CN102085452A - 一种用于选择性非催化还原脱硝工艺的还原剂雾化喷枪 - Google Patents

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朱金伟
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本发明提供一种用于选择性非催化还原脱硝工艺的还原剂雾化喷枪，该喷枪包括气体管、液体管、液体喷嘴和喷射管，气体管的侧面上设有进气接口，液体管的一端从气体管中伸出，并在该端设有进液接口，液体喷嘴通过螺纹连接在液体管的另一端，该液体喷嘴外周设有一个凸缘，该凸缘上设有若干通气孔；喷射管由连接部和管体组成，该连接部与气体管通过螺纹连接，其内壁与液体喷嘴凸缘相接触；液体喷嘴的喷射口端进入喷射管的管体，并与喷射管内壁存有间隙；喷射管的管体内还设有混合喷嘴，该混合喷嘴与液体喷嘴的喷射口之间形成气液混合空间。该喷枪结构简单、造价低、无易耗品；雾化效果好，没有水滴产生；进入锅炉部分管径小，安装时可不改造水冷壁；可以采用压缩空气或过热蒸汽作为雾化气源。

Description

一种用于选择性非催化还原脱硝工艺的还原剂雾化喷枪
技术领域
本发明涉及一种用于选择性非催化还原脱硝工艺的还原剂雾化喷枪，用来降低燃煤烟气中氮氧化物的含量。
背景技术
随着我国经济和工农业的飞速发展，大气污染物二氧化硫和氮氧化物排放量也迅速增加。到2009年止，我国二氧化硫排放量为2590万吨；氮氧化物排放量为1600万吨左右。如果不采取有效的氮氧化物污染控制措施，2020年我国氮氧化物排放量将达到2900万吨左右。并且近年来，我国一些大型城市的空气氮氧化物浓度超标，氮氧化物的环境容量已基本处于饱和状态，一些地方甚至产生光化学烟雾现象。
由于受运行管理和费用等方面的限制，目前，我国中小型燃煤锅炉主要适合采用选择性非催化还原(Selective non-Catalytic Reduction，SNCR)烟气脱硝技术，SNCR脱硝技术是把含有NHx基的还原剂(如氨水或尿素等)喷入炉膛内温度为800-1100℃的区域，该还原剂迅速热分解成NH3和其它副产物，随后NH3与烟气中的氮氧化物(NOx)进行SNCR反应而生成N2。
SNCR系统的关键设备为还原剂雾化喷枪，由于工作的环境温度最高可达1300℃，对喷枪的材质和加工工艺要求比较高，目前国内SNCR系统采用的喷枪主要以国外进口喷枪为主，喷枪价格较高；有些喷枪的雾化形式为在末端设置混合雾化喷嘴，气液在末端混合雾化，由于气液接触时间短致使雾化不均匀容易产生液滴，同时由于混合雾化喷嘴长期在高温下易损耗，需经常更换，增加了运行费用；另外末端混合雾化气液需要分别进入锅炉内部，致使枪体直径变大，安装时需要改造锅炉水冷壁；现有的雾化喷枪只能采用压缩空气单一气源工作。
发明内容
针对现有技术中还原剂雾化喷枪的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于选择性非催化还原脱硝工艺的还原剂雾化喷枪，该喷枪结构简单、造价低、无易耗品；雾化效果好，没有水滴产生；进入锅炉部分管径小，安装时可不改造水冷壁；可以采用过热蒸汽或压缩空气作为雾化气源。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于选择性非催化还原脱硝工艺的还原剂雾化喷枪，该喷枪包括气体管、液体管、液体喷嘴和喷射管，气体管的侧面上设有进气接口，液体管的一端从气体管中伸出，并在该端设有进液接口，液体喷嘴通过螺纹连接在液体管的另一端，该液体喷嘴外周设有一个凸缘，该凸缘上设有若干通气孔；喷射管由连接部和管体组成，该连接部与气体管通过螺纹连接，其内壁与液体喷嘴凸缘相接触；液体喷嘴的喷射口进入喷射管的管体，并与喷射管内壁存有间隙；喷射管的管体内还设有混合喷嘴，该混合喷嘴与液体喷嘴的喷射口之间形成气液混合空间。
所述气体管的内径为26mm，所述液体管的内径为8mm，外径为25mm。
所述凸缘上的通气孔均匀分布，用来控制雾化气体的通过量。通气孔的直径优选为4mm，其数量可以根据实际情况进行调整。
所述喷射口的内径为1.5mm，外径为6mm，所述喷射管的管体内径为8mm。
所述喷射口进入喷射管管体的长度为2mm。
所述气液混合空间的长度为40mm。
本发明的还原剂雾化喷枪在工作时，进液接口与盛有还原剂溶液的容器连接，向液体管中注入还原剂溶液；进气接口与蒸汽源或者压缩空气源连接，向气体管内注入雾化气体。还原剂溶液通过液体喷嘴的喷射口初步破碎成水滴状喷出，雾化气体从喷嘴外周的通气孔射出，二者进入气液混合空间初步混合后，再通过喷射管内的混合喷嘴进行充分混合，进一步把还原剂溶液破碎成细小的液滴，最后通过一定长度的喷射管喷出。
本发明的还原剂雾化喷枪采用不锈钢材料加工而成，由于在还原剂雾化喷枪工作时，喷射管需要进入到锅炉内，为克服锅炉内部的高温环境，喷射管采用在高温下耐腐蚀性特别好的316不锈钢材料，其长度根据锅炉炉墙厚度和工艺要求喷射管伸进锅炉内部的长度而定。喷枪的其余部分采用304不锈钢材料，所有元件均采用统一标准加工，具有通用性和互换性。
本发明的有益效果是：
本发明提供的用于选择性非催化还原脱硝工艺的还原剂雾化喷枪结构简单、造价低、无易耗品；该还原剂雾化喷枪先液体经液体喷嘴初步破碎后进入气液混合空间与气体初步混合，然后通过混合喷嘴进一步充分混合，雾化效果好，没有水滴产生；该还原剂雾化喷枪设有的喷射管进入锅炉部分管径小，安装时可不改造水冷壁；并且可以采用过热蒸汽或压缩空气作为雾化气源。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A-A剖面图。
图3为图1中喷嘴处的B-B剖面图。
具体实施方式
下面通过结合附图对本发明做进一步说明。
如图1～3所示，
本发明的用于选择性非催化还原脱硝工艺的还原剂雾化喷枪包括气体管1、液体管3、液体喷嘴4和喷射管6，气体管1的侧面上设有进气接口12，液体管3的一端从气体管1中伸出，并在该端设有进液接口13，气体管1的内壁与液体管3的外壁之间围构成气体通道。液体喷嘴4通过螺纹连接在液体管3的另一端，该液体喷嘴4外周设有一个凸缘2，该凸缘2上设有若干通气孔7；喷射管6由连接部5和管体8组成，该连接部5与气体管1通过螺纹连接，其内壁与液体喷嘴凸缘相接触；液体喷嘴的喷射口11进入喷射管6的管体8，并与喷射管6内壁存有间隙；喷射管6的管体8还设有混合喷嘴10，该混合喷嘴10与液体喷嘴4的喷射口11之间形成气液混合空间9。
气体管1的内径为26mm，液体管3的内径为8mm，外径为25mm。凸缘2上的通气孔7均匀分布，用来控制雾化气体的通过量。通气孔7的直径为4mm，其数量为6个，也可以根据实际情况进行调整。喷射口11的内径为1.5mm，外径为6mm，喷射管6的管体8内径为8mm。喷射口11进入喷射管的管体的长度为2mm。气液混合空间9的长度为40mm。
本发明的还原剂雾化喷枪在工作时，进气接口通过气泵连接蒸汽或压缩气体，将温度高于300℃、压力在0.5～0.6MPa的蒸汽或者0.5MPa的压缩空气压入气体管；进液接口通过增压泵连接盛有氨水或尿素等还原剂溶液的容器，还原剂氨水或尿素溶液经过增压泵的加压，在喷枪入口处达到0.5MPa。还原剂溶液通过液体喷嘴初步破碎成水滴状喷出，雾化气体从通气孔射出，二者在气液混合空间中初步混合后，通过喷射管内的混合喷嘴进行充分混合，进一步把还原剂溶液破碎成细小的液滴，最后通过一定长度的喷射管喷出，此时，雾化的蒸汽或压缩空气把还原剂溶液雾化成平均粒径在120～200μm，喷射距离可达到1.5m，喷射角度达到34°。
喷枪采用不锈钢材料加工而成，其中喷射管采用316不锈钢材料，其长度根据锅炉炉墙厚度和工艺要求喷射管伸进锅炉内部的长度而定。喷枪的其余部分采用304不锈钢材料，所有元件均采用统一标准加工，具有通用性和互换性。本发明的还原剂雾化喷枪的结构简单、造价低、无易耗品；安装、拆卸非常方便。

