CN103239989B - 用于将呈气态形式的还原剂供应到烟道气中的组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于将呈气态形式的还原剂供应到烟道气中的组件。本发明涉及一种组件，用于将呈气态形式的还原剂供应到在气体管道(4)中流动的烟道气中，气体管道(4)与布置在所述组件下游的选择性催化还原反应器(SCR)中的催化剂连通。该组件包括布置在气体管道(4)中的多个喷嘴(21)。喷嘴(21)适于供应所述还原剂。该组件进一步包括在气体管道(4)中布置在所述喷嘴(21)下游的多个混合板(30)。各个混合板(30)适于与至少一个专用喷嘴(21)协作。另外，各个喷嘴(21)布置在其专用混合板(30)的投影区域内，投影区域是专用混合板(30)的表面投影在垂直于气体管道(4)的气流方向(F)的平面中的区域。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年2月3日提交的欧洲专利申请No.12153899.5的益处，该申请通过引用而以其整体结合在本文中。
技术领域
本发明涉及用于将呈气态形式的还原剂供应到烟道气中的组件，烟道气流过管道且然后流入布置在所述组件的下游的选择性催化还原反应器(SCR)中。
背景技术
在诸如煤、油、天然气、泥煤、废料等的燃料在诸如功率装置或废物焚化装置的燃烧装置中的燃烧中，会产生过程气体。为了从这种过程气体(通常称为烟道气)中分离出氮氧化物(通常表示为NOx)，通常使用这样的方法，即，其中，通常使还原剂(通常为氨或尿素)与烟道气混合。与所述氨或尿素混合的烟道气然后传送通过催化剂，以促进还原剂与NOx的选择性反应，以形成氮气和水蒸气。通常，催化剂安装在通常所称的选择性催化还原反应器(SCR反应器)中。还原剂和烟道气的混合在SCR反应器的上游的位置上的系统管道中进行。
还原剂由布置在管道内的多个喷嘴供应给系统管道。为了促进使NOx和还原剂的浓度均匀地分布在管道的横截面上，以及因而还均匀地分布在SCR反应器的横截面上，已知在管道中使用混合板来使烟道气产生紊流。
但是，在许多系统中，NOx和还原剂的浓度在烟道气中未均匀地分布在SCR反应器的给定的横截面上。这带来了问题，因为NOx和还原剂之间的化学计量比率对于实现下者是必要的，即，良好地减少烟道气的NOx含量，以及使还原剂在SCR反应器中有低的滑漏(slip)。
DE3723618C1公开了用于将气体管道中的两种气态流体混合在一起的装置。流体中的一种由沿着混合板布置成排的多个喷嘴供应。喷嘴布置成相对于混合板和通过管道的主流向成角度，由此供应的气体在混合板的下游喷射成紊流。
发明内容
本发明的目的在于提供稳定可靠的组件，其允许减少将还原剂供应到具有贯穿烟道气流的气体管道中的喷嘴的数量，并且允许所述还原剂在SCR反应器上游均匀地分布到烟道气中。
这个目的借助于一种组件来实现，该组件用于将呈气态形式的还原剂供应到流过气体管道的烟道气中，气体管道与布置在所述组件下游的选择性催化还原反应器(SCR)中的催化剂连通。这种组件包括：在气体管道中布置在气体管道的垂直于通过所述气体管道的气流方向的横截面上的多个喷嘴，喷嘴适于供应所述还原剂；在气体管道中布置在所述喷嘴下游的多个混合板，各个混合板适于与至少一个专用喷嘴协作，其中，各个喷嘴布置在其专用混合板的投影区域内，投影区域是专用混合板的表面投影在垂直于气体管道的气流方向的平面中的区域。
通过这个组件，在组件下游的气体管道的给定横截面上实现了供应的还原剂和包含NOx的烟道气在烟道气中的较高效且均匀的混合。此外，实现了关于不同的运行状况的稳定可靠的组件，因为在其专用混合板的上游且在投影区域内以气态形式供应还原剂。以这个方式供应呈气态形式的还原剂还具有的优点是，喷嘴的结构可保持非常简单，从而使得能够有较成本高效的组件。另外，供应呈气态形式的还原剂允许还原剂以非常平滑的方式释放到经过的烟道气流中，从而将气体管道中的压降减到最小。
