一种脱硝可调节式精准喷氨系统与装置的制作方法

1.本技术涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种脱硝可调节式精准喷氨系统与装置。


背景技术：

2.随着国家环保政策标准日趋严格，燃煤机组对scr脱硝装置的脱硝效率提出了更为苛刻的标准要求，同时也对scr脱硝装置流场、喷氨混合均匀性及氨与nox混合的匹配性提出了更高要求。scr脱硝烟气流场和nox浓度场会随着燃烧煤种和锅炉负荷的变化、磨煤机的不同组合等发生相应变化，同时烟道截面尺寸大，存在烟气流速、nox浓度场分布不均等问题，同一截面不同区域需要的实际喷氨量各不相同。在scr脱硝装置入口nox浓度场和流场分布不均的情况下，为了最大限度的发挥scr脱硝装置的性能，在保证催化剂性能的前提下，必须动态控制喷氨量。由于缺乏对全截面关键参数的监测，致使脱硝运行过程中盲目喷氨，无法根据参数变化，科学动态调整喷氨量，很难持续保持在一种较高的脱硝效率下运行。因此，为适应工况变化，满足nox超低排放标准要求，必须实施脱硝装置烟气关键参数全截面测量，制定更加科学、合理的控制机制，动态控制喷氨量和烟气流场分布。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了一种脱硝可调节式精准喷氨系统与装置，采用脱硝可调节式精准喷氨系统与装置提高大截面烟道喷氨的均匀性及氨与氮氧化物浓度分布的匹配性，实现了scr脱硝装置精准喷氨，所述技术方案如下：
4.根据一实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，包括进口烟道、主体及喷氨格栅，所述进口烟道的一端为烟气入口，所述进口烟道的另一端与所述主体连接，以使烟气通过所述进口烟道进入所述主体内；所述喷氨格栅，用于喷氨，所述喷氨格栅位于所述进口烟道内，使进入所述进口烟道内的烟气与氨气混合；其中，所述喷氨格栅包括数组喷氨组件，所述喷氨组件包括数根喷氨管，且每一组所述喷氨组件的所述数根喷氨管依次套设，在每一所述喷氨管的一端设有控制氨气启闭的阀门，且各所述喷氨管的所述阀门相互独立；在每一所述喷氨管的外壁开设数个供氨气喷出的氨气出口，且每一所述喷氨组件内的数根喷氨管外壁上的所述氨气出口一一对应。根据上述实施例，本技术通过多根依次套设的喷氨管形成复合式喷氨组件，且每一喷氨管的喷氨阀门相互独立，使得每根喷氨管可以独立控制是否喷氨，以及可独立控制每根喷氨管的喷氨量，从而可以根据实际情况选择喷氨的喷氨管数量以及每根喷氨管的喷氨量，显著提高了喷氨调节的灵活性及调节幅度范围，实现精准喷氨。
5.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，所述喷氨组件包括第二喷氨管和套设在所述第二喷氨管内的第一喷氨管，在所述第一喷氨管的一端设有第一喷氨管入口，在所述第二喷氨管的一端设有第二喷氨管入口，在所述第一喷氨管入口设有控制氨气启闭的第一阀门，在所述第二喷氨管入口设有控制氨气启闭的第二阀门；在
所述第一喷氨管的外壁间隔设有多个供氨气喷出的第一喷嘴，在所述第二喷氨管的外壁设有数个与所述第一喷嘴一一对应的第二喷嘴或喷气孔。根据上述实施例，本技术通过设计双层复合管式喷氨组件有效避免了因喷氨量过小导致喷嘴流速大幅降低，或者喷氨量过大导致喷嘴流速过高影响下游氨与烟气混合的均匀性，显著提高了喷氨调节的幅度范围和精准喷氨调节的适应性。
