BR112013010696B1 - Dispositivo de injeção de amônia - Google Patents

Dispositivo de injeção de amônia Download PDF

Info

Publication number
BR112013010696B1
BR112013010696B1 BR112013010696-4A BR112013010696A BR112013010696B1 BR 112013010696 B1 BR112013010696 B1 BR 112013010696B1 BR 112013010696 A BR112013010696 A BR 112013010696A BR 112013010696 B1 BR112013010696 B1 BR 112013010696B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
ammonia injection
ammonia
tubes
exhaust gas
injection device
Prior art date
Application number
BR112013010696-4A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112013010696A2 (pt
Inventor
Akinori Yukimura
Masafumi Kawai
Yoshiyuki Yamane
Original Assignee
Ihi Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ihi Corporation filed Critical Ihi Corporation
Publication of BR112013010696A2 publication Critical patent/BR112013010696A2/pt
Publication of BR112013010696B1 publication Critical patent/BR112013010696B1/pt

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8621Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625Nitrogen oxides
    • B01D53/8631Processes characterised by a specific device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/45Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing
    • B01F23/451Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing by injecting one liquid into another
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/54Nitrogen compounds
    • B01D53/56Nitrogen oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/90Injecting reactants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/30Exhaust heads, chambers, or the like
    • F01D25/305Exhaust heads, chambers, or the like with fluid, e.g. liquid injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/003Arrangements of devices for treating smoke or fumes for supplying chemicals to fumes, e.g. using injection devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/20Reductants
    • B01D2251/206Ammonium compounds
    • B01D2251/2062Ammonia
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/01Purpose of the control system
    • F05D2270/08Purpose of the control system to produce clean exhaust gases
    • F05D2270/082Purpose of the control system to produce clean exhaust gases with as little NOx as possible
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00Preventing emissions
    • F23J2215/10Nitrogen; Compounds thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/87571Multiple inlet with single outlet
    • Y10T137/87652With means to promote mixing or combining of plural fluids
    • Y10T137/8766With selectively operated flow control means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

dispositivo de injeção de amônia. é provido um dispositivo de injeção de amônnia (10) instalado em um duto de gases de exaustão através do qual o gás de exaustão gerado numa turbina a gás flui, e configurado para injetar amônia no gás de exaustão em um lado a montante de um catalisador de desnitrificação configurado para executar o processamento de desnitrificação em uma direção de fluxo dos gases de exaustão, o dispositivo incluído uma pluralidade de tubos de injeção de amônia (11) dispostos em paralelo uns aos outros em uma superfície que percorre o duto de gás de exaustão. uma pluralidade de tubos no bocal (12), configurados para ajetar a amônia a partir dos tubos de injeção de amônia em uma direção de arranjo da pluralidade de tubos de injeção de amônia são instalados no tubo de injeção de amônia em uma direção longitudinal dos tubos de injeção de amônia. painéis difusores (13) que se estendem para um lado a jusante em uma direção de fluxo dos gases de exaustão de ambos os lados na direção longitudinal dos tubos de injeção de amônia, com respeito aos tubos no bocal são formados nos tubos no bocal. o dispositivo de injeção de amônia pode contribuir para um sistema de desnitrificação de gás de exaustão compacto.

Description

[Descrição] [Título da invenção] [Campo técnico]
[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de injeção de amónia usado num sistema de desnitrificação de gás de exaustão configurado para remover óxido de nitrogénio (NOx) incluído num gás de exaustão gerado numa câmara de combustão, tal como uma turbina a gás, uma caldeira, ou similares.
[002] Este pedido reivindica prioridade e o benefício do Pedido de Patente Japonesa N ° 2010-246151 depositado em 2 de Novembro de 2010, cuja descrição está aqui incorporada por referência.
[003] No sistema de desnitrificação de gás de exaustão acima mencionado, o dispositivo de injeção de amónia está disposto num duto de gás de exaustão que conduz a uma câmara de combustão, tal como uma turbina a gás, uma caldeira, ou similar, e um catalisador de desnitrificação está disposto num lado à jusante do dispositivo de injeção de amónia disposto no duto de gases de exaustão.
[004] O dispositivo de injeção de amónia inclui uma pluralidade de tubos de injeção de amónia dispostos em paralelo para cada um, de modo a atravessar o duto de gás de exaustão, e um certo número de orifícios de injeção são formados nos tubos de injeção de amónia.
[005] No sistema de desnitrificação de gases de exaustão, a amónia é injetada em relação a um gás de exaustão a partir da pluralidade de tubos de injeção de amónia do dispositivo de injeção de amónia em direção ao catalisador de desnitrificação, o gás de exaustão contendo a amónia reage com o catalisador de desnitrificação e, desse modo, o óxido de nitrogênio é decomposto em nitrogênio e água para se tornar livre de poluição.