各个混合板产生从其前部边出现的漩涡。漩涡沿相反的方向旋转，并且在离开混合板之后它们的直径逐渐增大。沿着混合板前部边这样形成的漩涡朝向混合板的纵向中心轴线沿相反的方向旋转，具有随着漩涡离混合板的距离在其下游增大而逐渐增大的直径。
通过这个组件，还原剂被供应向各个混合板的主展开表面。通过以这个方式供应还原剂，还原剂主要借助于在各个混合板的相对的侧边部分处产生的漩涡产生的紊流而混合到烟道气中且在烟道气中混合。一旦转移到混合板的后部主展开表面，还原剂就接触仅烟道气的在前部边处形成的已经紊乱的流，并且与其混合。
在组件内的各个混合板产生的紊流已经被证明会导致在气体管道的横截面上非常高效地混合和分布还原剂和烟道气内的NOx。因为组件适于定位在SCR反应器的上游，所以混合持续到烟道气到达SCR反应器和布置在SCR反应器中的催化剂为止。由于本发明的组件的原因，烟道气中的NOx的浓度已经被证明在SCR反应器的横截面区域上具有惊人地均匀的分布。
已经进行的试验表明了本组件的惊人地有益的效果。在没有任何混合板的系统中供应还原剂的不止一百个喷嘴有效地由根据本组件的包括仅几个喷嘴(各个喷嘴具有专用混合板)的组件替代。
根据一个实施例，各个喷嘴布置在定位成离其专用混合板的焦点有距离的位置上，垂直于气体管道的气流方向得到的该距离为其专用混合板的投影长度的0.2至0.7倍，投影长度为混合板的起始于专用混合板的焦点处且终止于后部边处的长度垂直于气体管道的气流方向而投影的投影。
通过这个组件，还原剂供应向各个混合板的主展开表面的中间区。管道内的布置位置和中间区的大小实际上取决于混合板的几何结构和混合板相对于布置在管道内的喷嘴的角度。应当理解，还原剂流不能被引导向数学中心，而是被引导到覆盖这种中心的区域上，这由所述中间区表示。因此，供应的还原剂从而被吸入沿着混合板的相对的侧边产生的两个漩涡中。还原剂向混合板的后部主表面转移，以与由于混合板产生的漩涡的原因而已经以紊流的方式流动的烟道气高效地混合。这进一步增强和改进还原剂和在烟道气内且在烟道气中的NOx的混合。
根据一个实施例，各个混合板具有提供大体抛物线几何结构的形状。
根据一个实施例，各个混合板的抛物线几何结构的焦点与其专用喷嘴布置在基本相同的平面中。
根据一个实施例，多个喷嘴可布置成在气体管道的横截面上包括至少两个对称地布置的排的型式，各个排包括至少一个喷嘴，并且其中，混合板的直边部分布置成平行于所述排。多个混合板的表面平面因而与喷嘴对准。
根据一个实施例，各个排中的所有混合板相对于它们的专用喷嘴都基本为相同的角度。这种布置允许较容易地将混合板安装在气体管道中。
根据一个实施例，布置在气体管道的第一壁旁边的第一排中的混合板定向成使得它们的直边最靠近所述壁，并且其中，在第一排附近的第二排中的混合板定向成使得它们的直边最靠近气体管道的第二壁，第二壁与第一壁相对。
已经注意到，通过在气体管道的横截面上使用这种对称型式，还原剂和NOx均匀地分布在气体管道的整个横截面上。
根据一个实施例，该组件包括偶数排，其中，混合板沿着排以重复型式布置，其中，第一排中的混合板布置成紧靠气体管道的第一壁，直边最靠近所述壁，在第一排附近的第二排中的混合板的直边定位成最靠近后续第三排中的混合板的直边，并且在第三排附近的第四排中的混合板的直边定位成紧靠气体管道的第二壁，第二壁与第一壁相对。
在气体管道的横截面上的这种对称布置会在横截面上产生还原剂和NOx的较均匀的分布。要理解，需要的喷嘴和混合板的数量取决于气体管道的横截面的大小。已经进行的试验表明，根据本发明的配备有布置成四排的几个喷嘴(各个喷嘴具有专用混合板)的组件与在没有混合板的情况下使用的不止100个喷嘴一样有效。
