[實用新型]選擇性非催化還原法的噴嘴

有效

• 申請號: 200820161794.X
• 申請日: 2008-10-09
• 公開（公告）號: CN201283268Y
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 俞進旺;宋正華;陳開明;楊正平;何美華;袁海燕
• 申請（專利權）人: 江蘇中科節能環保技術有限公司
• 主分類號: B01D53/79
• 分類號: B01D53/79;B01D53/56;B05B1/04;B05B7/02
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技術領域

本實用新型涉及一種煙氣凈化脫硝裝備，特別是一種用于SNCR法脫除煙氣中NOx的噴射還原劑的噴嘴。

背景技術

目前，人們為了凈化煙氣中NOx，實現脫硝排放所采取的措施主要分有兩種：燃燒控制和燃燒后控制。其中，燃燒后控制消除煙氣中NOx的方法又以選擇性催化還原法(SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)在工業生產中得到較為廣泛的應用。SCR與SNCR法都是以NHx為還原劑噴入反應爐內有“選擇性”的在催化劑或無催化劑的作用下，與煙氣中的NOx反應，生成無毒無污染的氮氣(N₂)和水(H₂O)。反應公式如下：

4NH₃+4NO+O₂＝4N₂+6H₂O

8NH₃+6NO₂＝7N₂+12H₂O

在SCR法中，催化劑費用通常占到SCR系統初始投資的一半左右，且催化劑在使用過程中會因中毒、磨蝕失效等原因而需更換，因而存在著運行費用高、設備投資大的缺點。而SNCR法是將含有NH_x基的還原劑(如氨、尿素)噴入反應爐中，在溫度為800～1100℃的區域，還原劑迅速分解成NH₃，與煙氣中的NOx進行反應生成N₂?；瘜W機理研究表明：在混合良好的情況下，氨和尿素等氮還原劑和NOx的反應在0.3秒內基本達到平衡，反應脫硝率大于90％。因此對于實際應用來說，SNCR法屬于快反應，其反應的制約因素在于混合的好壞和快慢。目前，從工程應用SNCR法的情況來看，多數采用氣力霧化噴射裝備，如噴槍和墻式噴嘴；噴槍直接插入反應爐內，可達爐膛長度的一半左右，將氮還原劑直接送入爐內，但需配備水冷、自動機械回撤、轉動除灰、高溫恒濕、斷水警報等配套設備，使得費用上升、且維護困難。墻式噴嘴雖結構簡單，操作和維護方便，不容易損壞，但是噴霧液滴難以深入到爐內。上述兩種裝備所采用噴嘴的噴出口均為嗽叭狀，從而使得噴出的還原劑霧滴形狀通常為實心圓錐形，在向低溫和高溫區方向穿透時，霧滴分布不均，射程短，脫硝效率低；同時，噴嘴還存在著易堵塞、噴射射流的動量不足，噴霧穿透力不強和混合不均的現象。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于，針對現有技術的不足之處，提供一種選擇性非催化還原法的噴嘴，其結構合理，可使還原劑在爐內穿透時溫度區間窄，穿透性能好，射程遠，并能有效地控制還原劑的霧化顆粒的粒度和霧化液滴蒸發時間，還原劑與煙氣中的NOx的混合均勻，提高煙氣脫硝的效率。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：包括主管、副管、卡套、液流管和噴嘴，卡套及副管通過螺紋相連形成相對密閉的空間，主管的前端裝有噴嘴，且置于副管內，噴嘴的前端與卡套相接觸；主管的后端與帶有壓力表的液流管I相通連；副管與帶有壓力表的液流管II相通連；在噴嘴上設有沿主管軸向貫通的混合孔，并開設有若干個連通混合孔及副管的支孔；在混合孔出液口處的噴嘴及卡套上開設有橄欖形噴出口。

上述噴出口的中心寬度與混合孔的出液口直徑的比例為1：1～1.15；混合孔出液口的直徑與噴出口的長度的比例為1：2.5～3.5；噴出口的中心深度與混合孔的出液口直徑的比例為2～2.5：1。

上述支孔和混合孔均為錐形，其進液口與出液口的直徑比為1：1.1～1.2。

本實用新型所述的噴嘴的噴出口形狀為橄欖形，其工作機理是液膜破碎法，射流被噴嘴出口機械的整形為窄的液膜而射出。液膜受到不穩定的表面波作用，在邊緣處剝離出寬度為表面波半波長的絲、帶，這些絲帶很快在表面張力的作用下收縮成球形，出現液滴的破碎。在加入了霧化空氣以后，霧化空氣和液體在噴嘴內進行兩相擴散和動量交換。噴出后氣流不但對液膜直接沖擊，而且兩相的速度差大，表面剪切、摩擦引起的液膜表面失穩更促進了液膜的進一步破碎。因此，經過噴嘴的噴出的液滴霧化粒度為50-300μm，一部分速度高的直徑大的液滴集中在噴嘴的中心位置，以50m/s的噴射速度抵達反應爐的爐膛深處；另一部分直徑小的液滴分散在噴嘴周圍，以較低的速度在噴入點及爐膛壁面附近就可以充分地與煙氣混合反應。