[006] O dispositivo de injeção de amónia inclui uma pluralidade de tubos de injeção de amónia dispostos em paralelo para cada um, de modo a atravessar o duto de gás de exaustão, e um certo número de orifícios de injeção são formados nos tubos de injeção de amónia.
[007] No sistema de desnitrificação de gases de exaustão, a amónia é injetada em relação a um gás de exaustão a partir da pluralidade de tubos de injeção de amónia do dispositivo de injeção de amónia em direção ao catalisador de desnitrificação, o gás de exaustão contendo a amónia reage com o catalisador de desnitrificação e, desse modo, o óxido de nitrogênio é decomposto em nitrogênio e água para se tornar livre de poluição.
[008] Neste caso, a injeção uniforme da amónia no gás de exaustão é tentada aumentando a distância do dispositivo de injeção de amónia ao catalisador de desnitrificação para garantir um tempo de residência para suficientemente difundir a amónia no gás de exaustão, colocando a pluralidade de tubos de injeção de amónia e o número de orifícios de injeção numa densidade elevada, ou colocando um aparelho de mistura entre o dispositivo de injeção de amónia e o catalisador de desnitrificação.
[009] Nos últimos tempos, numa turbina de gás de ciclo combinado, ou similar, à medida que a caldeira de recuperação de calor de exaustão torna-se compacta, a distância entre o dispositivo de injeção de amónia e o catalisador de desnitrificação, que estão acomodados na caldeira de recuperação de calor de exaustão tende a ser reduzida. Como a distância do dispositivo de injeção de amónia para o catalisador de desnitrificação é reduzida, a mistura da amónia injetada a partir do dispositivo de injeção de amónia, com o gás de exaustão torna-se insuficiente, e por isso, uma função de desnitrificação do catalisador de desnitrificação pode não ser suficientemente verificada.
[010] Na técnica relacionada, um dispositivo de injeção de amónia em que um par de primeiras lâminas de placas planas radiais, tendo um ângulo positivo de incidência em relação a uma direção de fluxo dos gases de exaustão e um par de segundas lâminas de placas planas radiais com um ângulo negativo de incidência em relação à direção de fluxo dos gases de exaustão, são alternadamente instaladas na pluralidade de tubos de injeção de amónia numa direção longitudinal por uma série de pares tem sido proposto (por exemplo, ver Documento de Patente 1).
[011] No dispositivo de injeção de amónia, é gerado um vórtice num lado a jusante do tubo de injeção de amónia pelas primeiras lâminas de placas planas radiais e as segundas lâminas de placas planas radiais instaladas por um certo número de pares. Então, à medida que a amónia é injetada num fluxo de gás de exaustão tendo um tal vórtice de orifícios de injeção, a mistura uniforme da amónia no gás de exaustão é feita a uma curta distância para o catalisador de desnitrificação.
[012] [Documento da Arte relacionada]
[013] [Documento de Patente]
[014] [Documento 1 de Patente] Pedido de Patente Japonesa, Primeira Publicação N 0 2000-279765
[Sumário da invenção] [Problema a ser resolvido pela invenção]
[015] No dispositivo de injeção de amónia convencional acima mencionado, uma mistura uniforme de amónia no gás de exaustão pode ser realizado a uma distância relativamente curta. No entanto, a fim de realizar um novo sistema de gás de exaustão de desnitrificação compacto, é necessário que uma mistura uniforme dos gases de exaustão e amónia seja realizada a uma distância mais curta. Ou seja, é necessário o desenvolvimento de um dispositivo de injeção de amónia tendo desempenho melhor de mistura.
[016] Em vista dos requisitos acima mencionados e, em comparação com a técnica convencional, é um objetivo da presente invenção prover um dispositivo de injeção de amónia capaz de realizar uma mistura uniforme de um gás de exaustão e amónia, a uma distância mais curta e desse modo atribuir a um compacto sistema de desnitrificação dos gases de exaustão.
[Meios para Solucionar os Problemas]
[017] A presente invenção refere-se a um dispositivo de injeção de amónia disposto num canal de gases de exaustão através do qual um gás de exaustão, gerado em um fluxo de combustor, e configurado para injetar amónia no gás de exaustão num lado a montante de um catalisador de desnitrificação configurado para executar o processamento de desnitrificação numa direção do fluxo dos gases de exaustão. O dispositivo de injeção de amónia de acordo com a presente invenção inclui uma pluralidade de tubos de injeção de amónia dispostos em paralelo uns aos outros numa superfície que percorre a duto de gás de exaustão. Uma pluralidade de tubos de bocal configurado para ejetar a amónia a partir dos tubos de injeção de amónia em uma direção de disposição da pluralidade de tubos de injeção de amónia, são instalados no tubo de injeção de amónia em uma direção longitudinal dos tubos de injeção de amónia. Além disso, painéis do difusor que se prolongam para um lado a jusante numa direção de fluxo dos gases de exaustão de ambos os lados na direção longitudinal dos tubos de injeção de amónia, com relação aos tubos de bocal são formados nos tubos de bocal.