根据一个实施例，各个混合板布置成使得其主展开表面相对于气体管道的气流方向形成25-55度的角度。因而，共同得到的这样成角度的混合板的主展开表面提供混合板的对应于气体管道的横截面区域的30-50%、更优选35-45%以及最优选38-42%的总投影区域，混合板的投影区域是混合板的表面投影在垂直于气体管道的气流方向的平面中的区域。
已经进行的测试表明，通过使混合板相对于其专用喷嘴布置成这种角度，横截面区域内的紊流足够大到使还原剂和NOx在组件下游均匀地分布在气体管道的整个横截面上。仍然注意到，对通过气体管道的流没有不适当的约束。
根据一个实施例，各个混合板布置成使得其主展开表面相对于气体管道的气流方向形成25-55度、更优选27-50度以及最优选28-45度的角度。
将混合板分成三个虚拟区，即下部区、中间区和上部区，下部区提供对应于混合板的沿着其纵向几何轴线得到的总长度的大约20%的长度，中间区对应于大约50%，而上部区提供对应于大约30%的长度。因为，测试结果表明，以在所述范围内的角度定位的混合板导致混合板的主展开表面的最低压力在混合板的中间区内。因此，因为这样成角度的混合板的相对的侧边所产生的紊流的原因，供应的还原剂高效地与烟道气的NOx混合。
根据一个实施例，还原剂为以干燥的气态形式供应的氨或尿素。从而消除了在喷嘴、混合板或气体管道的壁上形成沉淀的风险。
根据一个实施例，混合板具有数学抛物线形状，或者为由截顶锐角等腰三角形构成的组合几何结构，截顶锐角等腰三角形沿着其截顶边与单曲线几何结构合并。所述单曲线几何结构是圆节段、椭圆节段或抛物线节段。这进一步增强和改进了还原剂和在烟道气内且在烟道气中的NOx的混合。
本发明的另外的目标和特征根据以下详细描述和权利要求将是显而易见的。
附图说明
现在将参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1是燃烧煤的功率装置的示意性侧视横截面图。
图2是根据一个实施例的组件的透视图。
图3a是混合板实施例的平面图。
图3b是混合板实施例的平面图。
图3c是混合板实施例的平面图。
图4是根据一个实施例的组件的俯视图。
图5是根据一个实施例的组件的一部分的透视图。
图6是根据一个实施例的组件的示意性侧视横截面图。
具体实施方式
图1是示出功率装置1的示意性侧视横截面图。功率装置1包括燃烧煤的锅炉2。在燃烧煤的锅炉2中，煤在存在空气的情况下燃烧，从而产生呈烟道气的形式的过程气体流，该过程气体流经由流体地连接的管道4离开燃烧煤的锅炉2。通过管道4，烟道气流到选择性催化还原(SCR)反应器8的入口6。氨供应系统10运行来将氨供应给氨喷射系统12。氨喷射系统12在SCR反应器8上游将气体氨(NH3)供应到管道4中的烟道气流。SCR反应器8包括布置在SCR反应器8内部的一个或多个连续层14SCR-催化剂14a。SCR催化剂14a可以示例的方式包括应用于陶瓷载体材料以便包括例如蜂巢结构或板结构的催化活性成分，诸如五氧化二钒或三氧化钨。在SCR反应器8中，烟道气中的氮氧化物(NOx)与氨喷射系统12喷射的氨反应而形成氮气，N2。烟道气然后经由流体地连接的管道16离开SCR-反应器8，并且经由流体地连接的烟囱18排到大气中。将理解，功率装置1可包括另外的气体清洁装置，诸如颗粒移除器，诸如静电滤尘器，以及诸如湿式洗涤器。为了保持图中说明的清楚性，这样的装置未显示在图1中。
现在转到图2，示出了气体管道4的三维示意性透视横截面图。为了清楚和有利于理解，以虚线高度示意性地示出四个纵向管道壁4a、4b、4c和4d。沿水平方向通过气体管道4得到的横截面是来自位于锅炉2和SCR反应器8之间的位置。图2示出根据本发明的氨喷射系统12和静态混合器12a的组件100的一个实施例，其用于将呈气态形式的还原剂供应到在气体管道4中流动的烟道气中。
