[發明專利]一種耐高溫且強化混合的高效SNCR噴射裝置及其工作方法

有效

• 申請號: 201910292685.4
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110064285B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 劉沛奇;朱躍;魏宏鴿;杜振;段浩然
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/56
• 分類號: B01D53/56;B01D53/78
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

本發明涉及一種耐高溫且強化混合的高效SNCR噴射裝置及其工作方法。傳統SNCR噴槍存在高溫變形、射流覆蓋面積小及混合效果差等缺陷。爐內還原劑管道設置在爐內冷卻管道內部，爐內還原劑管道采用多種布置形式實現射流在鍋爐內的全覆蓋，強化混合裝置設置在還原劑射流區域的上游或者下游。本發明具有以下優勢：其一，冷卻系統能夠保證爐內噴射系統連續穩定運行。其二，爐內噴射管路布置形式多樣化。其三，強化混合裝置能夠強化煙氣與還原劑的混合，提高脫硝效率。其四，還原劑噴射方向的多向性能，能夠提高一套噴射系統的多工況適應性。綜上，本發明改造工程量小、運行穩定，無需專人操作，只需停機期間檢查維護即可，設備及運行維護成本低。

技術領域

本發明涉及一種耐高溫且強化混合的高效SNCR噴射裝置及其工作方法，屬于鍋爐設備排氣污染物控制技術領域。

背景技術

選擇性非催化還原技術（SNCR）是在特定的溫度窗（約850～1100℃）內無需催化劑的作用，讓還原劑與煙氣中的NOx反應生成無污染的N₂和H₂O，實現脫除煙氣中的NOx的目的，因SNCR技術改造簡單、投資小、運行成本低等優勢得到了較為廣泛的應用，如申請號為201621017029.1的中國專利。SNCR作為比較成熟的技術方案，應用業績較多，但也存在一些亟待解決的問題，其中SNCR噴槍分為兩種及其主要限制因素如下：

（1）墻式噴槍：固定安裝于爐墻上，依靠稀釋水或者壓縮空氣的壓力將還原劑噴射進入爐膛，對于電站鍋爐爐膛空間相對較大，墻式噴槍射流鋼性嚴重不足，還原劑與煙氣的混合效果不佳，爐膛中心區域還原劑噴入量低，系統脫硝效率較低。

（2）可伸縮式噴槍：工作在高溫環境下存在變形甚至燒損的情況，且執行機構復雜故障率高。混合效果較墻式噴槍好，但噴槍冷卻問題亟待解決，有學者提出噴槍冷卻的解決方案，其中忽略的技術問題有：1）空氣冷卻，需要的空氣量非常巨大；2）水冷卻，冷卻水吸熱后的熱媒水處理難度大，循環水量需求大，熱媒水能量浪費現象普遍。兩種方案對于還原劑噴射區域因噴射導致的熱量損失無利用方案，不利于系統熱平衡。

（3）傳統的還原劑經稀釋水或壓縮空氣噴入爐內，還原劑反應窗有限，還原劑在爐內蒸發熱解浪費有限的反應窗導致還原劑反應不充分，脫硝效率降低。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種設計合理的耐高溫且強化混合的高效SNCR噴射裝置及其工作方法，其基于穩定的冷卻系統保證布置在爐膛內部的噴射系統能夠在設計工況下穩定運行，同時通過布置在爐膛內部的多個噴射點實現還原劑與煙氣的充分混合，根據鍋爐運行工況的變化適當調整噴射裝置的運行方式，實現噴射系統在高溫環境中穩定運行，保證還原劑與煙氣的混合效果的同時系統的負荷適應性更加理想。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：一種耐高溫且強化混合的高效SNCR噴射裝置，包括鍋爐，其特征在于，還包括爐內冷卻管道、冷卻液供給管道、冷卻液回流管道、爐內還原劑管道、還原劑供應管道和強化混合裝置；所述爐內冷卻管道貫穿鍋爐爐膛，且爐內冷卻管道設置有多根，所述爐內冷卻管道的一端與冷卻液供給管道連接，所述爐內冷卻管道的另一端與冷卻液回流管道連接；所述還原劑供應管道有部分布置在冷卻液回流管道內，且還原劑供應管道與爐內還原劑管道的一端連接，所述爐內還原劑管道的另一端為封閉端；所述爐內還原劑管道布置在爐內冷卻管道內，且在爐內冷卻管道上設置有還原劑噴口；還原劑噴口射流區域的煙氣下游或者上游設置有強化混合裝置，所述強化混合裝置設置有多個，且強化混合裝置布置在爐內冷卻管道上。

進一步而言，所述爐內冷卻管道內爐內還原劑管道的設置形式不局限于本發明給出的形式，亦可采用圓弧形布局或者支管式布局，冷卻介質可以為水但不局限于水。

進一步而言，所述還原劑噴口包括煙氣逆流方向噴口和煙氣順流方向的噴口。

進一步而言，所述強化混合裝置為星型結構或圓盤型等結構，用于保證煙氣中的NOx與還原劑在有限的反應窗內充分混合、及時反應。