[018] Além disso, na descrição a seguir, o "lado a montante" e o "lado a jusante" representam um lado a montante e um lado a jusante na direção de fluxo acima referida dos gases de exaustão, a menos que o contexto indique claramente e outra maneira.
[019] Além disso, no dispositivo de injeção de amónia de acordo com a presente invenção, o painel difusor pode ser suportado pelo tubo de bocal no lado a montante. Por exemplo, o painel difusor pode ter uma forma retangular, de placa plana, cujo centro está dobrado, e a parte dobrada do centro pode ser fixada ao tubo de bocal a partir do lado a montante.
[020] No sistema de desnitrificação de gases de exaustão em que o dispositivo de injeção de amónia de acordo com a presente invenção é usado, por exemplo, o dispositivo de injeção de amónia está disposto no duto de gás de exaustão a partir da câmara de combustão, e o catalisador de desnitrificação está disposto num lado a jusante do dispositivo de injeção de amónia no duto de gases de exaustão.
[021] Quando uma caldeira de recuperação de calor de exaustão é concebida tendo em considerado um espaço de instalação suficiente, o dispositivo de injeção de amónia pode ser disposto em um lado a montante de um evaporador de alta pressão, e o catalisador de desnitrificação pode ser disposto em um lado a jusante do evaporador de alta pressão em muitos casos. Neste caso, a amónia injetada no gás de exaustão, a partir do dispositivo de injeção de amónia, é suficientemente misturada com o gás de exaustão por um tubo de transferência de calor do evaporador de alta pressão, até chegar ao catalisador de desnitrificação.
[022] Além disso, quando a caldeira de recuperação de calor de exaustão é destinada a ser compacta e o dispositivo de injeção de amónia e o catalisador de desnitrificação estão instalados em num espaço limitado, isto é, quando eles são usados no sistema de desnitrificação de gases de exaustão requerido para ser compacto, o dispositivo de injeção de amónia é colocado muito perto do lado a montante do catalisador de desnitrificação. Além disso, o cloreto de carbonila (COC) (o catalisador de oxidação de monóxido de carbono (CO)) pode ser disposto entre o lado à montante do evaporador de alta pressão e o dispositivo de injeção de amónia. Mesmo neste caso, a distância entre o dispositivo de injeção de amónia e o catalisador de desnitrificação é reduzida.
[023] No dispositivo de injeção de amónia de acordo com a presente invenção, quando o gás de exaustão gerado na câmara de combustão passa através de uma pluralidade de tubos de injeção de amónia do dispositivo de injeção de amónia instalado para atravessar a duto de gás de exaustão, é gerado um vórtice no lado a jusante tubo de injeção de amónia por uma pluralidade de painéis difusores dispostos no tubo de injeção de amónia.
[024] Aqui, os painéis difusores são eliminados através da pluralidade de tubos de bocal instalados na direção longitudinal do tubo de injeção de amónia, e o próprio painel difusor em uma forma de placa plana retangular, cujo centro é dobrado. Além disso, ambos os lados do centro dobrado se estendem na direção do lado a jusante a partir de ambos os lados na direção longitudinal do tubo de injeção de amónia centrado no tubo de bocal. Como resultado, um vortex de Karman é gerado no lado a jusante do tubo de injeção de amónia. Depois, quando a amónia é injetada a partir do tubo de bocal em um fluxo dos gases de exaustão tendo um tal vórtice de Karman, uma mistura uniforme de amónia com o gás de exaustão pode ser feita a uma curta distância para o catalisador de desnitrificação.
[025] Além disso, quando o painel difusor se estende de ambos os lados na direção longitudinal do tubo de injeção de amónia centrado no tubo de bocal em uma forma de placa plana retangular, cujo centro é dobrado, e a parte do centro dobrado do painel difusor é fixada para o lado a montante do tubo de bocal, o trabalho consumido para fabricar o dispositivo pode ser reduzido.
[Efeito da Invenção]
[026] No dispositivo de injeção de amónia de acordo com a presente invenção, de acordo com a configuração acima mencionada, o gás de exaustão e a amónia podem ser misturados uniformemente em um espaço mais limitado. Desta maneira, o dispositivo de injeção de amónia pode ser disposto nos arredores do catalisador de desnitrificação e, como resultado, um efeito muito superior, chamado contribuição para um sistema de desnitrificação de gás de exaustão compacto, pode ser obtido.
[Breve Descrição dos Desenhos]
[027] A FIG. 1 é uma vista que mostra uma configuração esquemática de um dispositivo de injeção de amónia de acordo com uma modalidade da presente invenção, o qual é aplicado a um ciclo combinado de turbina de gás.
