[发明专利]用于将呈气态形式的还原剂供应到烟道气中的组件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年2月3日提交的欧洲专利申请No.12153899.5的益处，该申请通过引用而以其整体结合在本文中。

技术领域

本发明涉及用于将呈气态形式的还原剂供应到烟道气中的组件，烟道气流过管道且然后流入布置在所述组件的下游的选择性催化还原反应器(SCR)中。

背景技术

在诸如煤、油、天然气、泥煤、废料等的燃料在诸如功率装置或废物焚化装置的燃烧装置中的燃烧中，会产生过程气体。为了从这种过程气体(通常称为烟道气)中分离出氮氧化物(通常表示为NOx)，通常使用这样的方法，即，其中，通常使还原剂(通常为氨或尿素)与烟道气混合。与所述氨或尿素混合的烟道气然后传送通过催化剂，以促进还原剂与NOx的选择性反应，以形成氮气和水蒸气。通常，催化剂安装在通常所称的选择性催化还原反应器(SCR反应器)中。还原剂和烟道气的混合在SCR反应器的上游的位置上的系统管道中进行。

还原剂由布置在管道内的多个喷嘴供应给系统管道。为了促进使NOx和还原剂的浓度均匀地分布在管道的横截面上，以及因而还均匀地分布在SCR反应器的横截面上，已知在管道中使用混合板来使烟道气产生紊流。

但是，在许多系统中，NOx和还原剂的浓度在烟道气中未均匀地分布在SCR反应器的给定的横截面上。这带来了问题，因为NOx和还原剂之间的化学计量比率对于实现下者是必要的，即，良好地减少烟道气的NOx含量，以及使还原剂在SCR反应器中有低的滑漏(slip)。

DE 3723618 C1公开了用于将气体管道中的两种气态流体混合在一起的装置。流体中的一种由沿着混合板布置成排的多个喷嘴供应。喷嘴布置成相对于混合板和通过管道的主流向成角度，由此供应的气体在混合板的下游喷射成紊流。

发明内容

本发明的目的在于提供稳定可靠的组件，其允许减少将还原剂供应到具有贯穿烟道气流的气体管道中的喷嘴的数量，并且允许所述还原剂在SCR反应器上游均匀地分布到烟道气中。

这个目的借助于一种组件来实现，该组件用于将呈气态形式的还原剂供应到流过气体管道的烟道气中，气体管道与布置在所述组件下游的选择性催化还原反应器(SCR)中的催化剂连通。这种组件包括：在气体管道中布置在气体管道的垂直于通过所述气体管道的气流方向的横截面上的多个喷嘴，喷嘴适于供应所述还原剂；在气体管道中布置在所述喷嘴下游的多个混合板，各个混合板适于与至少一个专用喷嘴协作，其中，各个喷嘴布置在其专用混合板的投影区域内，投影区域是专用混合板的表面投影在垂直于气体管道的气流方向的平面中的区域。

通过这个组件，在组件下游的气体管道的给定横截面上实现了供应的还原剂和包含NOx的烟道气在烟道气中的较高效且均匀的混合。此外，实现了关于不同的运行状况的稳定可靠的组件，因为在其专用混合板的上游且在投影区域内以气态形式供应还原剂。以这个方式供应呈气态形式的还原剂还具有的优点是，喷嘴的结构可保持非常简单，从而使得能够有较成本高效的组件。另外，供应呈气态形式的还原剂允许还原剂以非常平滑的方式释放到经过的烟道气流中，从而将气体管道中的压降减到最小。

各个混合板产生从其前部边出现的漩涡。漩涡沿相反的方向旋转，并且在离开混合板之后它们的直径逐渐增大。沿着混合板前部边这样形成的漩涡朝向混合板的纵向中心轴线沿相反的方向旋转，具有随着漩涡离混合板的距离在其下游增大而逐渐增大的直径。

通过这个组件，还原剂被供应向各个混合板的主展开表面。通过以这个方式供应还原剂，还原剂主要借助于在各个混合板的相对的侧边部分处产生的漩涡产生的紊流而混合到烟道气中且在烟道气中混合。一旦转移到混合板的后部主展开表面，还原剂就接触仅烟道气的在前部边处形成的已经紊乱的流，并且与其混合。

在组件内的各个混合板产生的紊流已经被证明会导致在气体管道的横截面上非常高效地混合和分布还原剂和烟道气内的NOx。因为组件适于定位在SCR反应器的上游，所以混合持续到烟道气到达SCR反应器和布置在SCR反应器中的催化剂为止。由于本发明的组件的原因，烟道气中的NOx的浓度已经被证明在SCR反应器的横截面区域上具有惊人地均匀的分布。

已经进行的试验表明了本组件的惊人地有益的效果。在没有任何混合板的系统中供应还原剂的不止一百个喷嘴有效地由根据本组件的包括仅几个喷嘴(各个喷嘴具有专用混合板)的组件替代。