6.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，所述喷氨组件包括依次嵌套的第三喷氨管、第二喷氨管和第一喷氨管，其中所述第一喷氨管套设在所述第二喷氨管内，所述第二喷氨管套设在所述第三喷氨管内，在所述第一喷氨管的外壁间隔设有多个供氨气喷出的第一喷嘴，在所述第二喷氨管的外壁设有数个与所述第一喷嘴一一对应的第二喷嘴，且所述第一喷嘴套设在所述第二喷嘴内，在所述第三喷氨管的外壁设有数个与所述第二喷嘴一一对应的第三喷嘴或喷气孔，以使所述第一喷嘴和所述第二喷嘴穿过所述第三喷嘴或喷气孔。根据上述实施例，本技术中的喷氨组件还可以设计为三层复合式喷氨管，独立控制每根喷氨管的启闭以及喷氨量，通过增加喷氨组件的喷氨管的嵌套数量可以进一步提高喷氨量调节的灵活性与精准度。
7.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，还包括数个速度探头，所述数个速度探头位于所述喷氨格栅朝向所述烟气入口的一侧，所述速度探头与风速分析仪连接，所述风速分析仪用于接收所述速度探头的传输信号并输出进入所述进口烟道的烟气流速。根据上述实施例，本技术通过风速分析仪接收风速探头传输过来的信号，并输出对应位置处的烟气流速，从而为喷氨格栅各喷氨管的流量调节提供依据。
8.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，还包括可调节式混合板，所述可调节式混合板位于所述喷氨格栅背离所述烟气入口的一侧，所述可调节式混合板的一端与第一动力装置连接，通过所述第一动力装置调节所述可调节式混合板的倾斜角度。根据上述实施例，当喷氨格栅的部分喷氨管组件内的喷氨管喷氨量变化较大，影响到氨与烟气混合的均匀性时，可以通过转动上述第一动力装置调节所述可调节式混合板与水平面的角度，从而调节氨与烟气的混合强度；此外，可调节式混合板还可在调节角度的同时清除可调节式混合板上的积灰，减少氨与烟气混合过程中不确定性因素的影响。
9.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，所述可调节式混合板与垂直于所述进口烟道竖直中心线方向的夹角为30
°‑
60
°
。
10.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，还包括导流组件，所述导流组件位于所述主体与所述进口烟道的连接处，所述导流组件包括导流板和第二动力装置，所述导流板的一端与所述第二动力装置连接，并通过所述第二动力装置调节所述导流板的倾斜角度。根据上述实施例，在第一催化剂层表面发生局部积灰严重或者磨损时，通过第二动力装置调节导流板的倾斜角度，可以改善烟气及烟气中灰成分的分布特性，提高脱硝可调节式精准喷氨系统与装置的脱硝效率，降低积灰和催化剂磨损，提高scr脱硝装置运行的安全性与稳定性。
11.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，所述导流板与所述进口烟道水平中心线方向的夹角为15
°‑
30
°
。
12.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，在所述主体远离所述进口烟道的一端设有烟气出口，在所述主体内依次层叠设置第一催化剂层、第二催
化剂层和第三催化剂层，且所述第三催化剂层靠近所述烟气出口，在所述第一催化剂层和所述第二催化剂层之间设有烟气取样探头，所述烟气取样探头与nox分析仪连接，所述nox分析仪用于采集通过所述烟气取样探头传输的烟气并输出nox浓度。根据上述实施例，通过nox分析仪采集烟气取样探头传输过来的烟气，并输出对应位置处的nox浓度，喷氨格栅可以根据主体横截面各位置点的nox浓度调整每根喷氨管的喷氨量，以弥补喷氨格栅仅仅根据烟气流速调节喷氨量引起的误差，本技术通过nox分析仪和烟气流速测量协同调节喷氨量，将流场不均匀与nox浓度场不均匀因素统一考虑进喷氨量调节，实现高精度精准喷氨。
13.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，所述烟气取样探头位于所述第二催化剂层朝向所述烟气出口的一侧，或所述烟气取样探头位于所述第三催化剂层朝向所述烟气出口的一侧。