[028] A FIG. 2A é uma vista para descrever toda a estrutura do dispositivo de injeção de amónia, quando um tubo de injeção de amónia, que constitui o dispositivo de injeção de amónia da FIG. 1 é visto de um lado a jusante.
[029] A FIG. 2B é uma vista ampliada em que um tubo de bocal e um painel difusor instalado no tubo de injeção de amónia do dispositivo de injeção de amónia da FIG. 1 é visto a partir de um lado a montante.
[030] A FIG. 2C é uma vista em plano mostrando uma estrutura do painel difusor do dispositivo de injeção de amónia da FIG. 1.
[031] A FIG. 2D é uma vista em perspectiva ampliada, que mostra os componentes principais do dispositivo de injeção de amónia da FIG. 1.
[032] A FIG. 3A é uma vista frontal para a descrição de uma estrutura de um modelo de teste usado em um teste de desempenho do dispositivo de injeção de amónia de acordo com os respectivos exemplos da presente invenção.
[033] A FIG. 3B é uma vista lateral para descrever a estrutura do modelo de teste usado no teste de desempenho do dispositivo de injeção de amónia de acordo com os respectivos exemplos da presente invenção.
[034] A FIG. 4 é uma vista em perspectiva para descrever uma estrutura de um tubo de injeção de amónia que constitui um dispositivo de injeção de amónia, que é um exemplo comparativo.
[035] A FIG. 5 é um gráfico que mostra o resultado do teste de desempenho dos dispositivos de injeção de amónia de acordo com os respectivos exemplos da presente invenção e o exemplo comparativo. [Modos para a Realização da Invenção]
[036] A seguir, modalidades do presente invenção serão descritas com base nos desenhos em anexo.
[037] A FIG. 1 e FIG. 2A e FIG. 2D mostram um dispositivo de injeção de amónia de acordo com uma modalidade da presente invenção. Na modalidade, o caso em que o dispositivo de injeção de amónia da presente invenção é aplicado a um ciclo combinado de turbina de gás é mostrado.
[038] Como mostrado na FIG. 1, um dispositivo de injeção de amónia 10 é usado num sistema de desnitrificação, configurado para remover o óxido de nitrogênio (NOx) contido num gás de exaustão G gerada em uma turbina a gás GT (um combustor). No sistema de desnitrificação de gás de exaustão, o dispositivo de injeção de amónia 10 está disposto em um duto de gás de exaustão 1 que conduz de uma turbina a gás GT para uma chaminé 4, e um catalisador de desnitrificação 2 está disposto em um lado a jusante do dispositivo de injeção de amónia 10. Em seguida, um evaporador de alta pressão 3U está disposto em um lado a montante e um evaporador de baixa pressão 3L está disposto em um lado a jusante para intercalar o sistema de desnitrificação de gás de exaustão entre os mesmos.
[039] O dispositivo de injeção de amónia 10 inclui uma pluralidade de tubos de injeção de amónia 11 dispostos em paralelo uns aos outros em uma superfície que percorre o duto de gás de exaustão 1 em sentido ascendente / descendente. Neste caso, como mostrado nas FIGS. 2A e 2B, os tubos individuais de injeção de amónia 11 prolongam-se em uma direção horizontal, e tubos de bocal acima e abaixo 12, configurados para ejetar amónia fornecida através dos tubos de injeção de amónia 11 na direção ascendente / descendente, estão dispostos nos tubos de injeção de amónia 11 em uma pluralidade de locais na direção longitudinal dos tubos de injeção de amónia 11. Além disso, quando os tubos de injeção de amónia 11 estão dispostos em paralelo uns aos outros em uma direção para a esquerda / para a direita, em uma superfície que percorre o duto de gases de exaustão 1, cada um dos tubos de injeção de amónia 11 estende-se na direção ascendente / descendente, tubos de bocal 12 dispostos no tubo de injeção de amónia 11 são constituídos por tubos de bocal para esquerda e direita 12 configurados para ejetar a amónia fornecido em direções para esquerda / para a direita, respectivamente.
[040] Como mostrado nas FIGS. 2B e 2C, painéis difusores 13 são instalados no tubo de bocal 12 e se estendem na direção de um lado a jusante (um lado de cima da FIG. 2C) em ambos os lados (lados esquerdo e direito do desenho) na direção longitudinal do tubo de injeção de amónia 11 em relação ao tubo de bocal 12. Neste caso, o painel difusor 13 numa forma em que o centro de uma placa plana retangular é dobrado e uma parte dobrada do centro é fixa a uma superfície lateral do tubo de bocal 12 a partir do lado a montante.
[041] No sistema de desnitrificação de gases de exaustão, o amónia é injetado com relação ao gás de exaustão G a partir do dispositivo de injeção de amónia 10 para o catalisador de desnitrificação 2, o gás de exaustão G contendo a amónia reage com o catalisador de desnitrificação 2, e, desta maneira, o óxido de nitrogênio se decompõe em nitrogênio e água, tornando-se livre de poluição.