组件100包括管线系统20，管线系统20包括多个喷嘴21。在示出的实施例中，管线系统20垂直于烟道气流的方向(这由图2中的箭头F所指示)而布置在气体管道4中。组件100包括分布成排22的喷嘴21。要理解，喷嘴21和排22的数量和它们的型式可改变。
喷嘴21的数量应当适于诸如烟道气的质量，气体管道4的大小和SCR反应器8的质量的参数。
管线系统20与还原剂的供应10连通。供应10可呈罐或另一个适当的容器的形式。
组件100适于使用呈干燥气态形式的还原剂。作为非限制性示例，还原剂可为氨或尿素。在氨的情况下，其可或者以气态形式输送到功率装置1现场，或者以液体形式输送，以随后在引入气体管道4中之前蒸发。在气态形式下，不会经历与由于任何液滴或冷凝物与烟道气中的颗粒相互作用而形成沉淀相关联的问题。
还原剂由布置在导管系统20中的喷嘴21供应。气态还原剂释放到经过的烟道气流中，以便在到达布置在喷嘴下游的混合板30之前与烟道气流混合。
通过使用呈气态形式的还原剂，喷嘴21的结构可保持非常简单。在其最简单的形式下，单独的喷嘴21由管线系统20中的开口形成。气态还原剂因而可释放到经过的烟道气流中，以便以非常平滑的方式混合。
喷嘴21优选定向成对应于通过气体管道4的烟道气流的流向F，并且在该流向F上运行。另外，各个喷嘴21定位成与其相应的专用混合板30对准，如下面更详细地描述的那样。
各个喷嘴21优选地运行来将持续的还原剂流提供到气体管道4中。
因而，已经将管线系统20公开成单个整体式系统。但是，要理解，管线系统20可分成若干系统，从而允许气体管道4的横截面的不同的部分被提供不同量的还原剂或不同的加压程度。如果通过SCR反应器的下游进行的测量检测到存在不均匀的NOx分布，则后者可为有用的。
各个喷嘴21专用于混合板30。混合板30布置在其专用喷嘴21下游。混合板的数量可对应于喷嘴的数量，各个混合板适于与专用喷嘴协作。但是要理解，各个混合板可具有不止一个专用喷嘴21。
各个混合板30具有提供大体抛物线几何结构的几何结构。这表示混合板30可具有数学抛物线形状，参见图3a，或为具有大体整体抛物线几何结构的“组合几何结构”，参见图3b。
“组合几何结构”在本文定义为表示通过用单曲线几何结构30b代替一个顶点来进行修改的经修改的锐角等腰三角形30a。单曲线几何结构可由圆节段30b1、椭圆节段30b2或抛物线节段30b3表示。形成组合几何结构的一部分的所述三角形30a的顶点角度β优选为5-15度。优选，单曲线几何结构30b1、20b2、30b3被赋予使得其切线T与三角形30a的边S平滑地合并的半径R。在图3b中用虚线公开了三个单曲线几何结构30b1、30b2、30b3。
不论为混合板30的哪个设计30b1、30b2、30b3，混合板30都应当沿着其纵向几何结构轴线A具有对称的几何结构。这个轴线A定义为垂直地从三角形30a的底B上的中心点CP1延伸到弯曲边部分30b1、30b2、30b3上的焦点FP的线。焦点FP因而沿着混合板30的弯曲前部边部分30b1、30b2、30b3是最中心点。如沿着纵向几何结构轴线A看到的那样，混合板30可分成三个虚拟区，见图3c，下部区ZL、中间区ZM和上部区ZU。下部区ZL提供长度LL，其对应于混合板30沿着纵向几何结构轴线A的长度LT的大约20%。中间区ZM提供长度LM，其对应于混合板30沿着纵向几何结构轴线A的长度LT的大约50%。上部区ZU提供长度LU，其对应于混合板30沿着纵向几何结构轴线A的长度LT的大约30%。