14.本技术一些实施例提供的一种脱硝可调节式精准喷氨系统与装置带来的有益效果为：本技术通过多根依次套设的喷氨管形成复合式喷氨组件，且每一喷氨管的喷氨阀门相互独立，使得每根喷氨管可以独立控制是否喷氨，以及可独立控制每根喷氨管的喷氨量，从而可以根据实际情况选择喷氨的喷氨管数量以及每根喷氨管的喷氨量，有效避免了因喷氨量过小导致喷嘴流速大幅降低，或者喷氨量过大导致喷嘴流速过高从而影响下游氨与烟气混合的均匀性，显著提高了喷氨调节的幅度范围和精准喷氨调节的适应性。本技术通过采用脱硝可调节式精准喷氨系统与装置提高大截面烟道喷氨的均匀性及氨与氮氧化物浓度分布的匹配性，提高脱硝效率，降低氨逃逸，实现了scr脱硝装置精准喷氨，有效确保机组长期稳定高效脱硝，合理控制氨逃逸，避免空预器堵塞、电除尘器阴极线肥大和硫酸氨盐等二次细颗粒物引起的大气污染。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
16.图1是本技术的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置整体结构示意图；
17.图2是本技术一实施例提供的喷氨格栅结构示意图；
18.图3是本技术一实施例提供的喷氨组件的结构示意图；
19.图4是本技术另一实施例提供的喷氨组件的结构示意图；
20.图5是本技术一实施例提供的速度探头布置示意图；
21.图6是本技术一实施例提供的可调节式混合板的结构示意图；
22.图7是本技术一实施例提供的烟气取样探头布置示意图；
23.图8是本技术一实施例提供的导流组件结构示意图。
24.附图标记：1-进口烟道；2-主体；3-喷氨格栅；4-速度探头；5-风速分析仪；6-可调节式混合板；7-第一动力装置；8-导流组件；9-第一催化剂层；10-第二催化剂层；11-第三催化剂层；12-烟气取样探头；13-nox分析仪；14-喷氨组件；15-第二阀门；16-第一阀门；17-第一喷氨管入口；18-第二喷氨管入口；19-第二喷氨管；20-第一喷氨管；21-第二喷嘴；22-第一喷嘴；23-导流板；24-第二动力装置，25-烟气入口，26-烟气出口，27-第三喷氨管，28-第
三喷氨管入口，29-第三喷嘴。
具体实施方式
25.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
27.根据一实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置，如图1所示，包括进口烟道1、主体2及喷氨格栅3，所述进口烟道1的一端为烟气入口25，所述进口烟道1的另一端与所述主体2连接，以使烟气通过所述进口烟道1进入所述主体2内；所述喷氨格栅3用于喷氨，所述喷氨格栅3位于所述进口烟道1内，使进入所述进口烟道1内的烟气与氨气混合；其中，所述喷氨格栅3包括数组喷氨组件14，所述喷氨组件14包括数根喷氨管，且每一组所述喷氨组件14的所述数根喷氨管依次套设，在每一所述喷氨管的一端设有控制氨气启闭的阀门，且各所述喷氨管的所述阀门相互独立；在每一所述喷氨管的外壁开设数个供氨气喷出的氨气出口，且每一所述喷氨组件14内的数根喷氨管外壁上的所述氨气出口一一对应。根据上述实施例，本技术通过多根依次套设的喷氨管形成复合式喷氨组件14，且每一喷氨管的喷氨阀门相互独立，使得每根喷氨管可以独立控制是否喷氨，以及可独立控制每根喷氨管的喷氨量，从而可以根据实际情况选择喷氨的喷氨管数量以及每根喷氨管的喷氨量，显著提高了喷氨调节的灵活性及调节幅度范围，实现精准喷氨。