[042] No dispositivo de injeção de amónia 10 acima mencionado, quando o gás de exaustão G gerado na turbina a gás GT passa através da pluralidade de tubos de injeção de amónia 11 instalados para percorrer o duto de gás de exaustão 1, é gerado um vórtice em um lado a jusante do tubo de injeção de amónia 11 por uma pluralidade de painéis difusores 13, dispostos no tubo de injeção de amónia 11.
[043] Aqui, os painéis difusores 13 são dispostos através da pluralidade de tubos de bocal 12 instalados na direção longitudinal do tubo de injeção de amónia 11. Além disso, o próprio painel difusor 13, em uma forma de placa plana retangular, cujo centro é dobrado e ambas as seções laterais do centro dobrado se estendem em direção a um lado a jusante de ambos os lados no sentido longitudinal do tubo de injeção de amónia 11 centrado no tubo de bocal 12. Como resultado, um vortex de Karman é gerado no lado a jusante do tubo de injeção de amónia 11. Depois, como a amónia é injetada a partir do tubo de bocal 12 para dentro de um fluxo de gás de exaustão G que tem o tal vórtice de Karman, uma mistura uniforme da amónia no gás de exaustão G é realizado a uma curta distância para o catalisador de desnitrificação 2.
[044] Além disso, no dispositivo de injeção de amónia 10 de acordo com a modalidade, o painel difusor 13, se estendendo para ambos os lados na direção longitudinal do tubo de injeção de amónia 11 centrado no tubo de bocal 12, é formado através da fixação da placa plana retangular, cujo centro é dobrado, para o lado a montante do tubo de bocal 12. Por esta razão, o trabalho consumido para fabricar o dispositivo de injeção de amónia 10 tendo a estrutura mostrada nas FIGS. 2A a 2D pode ser reduzido.
[045] Além disso, como o painel difusor 13 está instalado no lado a montante do tubo de bocal 12, um efeito de mistura forçada da amónia ejetado do tubo de bocal 12 com o gás de exaustão pelo vortex de Karman gerado a jusante (de um lado de trás) do painel difusor 13 é obtido. Por outro lado, quando o painel difusor 13 não está instalado no lado a montante do tubo de bocal 12, uma vez que a amónia ejetada do tubo de bocal 12 se difunde para o gás de exaustão através de uma ação de pulverização da própria amónia ejetada, sem receber uma ação pela mistura forçada pelo vórtice de Karman no lado a jusante do painel difusor 13, considera-se que um efeito de mistura é relativamente reduzido.
[046] Além disso, no dispositivo 10 de injeção de amónia, tendo a estrutura mostrada nas Figs. 2A a 2D, uma proporção de um passo P da pluralidade de tubos de bocal 12 e uma largura W do painel difusor 13, no que diz respeito a um fluxo de gás pode situar-se em um intervalo de 0,5 a 1,5. Quando a relação for inferior a 0,5, o efeito de mistura forçada pelo vortex de Karman pelo painel difusor 13 pode ser diminuído, e difusibilidade da amónia pode ser diminuída. Além disso, quando a razão excede 1,5, uma quantidade de ingresso de gás de exaustão de ambos os lados do painel difusor 13 pode ser diminuída, o efeito de mistura forçada pelo vortex de Karman pode ser diminuído, e difusibilidade da amónia pode ser diminuída.
[047] Além disso, uma proporção de comprimento L do tubo de bocal 12 e uma altura H do painel difusor 13 pode estar dentro da faixa de 0,25-0,75. Quando a relação é menor do que 0,25 ou maior do que 0,75, uma vez que uma posição de um bico de ejeção do tubo de bocal 12 é ligeiramente desviada do centro do painel difusor 13, o efeito de mistura forçada pelo vortex de Karman pode ser diminuído, e difusibilidade da amónia pode ser diminuída.
[048] Além disso, um ângulo de abertura 0 de um lado do painel difusor 13 dobrado num centro do mesmo pode ser de 30° a 90°. Quando o ângulo 0 é inferior a 30° ou maior do que 90°, o efeito de mistura forçada pelo vórtex de Karman pode ser diminuído, e difusibilidade da amónia pode ser diminuída.
