[发明专利]用于高尘和低尘环境选择性催化还原系统的注射器格栅

说明书

技术领域

本发明涉及一种布置，其用于将还原剂供应和混合到烟道气体中，该烟道气体流过导管且流入布置在所述布置下游的选择性催化还原(SCR)反应器中。本布置可用于高尘和低尘环境二者中，以缓解灰尘和类似颗粒累积在还原剂喷嘴上，且提供SCR反应器上游的一致的还原剂流动分布。

背景技术

燃料如煤、油、天然气、泥煤、废物等在燃烧设备如发电设备或废物焚化设备中的燃烧生成过程气体。将在本文中表示为“NOx”的氮氧化物与此种过程气体或“烟道气体”分离通常使用还原剂如氨或尿素来实现。氨或尿素还原剂与烟道气体混合，其中混合物然后行进穿过催化器(catalyst)，来用于还原剂与烟道气体NOx的选择性反应以形成氮气和水蒸气。通常，催化器安装在通常称为选择性催化还原(SCR)反应器的物体中。还原剂和烟道气体的混合在SCR反应器上游的气体导管中实现。

还原剂由布置在气体导管内的多个喷管(lance)和喷嘴供应到气体导管。为了便于NOx和还原剂跨过气体导管的特定截面且因此还在SCR反应器的特定截面上的均匀浓度分布，混合装置布置在还原剂供应源下游的气体导管中，以导致湍流以及烟道气体和还原剂的混合。

然而，许多系统中的问题在于NOx和还原剂的浓度未跨过SCR反应器的特定截面在烟道气体中均匀地分布。这是个问题，因为NOx与还原剂之间的理想配比(stoichiometricratio)对于实现烟道气体内的NOx含量的有效还原和来自SCR反应器的还原剂的低逃逸(slip)是必要的。

DE3723618C1公开了一种出于诸如上述的目的而在气体导管中将两种气体混合在一起的装置。一种气体由在平行的喷嘴喷管上成排地布置的多个喷嘴供应。与喷嘴喷管一起，挡板形状的流动元件提供成以如下方式布置：在各种情况下，在流动挡板的背对所分配的喷嘴的一侧上形成另一流动通道。

发明内容

本公开内容的目的在于提供一种稳健的注射器布置，其优于所述现有技术装置地在减少的还原剂注射喷管和喷嘴上的灰尘累积的情况下提供还原剂和烟道气体互混。因此，还原剂注射喷管和喷嘴上的减少的灰尘累积促进了改善的还原剂流动和气体导管的特定截面上的更一致的还原剂浓度分布。此外，本注射器布置在气体导管内的安装和使用导致SCR反应器上游的压降的最小增大，这是极为合乎需要的。

上述目的通过本还原剂注射器布置来实现，该布置可用于将处于气态或液态形式的还原剂供应到流过气体导管的烟道气体中，该气体导管与布置在本注射器布置下游的选择性催化还原(SCR)反应器中的催化器流体地连通。本注射器布置包括多个喷嘴，喷嘴垂直于通过气体导管的烟道气流方向在布置于气体导管中的一个或更多个，或两个到八个注射器格栅(grid)椭圆形分支喷管上交错。配备有多个喷嘴的一个或更多个，或两个到八个注射器格栅椭圆形分支喷管中的各个由优选为一个的流动调整控制阀控制，但可使用更多的阀，以用于还原剂和烟道气体互混。因此，多个喷嘴布置成将还原剂供应到气体导管内，以用于与流过气体导管的所述烟道气体的互混和一致的浓度分布。

本注射器布置提供在注射器布置下游的气体导管的特定或给定截面上的供应还原剂遍及烟道气体的相对有效的且一致浓度的互混。此外，本注射器布置相对于发电设备操作条件中如在高尘或低尘环境中的变化是稳健的。使用本注射器布置供应还原剂缓解了还原剂注射喷管和喷嘴上的尘土、锅炉灰尘、或类似的颗粒累积，从而提供了在进入下游SCR反应器之前的改善的还原剂流动和一致的浓度分布的优点。因此，本注射器布置与环境无关地以非常均匀地分布的方式将还原剂供应到经过的烟道气流中，且根据需要使气体导管内的压降最小化。

本注射器布置因此可用于将还原剂供应和混合到在气体导管中流动的烟道气体中，该气体导管与该布置下游的选择性催化还原反应器中的催化器连通。出于此目的，注射器布置包括还原剂供应源，以用于供应还原剂来流动通过流体地连接的椭圆形主供应喷管、椭圆形分支喷管、交错的注射管和喷嘴，以用于将还原剂从喷嘴注射到流过气体导管的烟道气体中。

根据一个实施例，椭圆形主供应喷管流体地连接到一个或更多个椭圆形分支喷管。

根据另一实施例，椭圆形主供应喷管流体地连接到两个到八个椭圆形分支喷管。

根据另一实施例，椭圆形分支喷管流体地连接到大约5个到大约20个交错的注射管。

根据另一实施例，交错的注射管配备有可除去地固定的帽部件，帽部件各自具有形成喷嘴的开口。

根据另一实施例，喷嘴可通过从交错的注射管移除可移除地固定的帽部件且用新的或清洁的帽部件替换来清洁。