28.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，如图2-3所示，所述喷氨组件14包括第二喷氨管19和套设在所述第二喷氨管19内的第一喷氨管20，在所述第一喷氨管20的一端设有第一喷氨管入口17，在所述第二喷氨管19的一端设有第二喷氨管入口18，在所述第一喷氨管入口17设有控制氨气启闭的第一阀门16，在所述第二喷氨管入口18设有控制氨气启闭的第二阀门15；在所述第一喷氨管20的外壁间隔设有多个供氨气喷出的第一喷嘴22，在所述第二喷氨管19的外壁设有数个与所述第一喷嘴22一一对应的第二喷嘴21或喷气孔。根据上述实施例，本技术的喷氨组件14为双层式喷氨管，即由内层的第一喷氨管20和外层的第二喷氨管19组成，正常工况下，第二喷氨管入口18前端的第二阀门15处于关闭状态，第一喷氨管入口17前端的第一阀门16为开启状态，且可根据实际喷氨需求量进行调节；当第一喷氨管入口17前端的第一阀门16开到最大仍无法满足喷氨量要求时，打开第二喷氨管入口18前端的第二阀门15；本技术通过设计双层复合管式喷氨组件14有效避免了因喷氨量过小导致喷嘴流速大幅降低，或者喷氨量过大导致喷嘴流速过高影响下游
氨与烟气混合的均匀性，显著提高了喷氨调节的幅度范围和精准喷氨调节的适应性。
29.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，如图4所示，所述喷氨组件14包括依次嵌套的第三喷氨管27、第二喷氨管19和第一喷氨管20，其中所述第一喷氨管20套设在所述第二喷氨管19内，所述第二喷氨管19套设在所述第三喷氨管27内，在所述第一喷氨管20的外壁间隔设有多个供氨气喷出的第一喷嘴22，在所述第二喷氨管19的外壁设有数个与所述第一喷嘴22一一对应的第二喷嘴21，且所述第一喷嘴22套设在所述第二喷嘴21内，在所述第三喷氨管27的外壁设有数个与所述第二喷嘴21一一对应的第三喷嘴29或喷气孔，以使所述第一喷嘴22和所述第二喷嘴21穿过所述第三喷嘴29或喷气孔，在所述第三喷氨管27的一端设有第三喷氨管入口28，在所述第三喷氨管入口28设有控制氨气启闭的第三阀门。根据上述实施例，本技术中的喷氨组件14还可以设计为三层复合式喷氨管，从而独立控制每根喷氨管的启闭以及喷氨量，通过增加喷氨组件14的喷氨管的嵌套数量可以进一步提高喷氨量调节的灵活性与精准度。
30.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，如图1、图5所示，还包括数个速度探头4，所述数个速度探头4位于所述喷氨格栅3朝向所述烟气入口25的一侧，所述速度探头4与风速分析仪5连接，所述风速分析仪5用于接收所述速度探头4的传输信号并输出进入所述进口烟道1的烟气流速。具体地，速度探头4布置在距离所述喷氨格栅3间距为500mm～800mm处，在进口烟道1横截面长边方向布置8～15个速度探头4，在进口烟道1横截面短边方向布置3～5个速度探头4。根据上述实施例，风速分析仪5接收风速探头4传输过来的信号，并输出对应位置处的烟气流速，从而为喷氨格栅3各喷氨管的流量调节提供依据，即第一喷氨管入口17前端的第一阀门16和第二喷氨管入口18前端的第二阀门15可根据对应位置处的烟气流速进行调节，以控制喷氨量。
31.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，如图1、图6所示，还包括可调节式混合板6，所述可调节式混合板6位于所述喷氨格栅3背离所述烟气入口25的一侧，所述可调节式混合板6的一端与第一动力装置7连接，通过所述第一动力装置7调节所述可调节式混合板6的倾斜角度。具体地，可调节式混合板6布置在距离所述喷氨格栅3间距为500mm～1000mm处，其中，所述可调节式混合板6可以为圆形板、矩形板或梯形板。根据上述实施例，当喷氨格栅3的部分喷氨组件14内的喷氨管喷氨量变化较大，影响到氨与烟气混合的均匀性时，可以通过转动上述第一动力装置7调节所述可调节式混合板6与水平面的角度，从而调节氨与烟气的混合强度；此外，可调节式混合板6还可在调节角度的同时清除可调节式混合板6上的积灰，减少氨与烟气混合过程中不确定性因素的影响。