[Exemplo 1]
[049] O dispositivo de injeção de amónia 10 do exemplo 1, tendo uma estrutura representada nas FIGS. 2A a 2D, em que o passo P da pluralidade de tubos de bocal 12 é ajustada para 200 mm, o ângulo de abertura 0 de um lado do painel difusor de centro dobrado 13 é definido como 60°, a largura W do painel difusor 13, no que diz respeito ao fluxo do gás é ajustado para 100 mm, a altura H do painel difusor 13 é fixado em 100 mm, o comprimento L do tubo de bocal 12 está situado a cerca de 55 mm, um raio d do tubo de injeção de amónia 11 é ajustado para cerca de 45 mm, uma folga a do tubo de injeção de amónia 11 e o painel difusor 13 é configurado para cerca de 8,5 mm, uma folga b com o painel difusor do lado superior é ajustada para cerca de 50 mm e uma distância c de um centro do tubo de injeção de amónia 11 para o painel difusor do lado superior é ajustada para cerca de 205 mm foi fabricado.
[Exemplo 2]
[050] Além disso, o dispositivo de injeção de amónia 10 do exemplo 2, em que uma folga a de um tubo de injeção de amónia 11 e o painel difusor 13 é configurada para cerca de 14 mm, com uma distância c a partir do centro do tubo de injeção de amónia 11 para o lado superior do painel de difusão é definida para cerca de 210 mm, e as outras dimensões são ajustadas para as mesmas que as do exemplo 1, foi fabricado.
[Exemplo 3]
[051] Além disso, o dispositivo de injeção de amónia 10 do exemplo 3, no qual o passo P da pluralidade de tubos de bocal 12 é ajustado a 300 mm, a largura W do painel difusor 13, com respeito ao fluxo do gás é ajustado para 150 mm; a altura H do painel difusor 13 é ajustada para cerca de 150 mm, o comprimento L do tubo de bocal 12 está situado a cerca de 140 mm, a folga a de um tubo de injeção de amónia 11 e o painel difusor 13 é ajustada para cerca de 35 mm, a folga b com o lado superior do painel difusor é definida para cerca de 75 mm, a distância c de um centro do tubo de injeção de amónia 11 para o painel difusor do lado superior é ajustada para cerca de 305 mm e as outras dimensões são definidas como iguais às do exemplo 1, foi fabricado.
[Exemplo 4]
[052] Além disso, o dispositivo de injeção de amónia 10 do exemplo 4, em que o comprimento L do tubo de bocal 12 é ajustado para cerca de 110 mm e as outras dimensões são ajustadas para as mesmas que as do exemplo 3, foi fabricado.
[053] A fim de confirmar o desempenho de mistura de amónia do dispositivo de injeção de amónia 10 dos exemplos acima mencionados 1 a 4, como mostrado nas FIGS. 3A e 3B, os tubos de injeção de amónia 11 do dispositivo de injeção de amónia 10 dos exemplos 1 a 4 foram instalados verticalmente e paralelamente entre os quadros F e F sobre uma base E, medição de seções transversais foram separadas do dispositivo de injeção 10, entre amónia os quadros F e F por 0,5 m, e medição da concentração de um meio de atomização (pseuda amónia) foi realizada numa posição espaçada de um máximo de 2,0 m da mesma. A seção transversal de medição é uma grade de medição S tendo 5x9 pontos definidos entre os tubos de injeção de amónia 11 e 11.
[054] Nesta ocasião, como mostrado na FIG. 4, como um exemplo comparativo, o mesmo teste foi também realizado com relação ao dispositivo convencional de injeção de amónia, isto é, um dispositivo de injeção de amónia 110 no qual um par de primeiras lâminas de placa plana radial 112 com um ângulo de incidência positivo em relação a um direção de fluxo de um gás de exaustão e um segundo par de lâminas de placa plana radial 113 com um ângulo negativo de incidência em relação à direção de escoamento do gás de exaustão são formadas alternadamente no tubo de injeção de amónia 111 em uma direção longitudinal por uma pluralidade de pares.
[055] A FIG. 5 mostra o resultado do teste. Além disso, em um gráfico da FIG. 5, a relação de variação (%) de um eixo vertical é um valor adquirido dividindo o desvio padrão de uma concentração de seção transversal pela concentração média de uma seção transversal.
[056] Como mostrado na FIG. 5, no dispositivo de injeção de amónia 110 do exemplo comparativo, enquanto a razão de variação da distribuição da concentração média de atomização chega a cerca de 20% ou menos, finalmente, numa posição espaçada de 2,0 m a partir do dispositivo de injeção de amónia 110, no dispositivo de injeção de amónia 10 de acordo com os exemplos 1 a 4, a relação de variação já chega a 10% para uma posição afastada 1,5 m do dispositivo de injeção de amónia 10. Por conseguinte, será apreciado que o dispositivo de injeção de amónia 10 de acordo com os exemplos 1 a 4 em um bom desempenho de mistura, em comparação com o dispositivo de injeção de amónia 110 do exemplo comparativo.
[057] Além disso, no dispositivo de injeção de amónia 10 de acordo com os exemplos 3 e 4, em comparação com o dispositivo de injeção de amónia 10 de acordo com os exemplos 1 e 2, enquanto a razão de variação à mão do dispositivo de injeção de amónia 10 é inferior, o número de peças pode ser reduzido por uma quantidade com capacidade de aumentar o etapa P do tubo de bocal 12.