现在转到图6，各个混合板30的焦点FP与其专用喷嘴21基本布置在相同的平面P中。另外，混合板30定位在这个水平平面P中，使得焦点FP在垂直于气体管道4内的排22的长度的方向上相对于喷嘴21的口部21a偏移距离LN，如图6中示出的那样。喷嘴21因而布置在定位成离其专用混合板30的焦点FP有距离LN的位置LNP上。垂直于气体管道4的气流方向F得到的距离LN是其专用混合板30的投影长度LP的0.2至0.7倍。投影长度LP是混合板30的起始于专用混合板30的焦点FP处且终止于后部边B处的长度LT垂直于气体管道4的气流方向F而投影的投影。距离LN因而可计算成投影长度LP的0.5倍。作为示例，在投影长度LP对应于一米的距离的情况下，距离LN则为0.5m。
各个混合板30的焦点FP因而与其专用喷嘴21基本布置在相同水平平面P中。但是理解，喷嘴21可布置成更靠近或更远离其专用混合板30，即，比图6中显示的喷嘴21的位置更靠近或更远离混合板。喷嘴21可布置在这样的位置上，即，该位置在离其专用混合板30的最近距离L1的0-0.9的范围内。备选地，喷嘴21可在水平平面P的上游布置在距离L2处。然后，喷嘴21和水平平面P之间沿着气体管道的主流向F测得的距离L2优选小于3m。
混合板30相对于口部21a偏移，使得喷嘴21定位在虚拟中间区ZM上游，并且基本与混合板的纵向几何结构轴线A重合。另外，优选使偏移使得喷嘴21的口部21a定向成沿着纵向几何结构轴线A与所述虚拟中间区ZM的中心点CP2对准。
另外，各个混合板30布置成使得其主扩张表面34沿通过所述气体管道4的流向F相对于其专用喷嘴21形成角度α。这个角度α可为固定的或可调节的。但是，在正常运行期间，不需要调节角度α。如图2中示出的那样，各个排R1、R2、R3、R4中的各个混合板30相对于其专用喷嘴21具有基本相同的角度α。优选组件100中的所有混合板30布置成同一角度α。
试验已经显示，适当的角度α为25至55度、更优选27至50度，并且最优选28至45度。试验已经显示，在气体管道4的整个横截面上，优选共同得到的多个这样成角度的混合板30应当提供是气体管道4的横截面区域CA的30-50%、更优选35-45%以及最优选38-42%的总投影区域。还可称为“阻挡区域”的“投影区域”PA在本文定义为表示混合板30的表面投影在垂直于气体管道4的气流方向F的平面中的区域。总投影区域因而为单独的混合板的所有投影区域的总和，如在垂直于气体管道4的气流方向的平面中看到的那样。这在图4中示意性地示出，图4提供具有总横截区域CA、具有八个混合板30的管道4的横截面，各个混合板30具有投影区域PA。这种组件100已经被证明在混合板30下游对烟道气和还原剂提供了足够的紊流，以便在混合物到达布置在其下游的SCR反应器之前，对还原剂和烟道气中的NOx提供足够的混合。
另外，如图2中看到的那样，喷嘴21布置成包括四个对称地布置的排22的型式。各个排22包括两个对称地布置的喷嘴21。应当理解，这个仅仅例示组件100。排22的数量应当为至少两个，并且各个排22应当具有至少一个喷嘴21。因而，可减少或增加喷嘴21和混合板30的数量。
根据图2，还示出，混合板30的直边底B布置成垂直于通过气体管道4的烟道气流，基本平行于排22。
在本实施例中，组件100包括四排22喷嘴21，即，偶数。混合板30布置成重复型式。布置在气体管道4的第一壁4a旁边的第一排R1中的混合板30定位成使得它们的直边底B最靠近第一壁4a。第二后续排R2中的混合板30的直边底B定位成第一排R1中的那些的镜像，混合板30的直边底B最靠近接下来后续第三排R3中的混合板30的直边底B。最后，在第三排R3附近的第四排R4中的混合板30的直边底B定位成第三排R3中的那些的镜像，混合板30的直边底B最靠近气体管道4的第二壁4c。第二壁4c布置成与第一壁4a相对。
