纯净的循环水。此外，还有采用氨蒸发槽为氨水蒸发设备，主要是通过蒸汽加热或电加热获得热空气或热烟气，进入蒸发槽中与雾化喷枪喷入的氨水混合，氨水受热蒸发为稀释氨气。对于尿素，采用水解或热解方式。对于液氨，一般采用热蒸发装置将其蒸发成氨气，在燃煤电厂使用较多。上述几种制氨方式产生的氨气混合气需要再通过喷氨格栅将其喷入SCR反应器前的烟道中。

上述三种反应剂中，液氨制备氨气成本最低，但液氨属于极度危险品，其安全性难以保障，尤其使用在城市区；尿素制氨方式尽管相对安全，但其制备成本过于高昂；综合而言，氨水比较适合用于垃圾焚烧SCR脱硝。然而，目前常用的蒸氨塔存在系统复杂、占地面积大、废水处理问题等缺点；氨水蒸发槽系统有效避免了上述问题，但还是需要提供额外的热源，不够节能，此外，从氨气制备到喷射的工艺过程较为复杂，不易控制。

针对上述至少一个问题，本实用新型提供了一种用于SCR脱硝的还原剂供给系统，所述还原剂供给系统包括：喷枪，所述喷枪设置在连接除尘器出口与SCR反应器入口的烟道上，用于向所述烟道中喷射雾化的氨水；以及连接所述喷枪的氨水供给系统和压缩空气供给系统。

本实用新型所提供的用于SCR脱硝的还原剂供给系统利用除尘器出口的热烟气直接加热喷枪雾化后的氨水，将传统的氨气制备和喷射两个过程合二为一，不仅省去了额外的加热设备、氨气喷射设备等，使工艺更加简单，而且显著降低了能耗。

下面结合图1、图2和图3对本实用新型一实施方式的用于SCR脱硝的还原剂供给系统进行详细描述。

如图1所示，本实施例所提供的还原剂供给系统包括喷枪105，所述喷枪105设置在连接除尘器出口与SCR反应器101入口的烟道106上，用于向所述烟道106中喷射雾化的氨水；所述喷枪105连接有氨水供给系统和压缩空气供给系统。所述还原剂供给系统直接通过喷枪105将雾化的氨水溶液喷入除尘器出口和SCR反应器101入口之间的烟道106中，利用烟道106中热烟气的热量直接气化氨水以产生氨气，将传统的氨气制备和喷射两个过程合二为一，不仅省去了额外的加热设备、氨气喷射设备等，使工艺更加简单，而且显著降低了能耗。

其中，所述氨水供给系统向所述喷枪105供应氨水，所述压缩空气供给系统向所述喷枪105供应压缩空气，进入喷枪105的氨水在压缩空气的作用下雾化为雾化的氨水。示例性地，所述氨水供给系统包括依次连接的氨水储罐102、氨水输送泵103以及氨水分配单元104，所述压缩空气供给系统包括依次连接的压缩空气源和压缩空气分配单元107。所述压缩空气源可以为来自厂用压缩空气管路的厂用压缩空气。一定浓度的氨水溶液经氨水输送泵103从氨水储罐102输送至氨水分配单元104，通过氨水分配单元104中的计量控制装置调节流量和压力后将氨水送入喷枪105的氨水接口，压缩空气经压缩空气分配单元107输送至喷枪105的压缩空气接口，进入喷枪105的氨水在压缩空气的作用下雾化，并与来自除尘器出口的热烟气呈逆流方向喷入烟道106中。雾化产生的氨水小液滴吸收烟道106中烟气的热量，迅速气化为氨气和水蒸汽，并与烟气混合成一定浓度的氨气/烟气混合气，再进入SCR反应器101进行脱硝反应。

在一个实施例中，喷枪105相对于热烟气逆流喷射雾化的氨水，从而有效延长了氨水与热烟气的混合时间，具有更好的氨水/热烟气混合效果。示例性地，还可通过控制氨水溶液浓度和压缩空气压力以及喷枪的优选等措施，使氨水的雾化粒径在100μm以下，喷枪105的喷嘴的喷射角为45°-60°。合理的喷枪喷射角和雾化粒径能够增大氨水液滴与烟气的接触面积，从而保证氨水喷入烟道106后快速气化。

所述喷枪105的数目不少于三个，并且，所述喷枪105在烟道106的同一高度上均匀分布，均匀分布的布置方式使喷射出的氨水分布更加均匀。示例性地，当烟道106的横截面为方形时，在所述烟道106的同一高度上均匀布置有四个喷枪105；烟道106的横截面为圆形时，在所述烟道106的同一高度上均匀布置有三个喷枪。作为示例，本实施例中，所述均匀分布指各个喷枪105的喷嘴的位置围绕烟道106的中心轴等距离设置。图2为当烟道106的横截面为方形时，喷枪105在烟道106上的布置示意图。

由于雾化液滴受热后，氨气比水蒸汽更快地蒸发，导致在气流的截面上氨气易集中在靠近喷嘴位置处，氨气和烟气混合不均匀，因此在本实施例中，在喷枪105下游一定距离处的烟道106内垂直于烟道106布置有混合板108。当烟道106的截面为方形时，所适用的混合板108的结构示意图如图3所示。混合板108主要包括与喷枪105的喷嘴位置相对应的圆形挡板108a(以喷枪105的数目为四个为例)，圆形挡板108a通过支撑架108b固定连接。当气流流至圆形挡板108a附近时会发生绕流，从而起到加强氨气与热烟气混合的作用。

本实用新型所提供的用于SCR脱硝的还原剂供给系统具有如下优点：

1、利用除尘器出口的热烟气直接加热喷枪雾化后的氨水，将传统的氨气制备和喷射两个过程合二为一，不仅省去了额外的加热设备、氨气喷射设备等，使工艺更加简单，而且显著降低了能耗；

2、喷枪的布置灵活，均匀布置的方式使喷射出的氨水分布更加均匀；

3、喷枪逆流布置能有效延长氨水与热烟气的混合时间，具有更好的氨水/热烟气混合效果；

4、合理的喷枪喷射角度和细小的雾化粒径增大氨水液滴与热烟气的接触面积，从而保证氨水的快速气化；

5、特有的混合板设计结构简单，能使氨气与烟气混合更加充分，有利于提高后续SCR脱硝反应的效率。

综上所述，本发明所提供的还原剂供给系统简单高效、占地小、成本较低、运行安全可靠，适用于垃圾焚烧电厂。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施例中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施例，除非该特征在该另一个实施例中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。