32.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，如图1、图7所示，所述可调节式混合板6与垂直于所述进口烟道1竖直中心线方向的夹角为30
°‑
60
°
。
33.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，如图1、图8所示，还包括导流组件8，所述导流组件8位于所述主体2与所述进口烟道1的连接处，所述导流组件8包括导流板23和第二动力装置24，所述导流板23的一端与所述第二动力装置24连接，并通过所述第二动力装置24调节所述导流板23的倾斜角度。具体地，所述导流板23由600mm～1000mm宽的矩形板组成，根据上述实施例，在第一催化剂层9表面发生局部积灰严重或者磨损时，通过第二动力装置24调节导流板23的倾斜角度，可以改善烟气及烟气中灰成分的分布特性，提高脱硝可调节式精准喷氨系统与装置的脱硝效率，降低积灰和催化剂磨损，提
高scr脱硝装置运行的安全性与稳定性。
34.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，如图8所示，所述导流板23与所述进口烟道1水平中心线方向的夹角为15
°‑
30
°
。
35.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，如图1、图7所示，在所述主体2远离所述进口烟道1的一端设有烟气出口26，在所述主体2内依次层叠设置第一催化剂层9、第二催化剂层10和第三催化剂层11，且所述第三催化剂层11靠近所述烟气出口26，在所述第一催化剂层9和所述第二催化剂层10之间设有烟气取样探头12，所述烟气取样探头12与nox分析仪13连接，所述nox分析仪13用于采集通过所述烟气取样探头12传输的烟气并输出nox浓度。具体地，所述烟气取样探头12布置在距离第一催化剂层9间距为300mm～500mm处，在主体2横截面长边方向布置8～15个烟气取样探头，在主体2横截面短边方向布置3～5个烟气取样探头。根据上述实施例，通过在第一催化剂层9和第二催化剂层10之间设置烟气取样探头12，该位置处的烟气分布相对均匀，相较于烟气出口26处，此位置处的烟气未发生混合，可以很好的反映出氨与烟气在催化剂表面的分布特性及匹配特性，且此位置各点脱硝效率的分布趋势与进口烟道1内喷氨格栅3各点的喷氨量、烟气量对应性强，可以精准调节喷氨格栅3的每根喷氨管的喷氨量；通过nox分析仪13采集烟气取样探头12传输过来的烟气，并输出对应位置处的nox浓度，喷氨格栅3可以根据主体2横截面各位置点的nox浓度调整每根喷氨管的喷氨量，以弥补喷氨格栅3仅仅根据烟气流速调节喷氨量引起的误差，本技术通过nox分析仪13和烟气流速测量协同调节喷氨量，将流场不均匀与nox浓度场不均匀因素统一考虑进喷氨量调节，实现高精度精准喷氨。
36.例如，在一个实施例提供的脱硝可调节式精准喷氨系统与装置中，所述烟气取样探头12位于所述第二催化剂层10朝向所述烟气出口26的一侧，或所述烟气取样探头12位于所述第三催化剂层11朝向所述烟气出口26的一侧。
37.本技术通过采用脱硝可调节式精准喷氨系统与装置提高大截面烟道喷氨的均匀性及氨与氮氧化物浓度分布的匹配性，提高脱硝效率，降低氨逃逸，实现了scr脱硝装置精准喷氨，有效确保机组长期稳定高效脱硝，合理控制氨逃逸，避免空预器堵塞、电除尘器阴极线肥大和硫酸氨盐等二次细颗粒物引起的大气污染。
38.尽管已经出于说明性目的对本技术的实施例进行了公开，但是本领域技术人员将认识的是：在不偏离如所附权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，能够进行各种修改、添加和替换。