不管气体管道4的大小如何，这个型式都可应用。应当理解，排22的数量和各个排22中的喷嘴21的数量可不同于本文以示例的方式公开的。
现在参照图5，组件100的功能将示意性地示出，以便描述喷嘴21和其专用混合板30中和周围的烟道气流。
在喷嘴21上游开始，烟道气流在气体管道4内部从锅炉2流向SCR反应器8，从而经过组件100。
在喷嘴21和其专用混合板30周围流过气体管道4的示出的横截面的烟道气流F经受混合板30产生的流扰动，因而使还原剂与包含NOx的烟道气混合。虽然本组件100包括若干喷嘴21和其专用的混合板30，但是为了阐述的简单，以下描述将集中在一个喷嘴21和其专用混合板30上。
在烟道气接触混合板30之后，沿着混合板30的两个相对的侧边31形成漩涡V1。漩涡V1基本沿着两个边31的整个长度形成，并且可甚至开始在混合板的弯曲几何结构处形成，但是沿着两个相对的中间区ZM最强。混合板30的大体抛物线几何结构因而产生从混合板30的相对的侧边31出现的至少两个主前部边漩涡V1。漩涡V1沿着扩张表面34朝向混合板30的直边底B移动。漩涡V1逐渐趋向于跟随通过气体管道4的大体流向F而远离混合板30，同时随着它们离混合板30的距离的增大而逐渐增大直径。漩涡V1沿相反的方向旋转。漩涡V1的实际特性随诸如混合板30相对于烟道气FG的流向F的角度α和混合板30的实际几何结构的因素而改变。
在焦点FP附近，烟道气流在与还原剂混合之前不久接触混合板30，因为混合板30的焦点FP与喷嘴21布置在基本相同的水平平面中。
这样在焦点FP附近产生的漩涡V1基本包含仅烟道气FG，直到漩涡V1遇到烟道气流的另一部分，当经过喷嘴21时，烟道气流的该另一部分接触排出的还原剂流RA，从而进行它们的混合。在喷嘴21的进一步下游，这样的烟道气和还原剂接触成角度的混合板30。
对于在混合板30的主扩张表面34的中间区ZM的区域中供应的还原剂RA，还原剂RA主要借助于混合板30产生的紊流而混合到烟道气FG中。在流经混合板30的中间区ZM之后，还原剂接触由于漩涡V1而已经紊乱的烟道气流，并且与其混合。因此，供应的还原剂从而吸入沿着各个混合板30的两个相对的侧边31产生的两个漩涡V1中。
由于气体管道4配备有包括具有专用混合板30的至少两个喷嘴21的组件100，一组喷嘴21和其专用混合板30产生的紊流添加到附近的组21、30产生的紊流，而不管组21、30是否在气体管道4的横截面上定位在同一排22中或定位在附近的排22中。
使用描述的组件100导致还原剂与烟道气FG中的NOx在气体管道4的横截面上高效地混合和分布。因为组件100定位在SCR反应器8的上游，所以混合持续到烟道气FG到达SCR反应器8和布置在SCR反应器8中的SCR-催化剂8a。由于使用描述的组件100，在烟道气中的NOx的浓度已经被证明惊人地均匀分布在SCR反应器8的横截面区域上。
测试表明使用描述的组件100的惊人地有益的效果。对于这种使用，将还原剂供应到没有任何混合板的气体管道中的不止100个喷嘴可由描述的仅包括几个喷嘴21(各个喷嘴21具有专用混合板30)的组件100代替。
组件100可与控制系统(未显示)连接，以基于在SCR反应器8下游的烟道气中的NOx的量来调整对气体管道4的还原剂供应水平。这样的控制系统可单独地控制通过喷嘴21的还原剂流，或者可控制由支承多个喷嘴21的导管系统22供应的还原剂水平。
在图1示出的其最简单的形式下，第一NOx分析器20运行来在锅炉2之后且在SCR反应器8上游不远处测量气体管道4的烟道气中的NOx的量。第二NOx分析器22运行来在SCR反应器8下游测量气体管道16的烟道气中的NOx的量。控制器24接收来自第一NOx分析器20和第二NOx分析器22的数据输入。基于该数据输入，控制器24计算当前NOx移除效率。比较计算的当前NOx移除效率与NOx移除设定点。基于比较的结果，针对最佳效率调节供应给烟道气的还原剂的量。
