[发明专利]适用于SNCR脱硝的自动调节型还原剂喷射装置

说明书

技术领域

本发明属于烟气净化技术领域，具体地说，是一种适用于SNCR脱硝的自动调节型还原剂喷射装置。

背景技术

随着NO_X排放量的不断增加，由NO_X导致的环境污染问题日益引起人们的重视。目前，烟气脱硝较为常用的是SCR法和SNCR法。SCR与SNCR法都是以NHx为还原剂喷入反应炉内有“选择性”的在催化剂或无催化剂的作用下，与烟气中的NOx反应，生成无毒无污染的氮气（N2）和水（H₂O）。在SCR法中，催化剂费用通常占到SCR系统初始投资的一半左右，且催化剂在使用过程中会因中毒、磨蚀失效等原因而需更换，因而存在着运行费用高、设备投资大的缺点。而SNCR法是将含有NHx基的还原剂（如氨、尿素）喷入反应炉中，在温度为800～1100℃的区域，还原剂迅速分解成NH3，与烟气中的NOx进行反应生成N2。研究表明：在混合良好的情况下，氨和尿素等氮还原剂和NOx的反应在0.3秒内基本达到平衡， SNCR法属于快反应，还原剂和NOx的混合效果和快慢对于脱硝效率有作十分重要的影响。现有的还原剂喷射装置通常采用的是气力雾化喷射装备，如喷枪和墙式喷嘴，均存在着以下缺点：一是一经安装后喷孔的位置即固定，无法随烟气工况的波动进行有效调整，达不到理想的脱硝效率；二是喷孔喷射面积固定，无法使喷入的还原剂与烟气充分混合，导致未参加反应的还原剂随烟气排空而浪费，造成对环境的二次污染。

 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足之处，提供一种结构合理、易于制造的适用于SNCR脱硝的自动调节型还原剂喷射装置，以提高还原剂的利用率和脱硝效果。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案：包括压缩空气管道和还原剂管道，压缩空气管道的外侧面设有压缩空气进气接管，还原剂管道的后端设有还原剂进口接管；压缩空气管道套置于还原剂管道外，并形成密闭的夹套；还原剂管道的前端部为管径放大的扩散管，在该扩散管上开设有混合孔；并且在上述扩散管的前端设有喷头，喷头的侧面及前端面上开设有喷孔；还原剂管道由自动调节机构实现其轴向前后运动，所述的自动调节机构包含步进电机、导向滑块和固定臂，固定臂的两端分别与还原剂管道及步进电机相连，步进电机装于导向滑块上，这样通过步进电机在导向滑块上的前进或后退，从而带动固定臂及还原剂管道作前后运动。

上述压缩空气管道的前端呈收口状，使此处压缩空气突然收缩而进入还原剂管道内。

在上述压缩空气管道的外周面上装有固定法兰，以便于本装置的安装。

上述扩散管上开设的混合孔为一组锥形混合孔和一组长方形格栅混合孔；锥形混合孔的进、出口直径比为改为1.6~1.4：1；长方形格栅混合孔的开孔方向与扩散管的管壁相切。

上述喷头前端面上开设的喷孔呈椭圆形，其长短径比为6.5~5.5:1，喷射夹角为70~72°；喷头侧面开设的喷孔为两组长方形的喷孔，其喷射角度分别为35~38°和20～22°；从而保证了喷头上三种喷孔喷出的还原剂在垂直于烟气流向的截面上呈180°扇形分布。

工作时，压缩空气从进气接管进入由压缩空气管道和还原剂管道构成的夹套内，脱硝还原剂由还原剂进口接管进入还原剂管道内，两者在压力作用下，分别在还原剂管道内、还原剂管道与压缩空气管道间的夹套内向前流动，脱硝还原剂流动到扩散管时，还原剂流速由于管径的扩大而减慢，同时由于压缩空气管收口的突然收缩，夹套内的大部分压缩空气从扩散管的锥形混合孔进入后水平进入喷头内腔，其余部分从长方形格栅混合孔切向进入还原剂管道内，与还原剂共同产生旋流，在喷头内腔充分混合后，经喷嘴的喷孔喷入烟气中。

在运行工况发生波动时，炉内烟气流速也相应发生波动，此时，根据烟气量、出口NOX浓度及氨逃逸等监测数据计算得出的数据信号，通过控制自动调节机构的步进电机在导向滑轨上的进、退来使固定臂上的还原剂管道伸入炉内的长度发生变化，喷头侧向的长方形喷孔面积发生改变，从而使喷孔总面积大小发生变化。由于喷头内腔的压力基本保持不变，当还原剂管道向后运动时，喷头侧面的喷孔面积变小，还原剂与压缩空气混合物的喷射压力变大，从喷孔中喷出的还原剂雾化颗粒可达到较远的喷射距离；反之，当还原剂管道向前运动时，喷孔总面积增大时，还原剂与压缩空气混合物的喷射压力变小，从喷孔中喷出的还原剂雾化颗粒的喷射距离变小。