[实用新型]一体化加热式氨喷淋混合装置及相应的SCR脱硝系统

说明书

本实用新型涉及一体化加热式氨喷淋混合装置及相应的SCR脱硝系统，所述混合装置设有若干支路，所述支路由若干横管依次连接而成，所述横管垂直于烟道的延伸方向，沿烟道的延伸方向分层分布，最底层的横管为喷淋管，设有喷淋孔或喷嘴，其他各层的横管均为换热管，用于接入氨气的输送支管的两端分别连接位于最上层的横管的进口和氨气的母管联箱，所述喷淋管上两种朝向的喷淋孔或喷嘴沿喷淋管的延伸方向交替分布，所述换热管为设有丁胞结构的涡节管。所述SCR脱硝系统的氨喷淋混合装置为所述一体化加热式氨喷淋混合装置。本实用新型在实现一体化的基础上，减少了设备体积，增强了扰动效果，有利于减少烟气中的氮氧化物含量。

技术领域

本实用新型涉及一体化加热式氨喷淋混合装置。

背景技术

在高温燃烧条件下，燃料中的有机氮及空气中的部分氮会被氧化为氮氧化物，烟气中的氮氧化物NO_x主要以NO的形式存在，据悉最初排放的NO_x中NO约占95%，NO在大气中极易与空气中的氧发生反应，生成NO₂，在温度较大或有云雾存在时，NO₂进一步与水分子作用形成硝酸HNO₃，这是目前酸雨中的第二重要酸分，在有催化剂存在时，如加上合适的气象条件，N0₂转变成硝酸的速度加快，特别是当NO₂与SO₂同时存在时，可以相互催化，形成硝酸的速度更快。

自2015年我国燃煤发电行业全面实施超低排放改造以来，电力行业NO_x排放量大幅缩减，随着国家对大气污染防治的逐渐重视和环保标准的日益严格，“超低排放”不仅成为燃煤发电行业的“常态化指标”，也相继成为钢铁、焦化、水泥、工业炉窑等行业的“常态化指标”。在众多的脱硝技术中，SCR技术凭借其高效的脱除效率，稳定可靠的工艺系统，良好的烟气适用性和无二次污染等优势成为“超低排放”改造技术路线中最为理想的NO_x治理技术。

SCR（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）脱硝系统常用的还原剂有液氨、氨水和尿素。液氨属于危险化学品，在储存和使用过程中存在严重的安全隐患。随着我国安全监管形势日益严格，液氨作为还原剂在脱硝系统中的运用已逐渐被更为安全的氨水和尿素替代。尿素可通过热解或水解的方式制氨，对比两种工艺的工程投资和运行成本：尿素水解工程投资高于尿素热解，但其制氨的转化率高，且系统运行能耗低，运行故障率低，故综合比较尿素水解制氨工艺的技术经济性更佳。氨水作为脱硝系统还原剂时含氨量一般不超过25%，其安全风险比液氨大大降低，且因其工艺系统简单，运行能耗低等特点被越来越多的应用于钢铁、焦化、有色、冶炼窑炉等烟气脱硝系统中，逐渐成为非电行业脱硝系统主流还原剂。

无论是尿素水解制氨还是氨水蒸发制氨，所制备的氨气产品气均为含有水蒸气的氨混合气，为避免水蒸气回凝及氨气发生逆反应，在喷入烟气中前需要将混合气体温度维持在露点温度以上，越高越有利于混合气相的稳定性，且对脱硝入口温度影响越小。但从设计角度，维持高温需要额外补充热量，增加系统能耗。所以常规设计时混合气体温度就设计高于露点温度20-30℃。

作为SCR技术的核心设备，喷氨格栅和烟气静态混合装置的开发已经成为制约烟气脱硝“超低排放”工艺发展的关键。要想达到高效的脱硝效率且极低的氨逃逸量，必须由喷氨格栅和烟气静态混合器协同作用，使脱硝入口气相组分充分混合，并达到气流均匀分布的目的。目前喷氨格栅和静态混合器一般为分体式，且静态混合器还存在不完善的地方，由此导致了喷氨格栅和混合系统匹配度差，空间占用大，扰动和混合效果有待提高等问题，难以适应日益严格的“超低排放”标准。

实用新型内容

本实用新型的目的是在实现将传统换热器、静态混合器和喷氨格栅集成为一体设计的基础上，减少设备体积，增强扰动效果，以利于提高SCR系统的脱氮效果，减少烟气中的氮氧化物含量。