要理解，当使用控制系统时，本文描述的实施例是仅一个可行解决方案。取决于在SCR反应器8下游使用的传感器的数量，能够控制SCR反应器8在其横截面上的不同点处的清洁效率。
还要理解，可使用运行来感测锅炉2上的负荷的负荷传感器28。这种负荷可例如根据燃料的量来表达，诸如传送到锅炉2的煤的吨/小时数。来自这种负荷传感器的数据信号可用来进一步控制供应给组件100的还原剂的量。根据一个实施例，基于在SCR-催化剂14a的上游和/或下游执行的NOx测量，定期产生烟道气NOx分布数据。这个实施例的优点在于，可在供应给组件100的还原剂的量的控制中考虑NOx分布的变化(这样的改变由例如锅炉2上的负荷的变化、燃料质量的变化、锅炉2的燃烧装置的状态的变化等产生)，使得在所有时间都可确保有高效的NOx移除。
还要理解，NOx分布数据可通过进行手动测量来获得，以确定组件100将适当的量还原剂供应到气体管道4中的烟道气。
前文已经描述，可利用本发明来清洁在燃烧煤的锅炉中产生的过程烟道气。将理解，本发明还可用于其它类型的过程气体，包括在燃烧油的锅炉、焚化装置(包括废物焚化装置)、水泥窑、高炉和包括烧结带的其它冶金装置等中产生的过程气体。
另外要理解，气体管道4可设有不专用于特定混合板的另外的喷嘴21。但是，如果气体清洁需要额外地供应还原剂的话，则这样的额外的喷嘴21应当看作可选的特征。这样的额外的喷嘴21可布置在气体管道4中的任何适当的位置处，不管它是在组件100下游还是上游。
同样，要理解，气体管道4可在组件100下游或上游设有任何几何结构的另外的混合板30，进一步增加还原剂和烟道气的紊流和混合。
将理解，在所附权利要求的范围内，本发明的上面描述的实施例的许多变型是可行。
概括来说，本公开涉及一种组件，用于将呈气态形式的还原剂供应到在气体管道4中流动的烟道气中，气体管道4与布置在所述组件下游的选择性催化还原反应器(SCR)中的催化剂连通。组件包括布置在气体管道4中的多个喷嘴21。喷嘴21适于供应所述还原剂。组件进一步包括在气体管道4中布置在所述喷嘴21下游的多个混合板30。各个混合板30适于与至少一个专用喷嘴21协作。另外，各个喷嘴21布置在其专用混合板30的投影区域内，投影区域为专用混合板30的表面投影在垂直于气体管道4的气流方向F的平面中的区域。
Claims (12)
1.一种用于将呈气态形式的还原剂供应到在气体管道(4)中流动的烟道气中的组件，所述气体管道(4)与布置在所述组件下游的选择性催化还原反应器(SCR)(8)中的催化剂(14a)连通，所述组件包括：
布置在所述气体管道(4)中的多个喷嘴(21)，其适于供应所述还原剂，
在所述气体管道(4)中布置在所述喷嘴(21)下游的多个单独的混合板(30)，各个单独的混合板(30)定位成有一专用喷嘴(21)与其配对，其中，
各个喷嘴(21)布置在其配对的单独的专用混合板(30)的投影区域(PA)内，所述投影区域(PA)是所述单独的专用混合板(30)的表面投影在垂直于所述气体管道(4)的气流方向(F)的平面中的区域。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，各个喷嘴(21)布置在定位成离其专用混合板(30)的焦点(FP)有距离(LN)的位置(LNP)上，垂直于所述气体管道(4)的气流方向(F)得到的所述距离(LN)是其专用混合板(30)的投影长度(LP)的0.2至0.7倍，所述投影长度(LP)是所述混合板(30)的起始于所述专用混合板(30)的焦点(FP)处且终止于后部边(B)处的长度(LT)垂直于所述气体管道(4)的气流方向(F)而投影的投影。
