[發明專利]SNCR脫硝墻式噴射器

有效

• 申請號: 201110456894.1
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN102527217A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 池保華;張定海;楊國華;王軍;洪流;毛宇;王育賓
• 申請（專利權）人: 西安航天動力研究所
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/56
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

技術領域

本發明涉及電站鍋爐的煙氣濕法脫硝裝置，特別涉及一種SNCR(選擇性非催化還原法)脫硝墻式噴射器，可應用于電站燃煤鍋爐，進行NOx控制處理。

背景技術

鍋爐燃燒煤粉進行能量轉換的同時會向環境排放大量污染物，據統計大氣NOx排放中的67％來自燃煤，氮氧化物(NOx)的排放是導致酸雨、光化學煙霧等一系列嚴重污染問題的主要原因之一，因此對電廠燃煤鍋爐進行NOx控制處理非常有必要。SNCR脫硝技術于20世紀70年代中期在日本開始應用，80年代末歐盟國家也開始了SNCR脫硝技術的工業應用，美國90年代初開始應用SNCR脫硝技術，目前全世界燃煤電廠SNCR脫硝工藝的總裝機容量已經超過2GW，而在中國的裝機容量較小。近幾年高效率大容量發電機組增速較快，且大多采用了較為先進的低氮燃燒技術，使單位發電量的NOx排放水平呈下降趨勢；另外，在役機組的低氮燃燒技術改造和一部分新建電廠煙氣脫硝裝置的建成并投入運行，對降低NOx排放水平也起到一定作用，但從整個行業來說，我國對氮氧化物排放的控制尚處于起步階段，難以滿足環保要求，有很大的發展潛力。

選擇性非催化還原法(SNCR)是一種低成本、高效的NOx控制處理技術，其主要原理是在沒有催化劑作用下，向870～1150℃高溫煙氣中噴射尿素水溶液作為還原劑，還原劑與煙氣中NOx反應生成N₂，從而完成NOx的控制。通過分析SNCR的原理可知，尿素水溶液噴霧及與煙氣的混合過程對脫硝效率有重要影響，而尿素水溶液的霧化粒徑分布、流強空間分布、霧化角度、噴射速度等是影響噴霧及混合的關鍵參數。同時由于電廠鍋爐內部煙氣流動空間大、受熱面復雜，往往需要若干個墻式噴射器進行組合噴射，固定角度及穿透深度的噴霧場組合難以覆蓋大部分的煙氣流動區域，解決的方法是實現噴霧場穿透深度和噴霧角度的靈活可調，提高尿素水噴霧場的覆蓋率。墻式噴射器長期在鍋爐中工作，工作環境惡劣，其熱防護和長時間運行可靠性需要考慮。因此，噴嘴的霧化特性、槍體的結構設計、槍體的熱防護能力及長時間運行可靠性是墻式噴射器設計的關鍵技術。為了提高脫硝效率，需要合理選擇噴嘴結構并匹配霧化參數，優化槍體的結構設計，最終提高噴槍的性能和可靠性。

從以上分析可以看出，SNCR技術是非常有發展應用潛力的新技術，墻式噴射器作為SNCR技術的核心組成產品也具有良好的應用前景。在環保要求日益提高的形勢下，該產品的發展和應用具有良好的經濟和社會效益。

發明內容

本發明解決的技術問題是：設計并研制了SNCR墻式噴射器，在高溫(1100℃)、高腐蝕、高磨損的煙氣環境中能夠長期穩定運行進行，最終進行煙氣NOx控制處理。

本發明的技術解決方案：

SNCR脫硝墻式噴射器，包括槍體組件和噴嘴組件，

槍體組件包括管道組件和輸入組件，

所述管道組件包括空氣管4以及套接在空氣管4上的尿素管5，所述空氣管4和尿素管5之間形成尿素水環腔45，

所述輸入組件包括設置在空氣管4一端的空氣接頭9、與尿素水環腔45連通的尿素水接頭10以及換向頭6，所述空氣管4與尿素管5的另一端均與換向頭6連接；

所述噴嘴組件7包括噴頭13以及與噴頭連接的混摻裝置11，所述混摻裝置11包括位于中心的尿素水通道15、相互垂直且與尿素水通道15形成夾角α的至少四個空氣通道16以及與尿素水通道15和空氣通道連通16的混合室14，所述混合室15的出口與噴頭13連通；

所述換向頭6的另一端與噴嘴組件相通。

上述換向頭6包括底座61和以及同心設置在底座上的內導流套65和外導流套62，所述底座61沿著底座延伸方向設置有換氣通道63，垂直于底座延伸方向設置有換液通道64，所述空氣管與換氣通道的入口連通，所述尿素水環腔與換液通道入口連通，所述換氣通道的出口通過外導流套62與空氣通道連通，所述換液通道的出口通過內導流套65與尿素水通道連通。

上述槍體組件還包括調節組件，所述調節組件包括后堵板1、集合管2和前堵板3，所述集合管的一端通過后堵板固定在空氣管上，所述集合管的另一端通過前堵板固定在尿素管上，所述集合管和空氣管之間的形成集合環腔17，所述集合環腔17與尿素水環腔45連通，所述尿素水接頭10設置在集合管2上，所述尿素水接頭10的出口與集合環腔17連通。

空氣通道與尿素水通道形成夾角α為30°～60°。

上述噴頭包括噴口以及導流槽，所述導流槽18與噴口連通。

上述噴口為扇形噴口，出口為橄欖型結構。