CN102228794A - 双级回旋式scr脱硝系统氨气烟气混合装置 - Google Patents

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本发明属烟气脱硝技术领域，涉及双级回旋式SCR脱硝系统氨气烟气混合装置，其特征在于：烟箱置于SCR进口烟道的直段部分，沿烟气流向两端敞口并与进口烟道连通，四周侧面与烟道吻合，与烟气流向垂直的一个侧面置有氨气喷射管；烟箱内置的混合盘的平面，与烟气流向呈45°夹角倾斜，沿烟箱一边均匀排列，氨气喷射口指向混合盘平面的中下部位。本发明的有益效果是：烟气经过双级混合盘后呈两组回旋式流态，同时与从双级氨气喷射管射出的氨气正交汇合，形成强烈的流态破碎效果，使得在烟气在进入SCR反应器时，烟气和氨气混合达到理想效果。混合装置结构简单、安装快捷，材料低廉，无需检修维护，综合投资成本低。

Description

双级回旋式SCR脱硝系统氨气烟气混合装置
技术领域
本发明属烟气脱硝（即NOx脱除）技术领域，涉及一种应用于SCR脱硝系统中将氨气和烟气混合的装置，尤其涉及一种双级回旋式SCR脱硝系统氨气烟气混合装置。
背景技术
NOx（氮氧化物）是主要的大气污染物之一，氮氧化物大部分是来自化石燃料与空气在高温燃烧时产生的，包括一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)和氧化二氮(N2O)，还有NxOy。
由于SCR（选择性催化还原法，Selective Catalytic Reduction，简称SCR）脱硝技术有较高的脱硝效率,目前世界上绝大多数电厂烟气采用SCR脱硝方法，即将一定浓度的氨气（NH3）喷进烟气中与烟气进行混合，在反应器中经催化剂作用，将NH3和NOx反应生成无毒无害的N2和水，达到NOx脱除的目的，但系统的脱硝性能与氨气烟气混合的均匀度及混合后的流场情况有直接的决定性关系。一般采用在SCR脱硝进口烟道中布置大量的氨气喷射管道和喷嘴来达到氨气烟气混合的要求。由于喷嘴数量繁多（对600MW及以上发电机组，喷嘴数量达上千个），系统运行压降较大，且喷嘴和管道常有出现磨损及堵塞现象，同时烟气中的灰尘极容易在喷嘴附近堆积，从而系统运行的脱硝性能大打折扣，并存在大笔运行维修成本。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的弊病，提高氨气烟气混合性能，进而提高系统脱除NOx的性能，提供一种双级回旋式SCR脱硝系统氨气烟气混合装置。
为达到上述目的，采用的技术方案是：双级回旋式SCR脱硝系统氨气烟气混合装置，包括烟箱、氨气喷射管，其特征在于：所述烟箱置于SCR进口烟道的直段部分，沿烟气流向两端敞口并与进口烟道连通，四周侧面与所述烟道内侧面吻合相接；置于所述烟箱一个侧面的双级氨气喷射管，包括第一级氨气喷射管和第二级氨气喷射管，一端位于烟箱外部与氨气供应管道连接，位于烟箱内部的另一端为氨气喷射口，与烟气流向垂直设置；所述烟箱内置的双级混合盘，由大小形状一致的、沿烟气流动方向前后错开布置的第一级混合盘和第二级混合盘组成，混合盘的平面与烟气流向呈45°夹角倾斜；所述第一级氨气喷射管和第二级氨气喷射管的氨气喷射口，分别指向第一级混合盘和第二级混合盘平面的中下部位。
所述第一级混合盘和第二级混合盘分别通过与烟气流向垂直设置的盘箱连接混合杆实现与烟箱侧壁固定连接，盘盘连接混合杆实现第一级混合盘和第二级混合盘之间的固定连接，第一级混合盘和第二级混合盘的相邻混合盘之间由连接板固定连接。
第一级混合盘和第二级混合盘的相邻混合盘之间空隙处，设置两端与所述烟箱侧壁固定连接的辅助混合杆。
所述混合盘呈圆形，迎烟气流向的一侧面与十字导流加筋板固定连接。
所述盘箱连接混合杆、盘盘连接混合杆和辅助混合杆为圆形管或圆形棒。
位于烟箱外部的所述氨气供应管道设置有流量调节阀门和流量测量孔。
所述第一级和第二级混合盘中心投影距离（沿烟气方向）为圆形板直径的50%～70%。
本发明的有益效果是：烟气经过双级混合盘后呈两组回旋式流态继续前进，同时与从双级氨气喷射管射出的氨气正交汇合，形成强烈的流态破碎效果，再通过一定距离的流态复原，使得在烟气在进入SCR反应器时，NH3/NOx摩尔比分布偏差（CV）≤5%；NOx浓度分布偏差≤5%，烟气和氨气混合达到理想效果。混合装置结构简单、安装快捷，材料低廉，同时无需检修维护，综合投资成本低。
附图说明
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1为本发明烟箱安装位置示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为图2中A-A向剖视图；
图4为图2中B向构造示意图；
图5为混合盘构造示意图。
图中：1－SCR进口烟道；2－烟箱安装部位；3－SCR反应器；4－氨气供应管道；5、7－盘箱连接混合杆；6－盘盘连接混合杆；8－辅助混合杆；9-第一级氨气喷射管；10-第二级氨气喷射管；11－第一级混合盘；12－第二级混合盘；13－连接板；14－烟箱；15－十字导流加筋板。
具体实施方式
图1为本发明烟箱安装位置示意图，图2～图5为本发明结构示意图。由图可见：双级回旋式SCR脱硝系统氨气烟气混合装置，包括烟箱14、氨气喷射管，其特征在于：所述烟箱14置于SCR进口烟道1的直段部分，沿烟气流向两端敞口并与进口烟道1连通，四周侧面与所述进口烟道1内侧面吻合相接，置于所述烟箱14一个侧面的双级氨气喷射管，包括第一级氨气喷射管9和第二级氨气喷射管10，一端位于烟箱14外部与氨气供应管道4连接，位于烟箱14内部的另一端为氨气喷射口，与烟气流向垂直设置；所述烟箱14内置的双级混合盘，由大小形状一致的、沿烟气流动方向前后错开布置的第一级混合盘11和第二级混合盘12组成，混合盘的平面与烟气流向呈45°夹角倾斜，所述第一级氨气喷射管9和第二级氨气喷射管10的氨气喷射口，分别针对第一级混合盘11和第二级混合盘12平面的中下部位。
由图2可见，所述第一级混合盘11和第二级混合盘12分别通过与烟气流向垂直设置的盘箱连接混合杆5、7，实现与烟箱14侧壁固定连接，盘盘连接混合杆6实现第一级混合盘11和第二级混合盘12之间的固定连接，第一级混合盘11和第二级混合盘12的相邻混合盘之间由连接板13进行固定连接。第一级混合盘11和第二级混合盘12的相邻混合盘之间的空隙处，设置有两端与所述烟箱14侧壁固定连接的辅助混合杆8（见图2和图3）。
所述第一级混合盘11和第二级混合盘12呈圆形，迎烟气流向的一侧面与十字导流加筋板15固定连接，所述十字导流加筋板15面对烟气流向也起部分导流混合作用（图5）。
所述盘箱连接混合杆5和盘箱连接混合杆7、盘盘连接混合杆6和辅助混合杆8，为与烟气流向垂直设置的圆形管或圆形棒，起到辅助搅动混合，使烟气和氨气达到更理想的混合效果。
位于所述烟箱14外部的所述氨气供应管道4设置有流量调节阀门和流量测量孔。
所述第一级混合盘11和第二级混合盘12的中心投影距离（沿烟气方向）为圆形板直径的50%～70%。
由图2可见，烟箱是烟气与氨气正交汇合并产生混合的主要物理位置。烟气经过双级混合盘后呈两组回旋式流态继续前进，同时与从双级氨气喷射管射出的氨气正交汇合，形成强烈的流态破碎效果，再加上与烟气流向垂直设置的各种混合杆5（6、7、8）辅助搅动混合，使烟气和氨气达到理想的混合效果。
实施例：
机组大小：600MW                              烟气量：1900000Nm3/h
纯氨耗量：235kg/h                               NOx浓度：500mg/Nm3
部分结果数据：
NH3/NOx摩尔比分布偏差（CV）≤5%          NOx浓度分布偏差≤5%
烟气流速分布偏差≤15%                                  NOx脱除率：80%
烟箱是烟气与氨气正交汇合形成强烈的流态破碎效果，再通过一定距离的流态复原，使得在烟气在进入SCR反应器时，NH3/NOx摩尔比分布偏差（CV）≤5%；NOx浓度分布偏差≤5%，烟气和氨气混合达到理想效果，进而提高了系统脱除NOx的性能。

