[实用新型]采用非等直径喷孔喷氨格栅的SCR脱硝装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及烟气净化技术领域，特别涉及一种采用非等直径喷孔喷氨格栅的SCR脱硝装置。

背景技术

我国是能源生产与消费的大国，一次性能源供应以煤炭为主，石油、天然气资源短缺。据统计，我国2003年能源消费总量为16.78亿吨标准煤，其中煤炭占67.1％，原油占22.7％，天然气占2.8％，可再生能源占7.3％。

这种以煤炭为主的一次能源生产和消费结构带来了严重的环境污染问题，并损害了可持续发展的经济和环境基础。在煤炭燃烧向大气排放的多种污染物中，控制酸性气体的排放是现阶段防治的重点。

煤炭燃烧排放的酸性气体主要是SOx和NOx，目前我国已对SO₂的排放有了强制标准，而对NOx的排放还没有强制标准。SOx在大气酸性污染气体中的比重在下降，NOx在大气酸性污染气体中的比重在上升。据有关研究的估算，在不久的将来，NOx的排放总量将会超过SOx，成为电力行业排放的第一大酸性污染气体。

SCR(selective catalyst reactive)烟气脱硝技术是目前应用最为广泛的烟气脱硝技术之一，具有脱硝效率高、选择性好、运行稳定可靠等优点，自七十年代后期在日本安装第一台电厂SCR装置以来，该技术得到迅猛发展，在日本已有超过170个商业SCR装置在运行，装机容量接近100,000MW；欧洲自1985年引进SCR技术以来，也得到迅速普及，目前装机容量已达60,000MW。SCR脱硝装置已成为发达国家电厂的必备。该技术的工作原理是：在280～420℃温度下，烟气中的NOx和上游烟道内喷入的还原剂NH₃在催化剂作用下发生还原反应，生成N₂和H₂O等。

在选定催化剂的前提下，烟气气流分布不均匀容易造成NOx与NH₃的混合及反应不充分，不但易造成局部喷氨过量，导致副反应的发生，而且影响脱硝效果及经济运行。因此在脱硝装置运行过程中，为避免过高NOx排放和过高的氨逃逸量、提高系统脱硝率，要求烟气的均匀分布，烟道内NOx与NH₃等还原剂充分均匀混合。

SCR烟气脱硝技术采用氨(NH₃)作还原剂，其爆炸极限为15％～28％。为保证氨喷入烟道的安全及混合均匀，通常引入空气与氨混合将氨的浓度控制在5％以下。NH₃和稀释空气的混合气体由喷氨格栅(AIG)喷入烟道与来自锅炉省煤器出口的烟气混合，为提高氨气/烟气的混合效果，喷氨格栅后的烟道内通常设置了静态混合器，通过气流流过静态混合器后的绕流作用加快NH₃和烟气混合，在氨气/烟气流过静态混合器后充分长的距离后，氨气/烟气达到了均匀、稳定的混合要求，进入脱硝反应器进行脱硝催化反应。从喷氨格栅到氨气/烟气均匀、稳定混合的距离通常称为混合长度。

传统的喷氨格栅是由并排的多根喷氨管组成，每根喷氨管上有若干个大小一致的开孔作为喷口(如图1所示).考虑单根喷氨管，根据伯努利方程可以知道，随着管内混合气体的喷出，喷氨管内气体平均流速降低，气体动压降低，而气体总压不变，因此气体的静压在上升.每个喷口喷出的气体量取决于喷口的尺寸、喷口前喷氨管内混合气体的静压和喷口后烟道空间内的静压之差.在喷口后烟道内静压一致、喷口直径相同的情况下，各喷口喷出的混合气体量沿喷氨管道的延伸方向增加.这使得各喷口喷出的氨气(NH₃)量不均匀，增加了氨气/烟气的混合长度，影响了脱硝效果。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种采用非等直径喷孔喷氨格栅的SCR脱硝装置，充分考虑可喷氨格栅中气体静压对混合长度的影响，通过对现有的喷氨格栅的结构进行改进，使喷口喷出的氨气量大致均匀，从而减少了氨气与烟气的混合长度，保证了脱硝效果。

本实用新型的目的是提供一种采用非等直径喷孔喷氨格栅的SCR脱硝装置，所述SCR脱硝装置包括气体混合装置和SCR反应器，所述气体混合装置的入口与锅炉省煤器后的连接烟道相连，所述气体混合装置的出口与SCR反应器的入口相连接，所述气体混合装置内，沿烟气进入方向依次设置有喷氨格栅和静态混合器，所述喷氨格栅由多根并列的喷氨管构成，所述喷氨管上沿轴向设置有多个喷氨孔，依氨气的流动方向，从喷氨管的进气端至末端，所述喷氨孔的直径依次逐渐缩小；

进一步，所述喷氨孔沿喷氨管的轴向均匀布置；

进一步，所述喷氨孔为圆形孔，从喷氨管的进气端至末端，所述喷氨孔的直径依次逐渐缩小；