CN103657411A - 用于scr烟气脱硝系统的旋流混合装置 - Google Patents

Abstract

用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置。现有的锅炉脱硝系统烟气速度的均匀度可以得到保证，但由于NH₃浓度的均匀度低，脱硝效率低。由于NH₃分布不均，较淡的区域，NO_x脱除率低；较浓的区域，氨逃逸量大。本发明的组成包括:喷氨管道(4)，喷氨管道设置在省煤器出口烟道(1)的上升管道内，在喷氨管道上安装有一组氨喷头，喷氨管道与喷氨烟道(6)连接，在喷氨烟道内安装有旋流混合器组(5)，所述的喷氨烟道与装有催化剂的催化剂烟道相通，在所述的催化剂烟道的入口处设置有导流叶片，在所述的催化剂烟道的上部安装有整流格栅。本发明用于火力发电烟气氮氧化物排放的控制。

Description

用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置

技术领域：

本发明涉及一种用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置。

背景技术：

我国以煤炭为燃料的火力发电厂烟气排放量巨大，造成了大气质量严重恶化，其中氮氧化物（NO _x ）排放对环境的污染尤为明显。脱除NO _x 的方法有多种，其中选择性催化还原NO _x 的方法（SCR），利用氨（NH ₃ ）作还原剂，因其技术成熟可靠、脱硝效率高、选择性好、性价比高，在新建及改造电厂中多采用SCR技术使NO _x 还原为对环境无害的氮气（N ₂ ）和水（H ₂ O），化学反应式为：

采用SCR技术，脱硝过程发生在在催化剂区域，影响脱硝效率的因素有：烟气中的NO _x 和NH ₃ 的混合的均匀度和烟气速度的均匀度。现有的锅炉脱硝系统烟气速度的均匀度可以得到保证，脱硝效率低的关键原因为NH ₃ 浓度的均匀度低。由于NH ₃ 分布不均，较淡的区域，NO _x 脱除率低；较浓的区域，氨逃逸量大。逃逸后的NH ₃ 可以与烟气中的SO ₃ 反应生成NH ₄ HSO ₄ ，NH ₄ HSO ₄ 会引起空气预热器腐蚀、积灰，压损增大，对引风机、送风机造成较大影响，提高了运行成本。

 

发明内容：

本发明的目的是提供一种用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置，其组成包括: 喷氨管道，所述的喷氨管道设置在省煤器出口烟道的上升管道内，在所述的喷氨管道上安装有一组氨喷头，所述的喷氨管道与喷氨烟道连接，在所述的喷氨烟道内安装有旋流混合器组，所述的喷氨烟道与装有催化剂的催化剂烟道相通，在所述的催化剂烟道的入口处设置有导流叶片，在所述的催化剂烟道的上部安装有整流格栅。

所述的用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置，所述的喷氨管道包括喷射方向向上的和向下的氨喷头，所述的旋流混合器组包括一组旋流器，沿锅炉深度方向布置有1~4列所述的旋流器，所述的旋流混合器组与所述的省煤器出口烟道的烟道壁连接。

所述的用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置，所述的旋流器由内筒、外筒和旋流叶片组成，所述的内筒、所述的外筒同轴线设置，所述的内筒中空，所述的旋流叶片沿周向均匀分布在所述的内筒、所述的外筒间环形区域，所述的旋流叶片两端分别固接于所述的内筒、所述的外筒，所述的旋流叶片与所述的内筒轴线倾角为15°~70°，每个所述的旋流器的旋流叶片倾斜方向一致，且倾角相等，所述的旋流器的旋流叶片为3~15个。

所述的用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置，在所述的省煤器出口烟道前部安装有省煤器出口灰斗，在所述的省煤器出口烟道后部安装有喷氨烟道入口灰斗，所述的省煤器出口烟道与所述的喷氨烟道相通。

有益效果：

1.本发明的旋流混合器组安装在喷氨管道上方，对经过的烟气产生强烈旋流现象，利用旋流增加烟气扰动，提高了烟气与氨的混合效率，降低氨的不均匀性，有利于锅炉提高脱硝效率，使氨逃逸率降低，减轻由逃逸造成的下游设备的堵塞和腐蚀，提高机组的可靠性。

2.本发明在不增加氨注入量和增大催化剂体积的条件下，提高了脱硝效率和氨使用率，降低了氨逃逸率，减轻了氨对下游受热面和设备的负面影响。对锅炉设计工作来说，可以适当降低喷氨烟道高度，提高了设计工作的灵活性；对电厂来说，有利于电厂节能减排，提高经济效益。本发明所述装置结构简单、易于实现、安装方便，具有良好的应用前景。