3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，各个混合板(30)具有抛物线几何结构。
4.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，各个混合板(30)的焦点(FP)与其至少一个专用喷嘴(21)定位在相同平面中。
5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述多个喷嘴(21)布置成在所述气体管道(4)的横截面上包括至少两个对称地布置的排(22)的型式，各个排包括至少一个喷嘴(21)，并且所述专用混合板(30)的直边(B)平行于所述排(22)。
6.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，各个排(R1，R2，R3，R4)中的各个混合板(30)相对于它们的专用喷嘴(21)具有同样角度。
7.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，最靠近所述气体管道(4)的第一壁(4a)的第一排(R1)中的混合板(30)定向成使得它们的直边(B)最靠近所述壁(4a)，并且其中，在所述第一排(R1)附近的第二排(R2)中的混合板(30)定向成使得它们的直边(B)最靠近所述气体管道(4)的第二壁(4c)，所述第二壁(4c)与所述第一壁(4a)相对。
8.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，包括偶数排，其中，所述混合板(30)沿着所述排以重复型式布置，其中，第一排(R1)中的混合板(30)布置成紧靠所述气体管道(4)的第一壁(4a)，直边(B)最靠近所述壁，在所述第一排(R1)附近的第二排(R2)中的混合板(30)的直边(B)定位成最靠近后续第三排(R3)中的混合板(30)的直边(B)，并且在所述第三排(R3)附近的第四排(R4)中的混合板(30)的直边(B)定位成紧靠所述气体管道(4)的第二壁(4c)，所述第二壁(4c)与所述第一壁(4a)相对。
9.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，各个混合板(30)布置成使得其主展开表面(34)相对于所述气流方向(F)形成25-55度的角度，其中，这样成角度的混合板(30)的主表面(34)共同提供是所述气体管道(4)的横截面区域(CA)的30-50%、更优选35-45%以及最优选38-42%的总投影区域(PA)，混合板(30)的投影区域(PA)是所述混合板(30)的表面投影在垂直于所述气体管道(4)的气流方向(F)的平面中的区域。
10.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，各个混合板(30)布置成使得其主展开表面(34)相对于通过所述气体管道(4)的气流方向(F)形成25-55度、更优选27-50度以及最优选28-45度的角度。
11.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，所述还原剂(RA)为以气态形式供应的氨或尿素。
12.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，所述混合板(30)具有数学抛物线形状，或者为截顶锐角等腰三角形(30a)构成的组合几何结构，所述截顶锐角等腰三角形(30a)沿着其截顶边(S)与单曲线几何结构合并，所述单曲线几何结构为圆节段(30b1)、椭圆节段(30b2)或抛物线节段(30b3)。
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