[發明專利]煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置及方法

有效

• 申請號: 201210177869.4
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102698579A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 路光杰;郭婷婷;吳敵;沈濱;陸金豐
• 申請（專利權）人: 北京國電龍源環保工程有限公司
• 主分類號: B01D53/76
• 分類號: B01D53/76;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所 11004
• 代理人: 朱麗巖;李聚

技術領域

?本發明涉及電站燃煤鍋爐氮氧化物控制技術，特別是一種煙氣SCR脫硝系統的氣體噴氨及混合裝置及方法。

背景技術

選擇性催化還原技術（SCR）是目前應用最為廣泛的一種煙氣脫硝技術，SCR脫硝系統具有設備尺寸大、煙道布置局限性大等特點，對煙氣流速、氨氮比、溫度及飛灰的負載分布提出了相當高的要求，深入研究煙氣脫硝系統，改善煙氣和氨氣的混合均勻程度，將為國內自主研發煙氣脫硝系統提供指導，同時，對于燃煤電廠的節能減排工作意義重大。

SCR反應器中催化劑入口截面反應物（主要是NH₃和NOx）濃度分布的均勻性對于脫硝裝置的運行至關重要。反應物分布不均，使得反應不能充分進行，降低脫硝性能。氨在某些區域過量，會導致過剩的氨逃逸出反應器，造成新的環境污染，同時導致脫硝效果變差；某些區域的氨量不足，則導致NOx并未被還原的結果。

我國通常采用高溫高塵布置的SCR工藝系統，SCR反應器通常布置在省煤器下游、除塵裝置的上游。由于受場地空間小、反應器尺寸大等原因所限，設計中通常在SCR反應器與省煤器出口連接處采用矩形傾斜煙道，傾斜角度α為32°，導致垂直煙道入口煙氣速度分布不均勻，?V5側速度大，V1側速度低。現有安裝在煙道內的混合裝置均無法調整進入垂直煙道內煙氣的流速，氨的噴速無法與煙氣速度相適應，影響了煙氣與還原劑氨的混合效果，氨的利用率低。在煙氣與氨混合后仍有部分煙氣未能混合均勻，而現有混合裝置無法使這部分煙氣再與氨混合，煙氣的脫硝效率低。

發明內容

本發明提供一種煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置，要解決SCR脫硝系統煙道入口傾斜引起的還原劑與反應物混合不均勻的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

這種煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置，包括固定于垂直煙道內的渦流混合元件、插入垂直煙道內部的噴氨管，以及固定于彎道內的導流葉片，所述垂直煙道上端經彎道II與漸縮段煙道連接，垂直煙道下端經彎道I與入口段矩形傾斜煙道連接，入口段矩形傾斜煙道相對于垂直煙道側向傾斜，傾斜角為α；?

所述渦流混合元件為兩個以上大小相等、在垂直煙道內間隔分布的圓形繞流板，各圓形繞流板均向反應器側傾斜固定于垂直煙道下部，圓形繞流板的向流面與進入垂直煙道的煙氣相對，圓形繞流板的背流面傾斜與噴氨管的噴頭相對；?

所各圓形繞流板上方分別對應安裝有一個噴氨管，噴氨管水平插入圓形繞流板上方的垂直煙道內部，噴頭豎直向下設置，各噴氨管上連接有獨立的流量控制系統；?

所述噴氨管上方的垂直煙道內安裝有橫向間隔分布的均流管，均流管兩端與垂直煙道內壁固定；

所述導流葉片為一組沿彎道弧度半徑等間距排列的彎弧形導流板，相鄰彎弧形導流板之間留有煙氣通道間隙，煙氣進入煙氣通道的一端為進氣口，煙氣流出煙氣通道的一端為出氣口，導流葉片在彎道I及彎道II內分別固定有一組。

所述圓形繞流板與水平方向的夾角β為30°～45°。

所述圓形繞流板的直徑d大于垂直煙道寬度的50%且不超過垂直煙道寬度的80%。

所述圓形繞流板在垂直煙道內的高度低于垂直煙道高度的25%。???

所述靠反應器側的均流管與垂直煙道內壁的距離a大于靠入口段矩形傾斜煙道側的均流管與的垂直煙道內壁的距離c。

所述均流管與圓形繞流板圓心之間的垂直距離e為圓形繞流板直徑d的2～3倍。

所述均流管的直徑可為80mm～120mm。

所述垂直煙道的高度大于其入口當量直徑的兩倍。

這種煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合方法，步驟如下：

步驟一，安裝煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置，在垂直煙道內對應安裝圓形繞流板、噴氨管和均流管，在彎道I及彎道II內分別固定一組導流葉片；

步驟二，煙氣的噴氨與渦流混合。

A、煙氣從入口段矩形傾斜煙道進入彎道I，經導流葉片調整煙氣流向和流速后進入垂直煙道內；

B、進入垂直煙道的煙氣受到傾斜的圓形繞流板向流面阻擋，在圓形繞流板的邊緣形成渦流；調節各噴氨管的流量，使各噴氨管氨的噴射速度與其下方對應的煙氣流速相適應，氨噴射到圓形繞流板的背流面，并擴散至圓形繞流板邊緣與煙氣形成渦流并混合均勻；

C、煙氣與氨的混合氣體流向上在均流管周圍形成繞流，煙氣與氨進一步混合均勻，同時流速更加均衡；

D、煙氣與氨的混合氣體流向上通過彎道II內的導流葉片調整煙氣流向和流速后，進入漸縮段煙道，再經格柵式整流器整流后，最終進入反應器內。