[發明專利]水泥分解爐SNCR法脫硝系統的氨水噴灑方法和噴灑裝置

有效

• 申請號: 201410254676.3
• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號: CN105214468B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 江霞;蔣文舉;魏文韞;楊志山
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01D53/79
• 分類號: B01D53/79;B01D53/56;C04B7/43
• 代理公司: 成都立信專利事務所有限公司51100
• 代理人: 濮家蔚

技術領域

本發明涉及水泥分解爐SNCR法脫硝系統的氨水噴灑方法和氨水噴灑裝置。

背景技術

目前，工業生產對氮氧化物（NO_X）的排放，水泥生產已是居火力發電、汽車尾氣之后的第三大NO_X排放行業，嚴重影響環境，因此對水泥生產過程中的脫硝已迫在眉睫。選擇性非催化還原（SNCR）是不需要催化劑作用的煙氣脫硝技術，將還原劑噴入水泥分解爐中下位置的脫硝反應溫度區域（通常為850℃~1050℃）實現將NO_X還原為N₂。常用的脫硝還原劑為氨水。在分解爐下部設燃料噴入裝置，使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程，在分解爐內以懸浮態或流化態下迅速進行。分解爐中下部位溫度為850℃~1050℃的反應溫度區域，是常用的設置噴氨單元的位置。

噴氨霧滴或液滴和氣液混合是SNCR脫硝工藝的核心技術之一，若氨水無法和煙氣充分混合，就無法達到較高的脫硝效率，同時還會導致較高的氨逃逸率，引致二次污染。因此，在必須保證出口煙氣NOx濃度達標的同時，還要將逃逸氨的濃度控制在較低水平。

噴入分解爐中的氨水霧滴或液滴的粒徑對氨水和煙氣混合的影響較復雜。粒徑小的霧滴或液滴，由于剛性差，穿透能力小，穿透距離短，難以到達分解爐的徑向中心位置，霧滴或液滴不能將氨水輸送到分解爐的徑向中心區域，混合效果差，導致脫硝率較低。提高霧滴或液滴的粒徑雖可以增加穿透距離，使其能到達分解爐的徑向中心，有效增加混合均勻性，但霧滴或液滴粒徑較大時，霧滴或液滴蒸發所需的時間更長，在該溫度反應區間內可能尚未蒸發完，即氨水在反應溫度區間內的停留時間相對過短，特別是在溫度較低的反應區域中更不能完全蒸發和參與反應，導致發生氨逃逸現象。例如目前已有采用的三層噴氨區域中，在下層高溫噴氨區域中的大部分氨水霧滴或液滴都可以在整個反應區間內完全蒸發并與NOx反應，但在中、上層溫度逐漸降低的噴氨區域中噴射的相同粒徑的氨水霧滴或液滴，則大部分霧滴或液滴是在反應溫度區域外完成蒸發過程，從而出現氨逃逸情況。目前在反應溫度區域通常采用為單層氨水噴灑方式，氨水噴嘴的數量也有限，氨水噴出后的分布范圍也較局限，因此難以實現NH₃和NOx的充分混合，即使少數的分解爐具有分層噴氨區域的形式，但各層噴出的氨水霧滴或液滴的粒徑、流量都是相同的，噴氨嘴也是相同的，因此無法從根本上實現使NH₃和NOx的充分混合以提高脫硝率和避免氨逃逸的問題。

發明內容

針對上述情況，本發明提供了一種水泥分解爐SNCR法脫硝系統的氨水噴灑方法，以及可實現該方法的水泥分解爐SNCR法脫硝系統的一種氨水噴灑裝置，使噴灑出的氨水霧滴或液滴在分解爐的反應溫度區域中能實現更為充分、完全的蒸發和與煙氣的混合、反應，提高脫硝效率，減少或避免氨逃逸的發生。

本發明水泥分解爐SNCR法脫硝系統的氨水噴灑方法，包括在水泥分解爐中850~1050℃的溫度區域中，沿溫度從高到低由至少分布在兩個不同溫度層面部位的氨水噴灑單元中分別設置的至少一個與氨水供給結構連接的氨水噴嘴噴灑氨水，且位于較高溫度層面部位中的氨水噴灑單元中的氨水噴嘴噴出的霧滴或液滴粒徑，應大于位于較低溫度層面部位中的氨水噴灑單元中的氨水噴嘴噴出的霧滴或液滴粒徑。其中，所述噴出的大小不同粒徑霧滴或液滴，除最簡單、方便的可以通過采用具有不同相應噴灑口徑的噴嘴外，也可以采用和/或同時配合控制相應的噴灑壓力、流速等方式實現。