[發明專利]一種SNCR噴槍冷卻聯合還原劑蒸發熱解系統及其工作方法

有效

• 申請號: 201910292716.6
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110064286B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 劉沛奇;朱躍;王豐吉;張楊;徐思達
• 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SNCR噴槍冷卻聯合還原劑蒸發熱解系統及其工作方法。傳統SNCR噴槍存在高溫變形、射流覆蓋面積小及連續運行穩定性差等問題。本發明包括還原劑噴射及冷卻系統，爐外還原劑供應系統，爐外冷卻水與還原劑的換熱系統。在冷卻系統的作用下保證爐內噴射系統穩定運行；還原劑氣化熱解系統能夠保證液態還原劑轉化為氣態，避免液態還原劑在爐內蒸發熱解錯過有限的反應窗。SNCR系統擁有穩定的熱平衡，避免了傳統水冷技術冷媒水吸收爐內高品位熱量后熱媒水熱量浪費。采用鍋爐一次風作為還原劑的輸送介質，提高還原劑的噴射壓力和噴射溫度。本發明保證了噴射系統的運行溫度，同時保證了SNCR系統的熱平衡、避免了熱量浪費。

技術領域

本發明涉及一種SNCR噴槍冷卻聯合還原劑蒸發熱解系統及其工作方法，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?；旌闲Ч^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SNCR噴槍冷卻聯合還原劑蒸發熱解系統及其工作方法，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，根據爐內工況合理選擇噴射方案；利用冷卻噴射系統后的熱媒水蒸發熱解還原劑，能夠充分利用冷卻系統在爐內吸收的熱量，減少還原劑在爐內氣化吸收的熱量，保證系統的熱平衡；氣態還原劑噴入爐內迅速與煙氣中的NOx反應，保證有限的溫度窗內還原劑與煙氣充分反應，提高脫硝效率。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：一種SNCR噴槍冷卻聯合還原劑蒸發熱解系統，包括鍋爐，其特征在于，還包括還原劑儲存箱，還原劑供應泵，還原劑熱解蒸發器，還原劑空氣混合器，還原劑供應管道，還原劑噴射管道，冷卻水供應泵，冷媒水供應管道，熱媒水回流管道，熱解蒸發器應急冷卻水泵，熱解蒸發器應急冷卻水回流閥，空氣流量調節閥；所述還原劑儲存箱、還原劑供應泵、還原劑熱解蒸發器依次通過管道連接，所述還原劑熱解蒸發器內的還原劑系統與還原劑空氣混合器連接，所述還原劑熱解蒸發器內的水媒系統通過管道與冷卻水供應泵連接；所述還原劑空氣混合器與還原劑供應管道連接，所述冷卻水供應泵與冷媒水供應管道連接；所述冷媒水供應管道貫穿鍋爐的爐墻并與鍋爐外部的熱媒水回流管道連通，所述熱媒水回流管道與還原劑熱解蒸發器的水媒系統連接；所述還原劑供應管道有部分設置在熱媒水回流管道內，在鍋爐爐膛內，還原劑供應管道和熱媒水回流管道相結合組成還原劑噴射管道，且在還原劑噴射管道的表面設置有噴口；所述熱解蒸發器應急冷卻水泵通過管道與還原劑熱解蒸發器連接，所述還原劑熱解蒸發器的底部安裝有熱解蒸發器應急冷卻水回流閥，所述還原劑空氣混合器的進氣口安裝有空氣流量調節閥。