Claims (7)

1.一种用于选择性非催化还原脱硝工艺的还原剂雾化喷枪，其特征在于，该喷枪包括气体管、液体管、液体喷嘴和喷射管，气体管的侧面上设有进气接口，液体管的一端从气体管中伸出，并在该端设有进液接口，液体喷嘴通过螺纹连接在液体管的另一端，该液体喷嘴外周设有一个凸缘，该凸缘上设有若干通气孔；喷射管由连接部和管体组成，该连接部与气体管通过螺纹连接，其内壁与液体喷嘴凸缘相接触；液体喷嘴的喷射口端进入喷射管的管体，并与喷射管内壁存有间隙；喷射管的管体内还设有混合喷嘴，该混合喷嘴与液体喷嘴的喷射口之间形成气液混合空间。
2.根据权利要求1所述的用于选择性非催化还原脱硝工艺的还原剂雾化喷枪，其特征在于，所述气体管的内径为26mm，所述液体管的内径为8mm，外径为25mm。
3.根据权利要求1所述的用于选择性非催化还原脱硝工艺的还原剂雾化喷枪，其特征在于，所述凸缘上的通气孔均匀分布，通气孔的直径为4mm。
4.根据权利要求1所述的用于选择性非催化还原脱硝工艺的还原剂雾化喷枪，其特征在于，所述喷射口的内径为1.5mm，外径为6mm，，所述喷射管的管体内径为8mm。
5.根据权利要求1所述的用于选择性非催化还原脱硝工艺的还原剂雾化喷枪，其特征在于，所述喷射口进入喷射管的管体的长度为2mm。
6.根据权利要求1所述的用于选择性非催化还原脱硝工艺的还原剂雾化喷枪，其特征在于，所述气液混合空间的长度为40mm。
7.根据权利要求1所述的用于选择性非催化还原脱硝工艺的还原剂雾化喷枪，其特征在于，所述喷枪采用不锈钢材料加工而成，其中喷射管采用316不锈钢材料，其余部分采用304不锈钢材料。
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