[发明专利]SNCR脱硝墙式喷射器

说明书

技术领域

本发明涉及电站锅炉的烟气湿法脱硝装置，特别涉及一种SNCR(选择性非催化还原法)脱硝墙式喷射器，可应用于电站燃煤锅炉，进行NOx控制处理。

背景技术

锅炉燃烧煤粉进行能量转换的同时会向环境排放大量污染物，据统计大气NOx排放中的67％来自燃煤，氮氧化物(NOx)的排放是导致酸雨、光化学烟雾等一系列严重污染问题的主要原因之一，因此对电厂燃煤锅炉进行NOx控制处理非常有必要。SNCR脱硝技术于20世纪70年代中期在日本开始应用，80年代末欧盟国家也开始了SNCR脱硝技术的工业应用，美国90年代初开始应用SNCR脱硝技术，目前全世界燃煤电厂SNCR脱硝工艺的总装机容量已经超过2GW，而在中国的装机容量较小。近几年高效率大容量发电机组增速较快，且大多采用了较为先进的低氮燃烧技术，使单位发电量的NOx排放水平呈下降趋势；另外，在役机组的低氮燃烧技术改造和一部分新建电厂烟气脱硝装置的建成并投入运行，对降低NOx排放水平也起到一定作用，但从整个行业来说，我国对氮氧化物排放的控制尚处于起步阶段，难以满足环保要求，有很大的发展潜力。

选择性非催化还原法(SNCR)是一种低成本、高效的NOx控制处理技术，其主要原理是在没有催化剂作用下，向870～1150℃高温烟气中喷射尿素水溶液作为还原剂，还原剂与烟气中NOx反应生成N₂，从而完成NOx的控制。通过分析SNCR的原理可知，尿素水溶液喷雾及与烟气的混合过程对脱硝效率有重要影响，而尿素水溶液的雾化粒径分布、流强空间分布、雾化角度、喷射速度等是影响喷雾及混合的关键参数。同时由于电厂锅炉内部烟气流动空间大、受热面复杂，往往需要若干个墙式喷射器进行组合喷射，固定角度及穿透深度的喷雾场组合难以覆盖大部分的烟气流动区域，解决的方法是实现喷雾场穿透深度和喷雾角度的灵活可调，提高尿素水喷雾场的覆盖率。墙式喷射器长期在锅炉中工作，工作环境恶劣，其热防护和长时间运行可靠性需要考虑。因此，喷嘴的雾化特性、枪体的结构设计、枪体的热防护能力及长时间运行可靠性是墙式喷射器设计的关键技术。为了提高脱硝效率，需要合理选择喷嘴结构并匹配雾化参数，优化枪体的结构设计，最终提高喷枪的性能和可靠性。

从以上分析可以看出，SNCR技术是非常有发展应用潜力的新技术，墙式喷射器作为SNCR技术的核心组成产品也具有良好的应用前景。在环保要求日益提高的形势下，该产品的发展和应用具有良好的经济和社会效益。

发明内容

本发明解决的技术问题是：设计并研制了SNCR墙式喷射器，在高温(1100℃)、高腐蚀、高磨损的烟气环境中能够长期稳定运行进行，最终进行烟气NOx控制处理。

本发明的技术解决方案：

SNCR脱硝墙式喷射器，包括枪体组件和喷嘴组件，

枪体组件包括管道组件和输入组件，

所述管道组件包括空气管4以及套接在空气管4上的尿素管5，所述空气管4和尿素管5之间形成尿素水环腔45，

所述输入组件包括设置在空气管4一端的空气接头9、与尿素水环腔45连通的尿素水接头10以及换向头6，所述空气管4与尿素管5的另一端均与换向头6连接；

所述喷嘴组件7包括喷头13以及与喷头连接的混掺装置11，所述混掺装置11包括位于中心的尿素水通道15、相互垂直且与尿素水通道15形成夹角α的至少四个空气通道16以及与尿素水通道15和空气通道连通16的混合室14，所述混合室15的出口与喷头13连通；

所述换向头6的另一端与喷嘴组件相通。

上述换向头6包括底座61和以及同心设置在底座上的内导流套65和外导流套62，所述底座61沿着底座延伸方向设置有换气通道63，垂直于底座延伸方向设置有换液通道64，所述空气管与换气通道的入口连通，所述尿素水环腔与换液通道入口连通，所述换气通道的出口通过外导流套62与空气通道连通，所述换液通道的出口通过内导流套65与尿素水通道连通。

上述枪体组件还包括调节组件，所述调节组件包括后堵板1、集合管2和前堵板3，所述集合管的一端通过后堵板固定在空气管上，所述集合管的另一端通过前堵板固定在尿素管上，所述集合管和空气管之间的形成集合环腔17，所述集合环腔17与尿素水环腔45连通，所述尿素水接头10设置在集合管2上，所述尿素水接头10的出口与集合环腔17连通。

空气通道与尿素水通道形成夹角α为30°～60°。

上述喷头包括喷口以及导流槽，所述导流槽18与喷口连通。

上述喷口为扇形喷口，出口为橄榄型结构。