Claims (5)

1.双级回旋式SCR脱硝系统氨气烟气混合装置，包括烟箱、氨气喷射管，其特征在于：所述烟箱置于SCR进口烟道的直段部分，沿烟气流向两端敞口并与进口烟道连通，四周侧面与所述烟道内侧面吻合相接；置于所述烟箱一个侧面的双级氨气喷射管，包括第一级氨气喷射管和第二级氨气喷射管，一端位于烟箱外部与氨气供应管道连接，位于烟箱内部的另一端为氨气喷射口，与烟气流向垂直设置；所述烟箱内置的双级混合盘，由大小形状一致的、沿烟气流动方向前后错开布置的第一级混合盘和第二级混合盘组成，混合盘的平面与烟气流向呈45°夹角倾斜；所述第一级氨气喷射管和第二级氨气喷射管的氨气喷射口，分别指向第一级混合盘和第二级混合盘平面的中下部位。
2.根据权利要求1所述双级回旋式SCR脱硝系统氨气烟气混合装置，其特征在于：所述第一级混合盘和第二级混合盘分别通过与烟气流向垂直设置的盘箱连接混合杆实现与烟箱侧壁固定连接，盘盘连接混合杆实现第一级混合盘和第二级混合盘之间的固定连接，第一级混合盘和第二级混合盘的相邻混合盘之间由连接板固定连接。
3.根据权利要求1所述双级回旋式SCR脱硝系统氨气烟气混合装置，其特征在于：第一级混合盘和第二级混合盘的相邻混合盘之间空隙处，设置两端与所述烟箱侧壁固定连接的辅助混合杆。
4.根据权利要求1所述双级回旋式SCR脱硝系统氨气烟气混合装置，其特征在于：所述混合盘呈圆形，迎烟气流向的一侧面与十字导流加筋板固定连接。
5.根据权利要求1所述双级回旋式SCR脱硝系统氨气烟气混合装置，其特征在于：所述盘箱连接混合杆、盘盘连接混合杆和辅助混合杆为圆形管或圆形棒。
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