[发明专利]烟气漩涡强混分流滤板

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电站煤粉锅炉中使用的烟气选择性催化还原(SCR)脱硝装置喷氨格栅处的烟气漩涡强混分流滤板，属于环保设备的技术领域。

背景技术

选择性催化还原法(SCR)主要用于脱除烟气中的NOx。目前SCR技术以其稳定的性能及较好的脱除效率已被广泛应用于电站锅炉及燃机等各种工业装置中。SCR目前最常用的布置方式为高尘布置，即布置于省煤器之后，空预器之前。其主要原理是采用液氨或氨水作为还原剂，将其与空气混合后喷入SCR反应器上游的烟道中，在催化剂的作用下与烟气中的NOx进行反应生成无污染的氮气和水，最终排出系统。其中，氨与烟气中NOx的混合均匀程度是影响脱硝效率的关键因素之一。目前普遍采用的是喷氨格栅的方法，喷氨格栅通常采用上开有一定数量和直径小孔的金属管束组成，金属管束与烟气的流动方向垂直。烟气的喷入方法通常是将烟道截面分成20—50个大小不同的控制区域，每个区域有若干个喷射孔，每个分区的流量单独可调，以匹配烟气中NOx的浓度分布。孙克勤在专利(200610040024.5)中提出喷氨格栅防磨、涡街强混装置，在氨喷射管上开若干直径不等的氨喷射孔，每个喷射孔的大小大致与氨喷射孔局部烟气的平均速度成正比，同时在金属管道的迎风面面侧设防磨扰流件。即使如此，氨气和烟气在喷氨格栅处并不能达到混合要求，下游仍需加入静态混合器，使混合段的长度很长，而省煤器到空预器之间的距离有限，故通常需要加入拐弯段才可以达到混合要求，这样就大大增加了SCR装置的体积，给设备的设计、安装以及运行带来不便。

发明内容

技术问题：为提高目前喷氨格栅的混合效果，本发明提出了一种烟气漩涡强混分流滤板，该滤板可以加强氨和烟气在喷氨格栅处的混合，缩短混合段长度。从而可以减小进入SCR装置的烟道的拐弯段，进一步减小整个SCR装置的体积，方便脱硝装置的安装与运行、锅炉的设计和改造，减小氨的逃逸和空气的漏入，可以在一定程度上提高锅炉的热效率。

技术方案：本发明的烟气漩涡混合分流滤板方案为：在喷氨格栅上的喷嘴后方加入漩涡强混分流滤板，利用滤板实现氨气和烟气的分流和漩涡强混。

该漩涡强混分流滤板沿喷氨格栅的金属管道的外侧面设置，分为上下两块，其长度等于喷管的长度或略长；安装在喷氨格栅管道上的漩涡强混分流滤板紧临氨气喷射口，与烟气的方向成40°～60°夹角，漩涡强混分流滤板上下两块对称，由滤板支撑连接支撑。滤板上开了不同孔径的小孔，其孔的布置格局为：在靠近氨气喷射口处孔径小，数量少；靠近漩涡强混分流滤板边缘的孔径大，数量多。漩涡强混分流滤板的边缘为半圆形锯齿状。

滤板的作用为：

(1)氨气沿着滤板流动，这样就可以增加氨气横向(与烟气流动方向垂直的方向)的流动动量，使氨气在整个流动的横向切面上流动分布得更加均匀。

(2)氨气在沿着滤板的流动的过程中逐渐和烟气混合，并沿着横向的圆孔逐渐流入后方烟气流场，相当于氨喷射管上多开了和滤板上开孔数相同的喷嘴，有利于氨气的快速混合。

(3)在接近滤板的末端处开孔较多，且孔径较大，流入后方烟气流场的氨气量较多。这样设计是因为接近氨气喷嘴处的氨气浓度较高，当氨气沿着滤板流动时，逐渐与烟气混合，氨气的浓度降低，增大滤入后方烟气流场的氨气量，可以使总体上的氨气浓度分布更均匀。

(4)氨气和烟气从滤板上的小孔流过时，可以生成大量漩涡，有利于氨气和烟气在以后流动中的混合。滤板边缘的半圆形锯齿也可以进一步增大流场中的扰动，生成更多漩涡，有利于气体的迅速混合。

有益效果：与现有的技术相比，本发明的特点有：

(1)该漩涡强混分流滤板的导流作用可以增大氨气的横向流动，加强其与烟气的混合。

(2)该滤板有分流作用，可以使氨气分批从滤板处流过，在滤板后方达到比较均匀的分布程度。

(3)氨气和烟气的混合物可以在穿过滤板时在小孔和滤板边缘生成的大量漩涡，可以在很大程度上增加混合强度，使氨气和烟气在流动的过程中迅速混合均匀。

(4)该滤板可以加强氨和烟气在喷氨格栅处的混合，缩短混合段长度，从而可以减小进入SCR装置的烟道的拐弯段的长度和体积，进一步减小整个SCR装置的体积，方便脱硝装置的安装与运行、锅炉的设计和改造，减小氨的逃逸和空气的漏入，可以在一定程度上提高锅炉的热效率。

附图说明

图1是喷氨格栅的管道布置图示意图；

图2是一段喷氨格栅的管道及漩涡强混分流滤板的布置图；

图3是滤板的布置及结构截面图，即图2中的A-A剖面图；