[發明專利]一種風帽式選擇性催化還原脫硝噴氨混合裝置

有效

• 申請號: 201210027963.1
• 申請日: 2012-02-09
• 公開（公告）號: CN102580528A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 金保昇;張勇;潘志越
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于煙氣凈化技術領域，特別涉及一種風帽式選擇性催化還原（Selective?Catalytic?Reduction,?SCR）脫硝噴氨混合裝置，較常規的噴氨/混合裝置具有更好的混合性能和更簡單的結構。

背景技術

氮氧化物（NOx）是主要大氣污染物之一。我國每年NOx排放量呈現快速增長趨勢。目前我國是世界上第一大NOx排放國，氮氧化物的環境容量已經基本處于飽和。我國以煤為主的能源結構和發電結構，決定了燃煤電站是NOx排放的最大來源。隨著環境問題越來越受重視，近年來對火電廠NOx排放標準也日益嚴厲。從2012年起實施的《火電廠大氣污染物排標準》(GB13223-2011）將NOx排放嚴格限值在100mg/m³以下。

在眾多的燃煤電站脫硝技術中，選擇性催化還原（SCR）技術以其脫硝效率高、運行穩定可靠等顯著優點，自上世紀七十年代日本安裝首套SCR裝置以來，已發展為世界上應用最廣泛的NOx控制技術，也是目前我國引進、消化的重點。SCR系統有多種布置方式，普遍采用的高灰SCR系統原理簡述如下：制氨系統輸出的氨氣在氨/空氣混合器內與空氣充分混合，形成稀釋氨氣。稀釋氨氣進入反應器前部煙道內多根噴氨管組成的噴氨格柵(AIG)，由其間布置的噴口或噴嘴噴入煙道。來自鍋爐省煤器含有NOx的煙氣流經噴氨格柵，與稀釋氨氣混合。混合氣體在下游布置靜態混合器二次混合后，流經連接煙道進入布置有多層催化劑的SCR反應器發生脫硝反應。在280~420℃的溫度區間，NOx在催化劑作用下被NH₃還原成無害的N₂和H₂O。

研究表明，催化劑層內流場均勻性的優劣，對脫硝效率的影響很大。流場均勻性的內容包括兩方面，一是煙氣速度分布均勻，二是氨濃度分布均勻。改善煙氣速度分布，可通過合理布置導流板、整流器等部件來實現；提高氨濃度分布均勻性則需高效的噴氨格柵與靜態混合器。噴氨格柵處的氣流分布不但直接影響氨濃度分布均勻，也會進一步影響到下游的氣流均勻性。因此，噴氨/混合裝置是SCR系統的關鍵技術。

傳統的噴氨格柵由反應器上游煙道內均勻布置的噴氨管組成。噴氨管上開設有若干等直徑的噴口。由于煙道內流速較高，僅由氨氣擴散產生的混合效果較為有限。因此，噴氨格柵下游通常布置有混合裝置，以促進氨氣與煙氣混合。這些混合裝置對改善混合性能具有一定效果，但普遍存在結構復雜，易發生堵灰，不耐磨損等缺點。另外，在實際工作中，稀釋氨氣進入反應器內即被加熱，溫度沿程上升，同時壓力損失不斷累積。噴氨口實際噴出的氨氣量并不一致，影響了氨氣與煙氣混合的均勻性。因此，有必要對現有的噴氨/混合裝置進行改進。

發明內容

技術問題：本發明針對現有SCR系統中通常采用噴氨格柵+靜態混合器的組合方式而使整體結構復雜，且噴氨混合效果不理想，以及難以實現均流噴射等技術問題，提出了一種風帽式選擇性催化還原脫硝噴氨混合裝置。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明提供了一種風帽式選擇性催化還原脫硝噴氨混合裝置，該裝置包括一級管、反應器壁面和至少三個等距布置的噴氨管；?

每個噴氨管包括至少三個二級管、三級管、防磨堵頭、防磨角鋼、在反應器壁面和一級管之間設置的密封盒、放置在密封盒內的保溫棉和設在密封盒與一級管之間的調節閥；其中，

二級管等距離設置，三級管設置在相鄰的二級管之間，且三級管一端與二級管連接，另一端與防磨堵頭連接；防磨角鋼放置在二級管的迎流面上，其兩端分別與三級管連接。

反應器壁面包括遠離一級管的第一反應器壁面和靠近一級管的第二反應器壁面；所述的噴氨管的一端分別通過調節閥與一級管相連，另一端封閉后放在與第一反應器壁面焊接的托架上，密封盒與焊接在第二反應器壁面上的連接法蘭相連。

優選的，二級管以寬度L₁=200~400mm等距并列布置，最靠近反應器壁面的二級管與反應器壁面相距的距離M₁=50~100mm；

在每個二級管上的煙氣迎流面等距開設n₁個節流孔，最邊上的節流孔距離反應器壁面面M₂=100~200mm，每個節流孔間距為L₂=200~400mm，沿氨氣流動方向，節流孔逐漸擴大。