[058] Além disso, a configuração e local de instalação do dispositivo de injeção de amónia de acordo com a presente invenção, não estão limitadas às modalidades e exemplos acima mencionados.
[Aplicabilidade Industrial]
[059] O dispositivo de injeção de amónia pode contribuir para um sistema de desnitrificação de gás de exaustão compacto. [Descrição dos números de referência] 1 duto de gás de exaustão, 2 catalisador de desnitrificação, 10 dispositivo de injeção de amónia, 11 tubo de injeção de amónia, 12 tubo de bocal, 13 painel difusor, gases de exaustão G.

Claims (3)

1. Dispositivo de injeção de amónia (10) instalado num duto de gases de exaustão (1) através do qual o gás de exaustão (G) gerado em um combustor (GT) flui, e configurado para injetar amónia no gás de exaustão (G) em um lado a montante de um catalisador de desnitrificação (2) configurado para executar o processamento de desnitrificação numa direção de fluxo dos gases de exaustão (G), o dispositivo de injeção de amónia (10) compreendendo: uma pluralidade de tubos de injeção de amónia (11) dispostos em paralelo uns aos outros em uma superfície que percorre o duto de gás de exaustão (1), caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de tubos de bocal (12) configurados para ejetar a amónia a partir dos tubos de injeção de amónia (11) em uma direção de arranjo da pluralidade de tubos de injeção de amónia (11) são instalados no tubo de injeção de amónia (11) em uma direção longitudinal dos tubos de injeção de amónia (11), e painéis difusores (13) que se estendem para um lado a jusante em uma direção de fluxo dos gases de exaustão (G) em ambos os lados na direção longitudinal dos tubos de injeção de amónia (11), com relação aos tubos de bocal (12) são formados nos tubos de bocal (12).
2. Dispositivo de injeção de amónia (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o painel difusor (13) é suportado pelo tubo de bocal (12) no lado a montante.
3. Dispositivo de injeção de amónia (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o painel difusor (13) tem uma forma de placa plana retangular, cujo centro é dobrado, e a parte dobrada do centro é fixada ao tubo de bocal (12) a partir do lado a montante.
BR112013010696-4A 2010-11-02 2011-11-01 Dispositivo de injeção de amônia BR112013010696B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010246151 2010-11-02
JP2010-246151 2010-11-02
PCT/JP2011/075189 WO2012060378A1 (ja) 2010-11-02 2011-11-01 アンモニア注入装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112013010696A2 BR112013010696A2 (pt) 2016-08-02
BR112013010696B1 true BR112013010696B1 (pt) 2020-09-29

Family

ID=46024492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112013010696-4A BR112013010696B1 (pt) 2010-11-02 2011-11-01 Dispositivo de injeção de amônia

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8984863B2 (pt)
JP (1) JP5594368B2 (pt)
KR (1) KR101480983B1 (pt)
BR (1) BR112013010696B1 (pt)
CA (1) CA2815962C (pt)
CL (1) CL2013001147A1 (pt)
WO (1) WO2012060378A1 (pt)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9482132B2 (en) * 2013-11-07 2016-11-01 Cummins Emission Solutions, Inc. Gaseous reductant delivery devices and systems
US10226778B2 (en) * 2014-06-30 2019-03-12 Carbonxt, Inc. Systems, lances, nozzles, and methods for powder injection resulting in reduced agglomeration
US9644515B2 (en) 2015-03-24 2017-05-09 Cummins Emission Solutions, Inc. Gaseous ammonia injection system
EP3415222A1 (en) 2017-06-14 2018-12-19 Jiangnan Environmental Protection Group Inc. Automatic ammonia-adding system and method for ammonia-based desulfurization device
PL3628395T3 (pl) * 2017-09-15 2022-08-22 Mitsubishi Power, Ltd. Urządzenie do denitryfikacji dla kotła opalanego węglem
