[发明专利]一种用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化AIG

说明书

本发明提供一种用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化AIG，包括进气管、联箱、短接管、喷氨混合一体化装置；进气管与联箱相连，短接管非等间距的设置于联箱的一侧，短接管上设置有喷氨混合一体化装置；喷氨混合一体化装置包括喷气管、扰流装置和喷嘴，喷气管平行设置于短接管上，扰流装置和喷嘴非等间距设置于喷气管上。本发明的喷氨混合一体化AIG能够明显增强氨气与烟气的混合程度，大幅提升催化剂入口NH₃/NO_x摩尔比分布均匀性，改善催化剂入口烟气速度分布均匀性；显著缩短氨气与烟气充分混合所需的高度，解决了现有燃气机组余热锅炉预留的脱硝系统位置高度普遍偏小、氨气与烟气混合不充分，导致脱硝效率下降、氨逃逸增加的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种环保技术领域，尤其涉及一种用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化AIG。

背景技术

近年来气电装机容量的迅速扩充，加之燃气电厂主要位于经济发达、环境敏感区域，其环保问题已日益凸显。燃气轮机发电机组排放的大气污染物主要是NO_x。为此，重点地区进一步降低了燃气轮机发电机组NO_x排放限值，当地发电企业甚至要求下属燃气发电机组NO_x排放浓度应低于5mg/m³。为实现该目标，除在燃机配装干式低氮燃烧器外，仍需继续采取余热锅炉SCR(Selective Catalytic Reduction，简称SCR)脱硝技术。SCR脱硝技术是指在280～420℃范围内，还原剂(如液氨、尿素和氨水等)在催化剂作用下，“有选择性”地与烟气中的NO_x反应，生成无污染的N₂和H₂O的NO_x减排技术。SCR脱硝技术已成熟应用于燃煤机组，燃气电厂应用较少，缺少相关技术规范和经验积累，在设计及运营中还存在诸多问题。例如，燃气机组余热锅炉预留的脱硝系统位置高度普遍偏小(约3～5m)，SCR烟气脱硝装置的氨喷射格栅(简称AIG，Ammonia Injection Grid)，AIG系统距离催化剂层较近，喷嘴喷出的氨气与烟气未得到充分混合便进入催化剂进行脱硝反应，导致脱硝效率下降、氨逃逸增加。此外，由于混合距离短，烟道内支撑结构如工字梁及AIG主管道都会对烟气和氨气的混合及催化剂入口烟气速度分布均匀性产生不良影响。

在燃气机组NO_x近零排放(<5mg/m³)形势下，SCR烟气脱硝效率需提高到约90％，对催化剂入口的NH₃/NO_x摩尔比分布均匀性提出了很高的要求。NH₃/NO_x摩尔比分布均匀性与喷氨格栅处的气态NH₃、烟气速度及NO_x浓度分布有关，除做好喷氨格栅系统本体的多方向分区调节和足够多的喷嘴均匀喷射外，还需要改进喷氨格栅气氨喷射混合技术。目前燃煤机组的SCR脱硝装置有以下特点：1、喷氨格栅系统距离催化剂层较远，一般达10-15m，故喷出的氨气与烟气在烟道内有充分的混合时间；2、喷氨格栅通常在高度方向上分层布置，在宽度方向上均匀布置，设置的静态混合器通常也布置在喷氨格栅下游；3、由于氨气与烟气的混合距离长，烟道内尺寸较小的支撑结构和AIG主管道等不会对烟气和氨气的混合及催化剂入口烟气速度分布均匀性产生太大影响。而燃气机组余热锅炉预留的脱硝系统位置高度普遍偏小，喷氨格栅系统距离催化剂层较近，约为3-5m，喷出的氨气与烟气在烟道内的混合距离短，容易造成氨气与烟气混合不充分；且烟道内支撑结构(如工字梁)和AIG主管道等均会对烟气和氨气的混合及催化剂入口烟气速度分布均匀性产生不利影响。由于燃煤机组与燃气机组在结构上差异很大，现有技术中燃煤机组的SCR喷氨混合技术并不能适用于燃气机组，因此亟需研发针对燃气机组余热锅炉的SCR脱硝装置的喷氨混合一体化AIG。

发明内容：