EP3627051A1 (en) * 2018-09-18 2020-03-25 Yara International ASA Nox abatement system for a stationary burning system
CN110152469B (zh) * 2019-04-02 2022-12-02 大唐太原第二热电厂 脱硫脱硝系统、其喷氨隔栅及其防积灰控制系统和方法
CN116492843B (zh) * 2023-05-25 2024-03-12 北京市中环博业环境工程技术有限公司 一种脱硝方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS592768B2 (ja) * 1976-02-10 1984-01-20 株式会社日立製作所 ガスタ−ビンの排ガス処理方法及びその装置
JPS58137424A (ja) 1982-02-09 1983-08-15 Ngk Spark Plug Co Ltd 排ガス用フイルタ装置
JPS58137424U (ja) * 1982-03-05 1983-09-16 三菱重工業株式会社 アンモニア注入装置
JPS59176635A (ja) 1983-03-25 1984-10-06 Hitachi Ltd 偏光二光束分光光度計
JPS59176635U (ja) * 1983-05-10 1984-11-26 バブコツク日立株式会社 還元剤注入装置
JPS61254230A (ja) * 1985-05-07 1986-11-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 脱硝方法及び脱硝装置
JP3100191B2 (ja) * 1991-09-02 2000-10-16 三菱重工業株式会社 排煙脱硝装置
JPH065118A (ja) 1992-06-17 1994-01-14 Furukawa Electric Co Ltd:The 耐雷架空地線
JPH079428A (ja) 1993-06-28 1995-01-13 Iwao Jiki Kogyo Kk アリ足タイル及びアリ足タイルの製造方法
JPH079428U (ja) * 1993-07-16 1995-02-10 三菱重工業株式会社 排ガスの脱硝装置
JP3376511B2 (ja) * 1995-12-21 2003-02-10 日立造船株式会社 脱硝装置におけるアンモニアガス注入装置
JPH1057768A (ja) * 1996-08-23 1998-03-03 Hitachi Zosen Corp 脱硝装置におけるアンモニア供給装置
JP3858132B2 (ja) * 1999-03-29 2006-12-13 日立造船株式会社 排ガス脱硝システムのアンモニア注入装置
US6887435B1 (en) * 2000-06-23 2005-05-03 The Babcock & Wilcox Company Integrated air foil and ammonia injection grid for SCR systems
US6449947B1 (en) * 2001-10-17 2002-09-17 Fleetguard, Inc. Low pressure injection and turbulent mixing in selective catalytic reduction system
JP4989062B2 (ja) * 2005-04-28 2012-08-01 バブコック日立株式会社 流体混合装置
US7814745B2 (en) * 2007-07-17 2010-10-19 Ford Global Technologies, Llc Approach for delivering a liquid reductant into an exhaust flow of a fuel burning engine
JP5489432B2 (ja) 2008-08-12 2014-05-14 三菱重工業株式会社 排ガス処理装置及び排ガス処理システム
JP2010221084A (ja) 2009-03-19 2010-10-07 Osaka Gas Co Ltd 流体混合装置及び脱硝装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101480983B1 (ko) 2015-01-09
CA2815962A1 (en) 2012-05-10
JP5594368B2 (ja) 2014-09-24
WO2012060378A1 (ja) 2012-05-10
CL2013001147A1 (es) 2014-06-27
US8984863B2 (en) 2015-03-24
KR20130088159A (ko) 2013-08-07
BR112013010696A2 (pt) 2016-08-02
JPWO2012060378A1 (ja) 2014-05-12
US20130213511A1 (en) 2013-08-22
CA2815962C (en) 2015-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112013010696B1 (pt) Dispositivo de injeção de amônia
US20130175015A1 (en) Double-jet type film cooling structure
CN114575976A (zh) 在后处理系统混合排气和还原剂的系统和方法
ES2424939T3 (es) Método para mezclar polvo
RU2464516C2 (ru) Теплообменная перегородка
KR20130140120A (ko) 연도 가스 재순환을 갖는 가스 터빈 유닛용 혼합 요소
JP6017041B2 (ja) 燃焼ガス冷却装置、燃焼ガス冷却装置を備えた脱硝装置、および燃焼ガス冷却方法
JP6542568B2 (ja) 流体の混合装置及び該流体の混合装置を備えた脱硝装置
TWI721547B (zh) 排氣淨化裝置
US8317390B2 (en) Stepped down gas mixing device
US9387448B2 (en) Fluid flow mixer
JP2006181424A (ja) ガス混合器
JP2020116491A (ja) 脱硝装置
JP6005287B2 (ja) 燃焼ガス冷却装置、燃焼ガス冷却装置を備えた脱硝装置、および燃焼ガス冷却方法
JP3376511B2 (ja) 脱硝装置におけるアンモニアガス注入装置
Liscinsky et al. Effects of initial conditions on a single jet in crossflow
JP7503913B2 (ja) 脱硝装置およびボイラ
Guo et al. Promotion of the mixing performance of heated gas and low-temperature sintering gas in selective catalytic reaction facilities
TWI785307B (zh) 後通氣孔及具備其之燃燒裝置
WO2022270232A1 (ja) 燃焼ガス冷却装置
JPS5939176B2 (ja) 流体注入混合装置
JP2015033663A (ja) 排ガス処理装置
WO2023228495A1 (ja) 脱硝装置
Cheng et al. Film cooling with using the decomposition of an NH 3 cooling stream as a chemical heat sink
JP2003161532A (ja) 燃焼装置及び排気筒

Legal Events

Date Code Title Description
B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B06T Formal requirements before examination [chapter 6.20 patent gazette]
B06A Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 01/11/2011, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.