3.本发明的喷氨管道带有多个氨喷头，如果烟道中的烟尘含量在经过省煤器烟斗和喷氨烟道入口灰斗后，满足氨喷头阻塞和磨损的要求，氨喷头可以采取向下喷射氨的型式，否则应采取向上喷射。向下喷射的型式增加了氨与烟气混合的时间，能更好的降低氨的不均匀性，增加脱硝效率。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。图中，1为省煤器出口烟道，2为省煤器出口灰斗，3为喷氨烟道入口灰斗，4为喷氨管道，5为旋流混合器组，6为喷氨烟道，7为导流叶片，8为整流格栅，9为催化剂烟道，10为催化剂，11为催化剂烟道出口。

附图2是附图1的俯视图。

附图3是本发明的旋流器的结构示意图。图中，12为外筒，13为旋流叶片，14为内筒。

附图4 是本发明的旋流叶片与内筒轴线倾角示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置，其组成包括: 喷氨管道4，所述的喷氨管道设置在省煤器出口烟道1的上升管道内，在所述的喷氨管道上安装有一组氨喷头，所述的喷氨管道与喷氨烟道6连接，在所述的喷氨烟道内安装有旋流混合器组5，所述的喷氨烟道与催化剂烟道9相通，在所述的催化剂烟道的入口处设置有导流叶片7，在所述的催化剂烟道的上部安装有整流格栅8，在所述的催化剂烟道内设置有催化剂体10。

实施例2：

根据实施例1所述的用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置，所述的喷氨管道包括喷射方向向上的和向下的氨喷头，所述的旋流混合器组包括一组旋流器，沿锅炉深度方向布置有1~4列所述的旋流器，所述的旋流混合器组与所述的省煤器出口烟道的烟道壁连接。

实施例3：

根据实施例1或2所述的用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置，所述的旋流器由内筒14、外筒12和旋流叶片13组成，所述的内筒、所述的外筒同轴线设置，所述的内筒中空，所述的旋流叶片沿周向均匀分布在所述的内筒、所述的外筒间环形区域，所述的旋流叶片两端分别固接于所述的内筒、所述的外筒，所述的旋流叶片与所述的内筒轴线倾角为15°~70°，每个所述的旋流器的旋流叶片倾斜方向一致，且倾角相等，所述的旋流器的旋流叶片为3~15个，相邻的两个旋流器的旋流叶片倾斜方向可以不一致。经过旋流器的烟气和氨的混合气体，产生强烈的旋流混合效果，如果相邻的两个旋流器的旋流叶片倾斜方向一致，则相邻的旋转气流在交界面上的速度方向相反，混合作用会得到强化。经过旋流混合后的烟气和氨混合气体的流场比较杂乱，在经过导流叶片后，流场变得较为均匀，并且还可以达到进一步混合的目的，随后经过整流格栅整流，使烟气和氨混合气体满足速度均匀的要求。

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置，在所述的省煤器出口烟道前部安装有省煤器出口灰斗2，在所述的省煤器出口烟道后部安装有喷氨烟道入口灰斗3，所述的省煤器出口烟道与所述的喷氨烟道相通。

实施例5：

所述的用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置，本发明的旋流技术应用广泛，从流体力学中知道，旋流气流同时具有向前运动的轴向速度和沿圆周运动的切向速度，这就使气流在流动方向上，增强气体的扰动能力，相应的气流混合能力也得到提高。因此，在喷氨管道上方加装旋流混合器来代替原有的混合方式，NH ₃ 的混合均匀度提高，无疑会增大锅炉脱硝效率，使NH ₃ 逃逸量减小，降低对下游受热面和设备的负面影响，对电厂的节能减排产生明显的促进作用。

Claims (4)

1.一种用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置，其组成包括: 喷氨管道，其特征是: 所述的喷氨管道设置在省煤器出口烟道的上升管道内，在所述的喷氨管道上安装有一组氨喷头，所述的喷氨管道与喷氨烟道连接，在所述的喷氨烟道内安装有旋流混合器组，所述的喷氨烟道与装有催化剂的催化剂烟道相通，在所述的催化剂烟道的入口处设置有导流叶片，在所述的催化剂烟道的上部安装有整流格栅。

2.根据权利要求1所述的用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置，其特征是: 所述的喷氨管道包括喷射方向向上的和向下的氨喷头，所述的旋流混合器组包括一组旋流器，沿锅炉深度方向布置有1~4列所述的旋流器，所述的旋流混合器组与所述的省煤器出口烟道的烟道壁连接。

3.根据权利要求2所述的用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置，其特征是: 所述的旋流器由内筒、外筒和旋流叶片组成，所述的内筒、所述的外筒同轴线设置，所述的内筒中空，所述的旋流叶片沿周向均匀分布在所述的内筒、所述的外筒间环形区域，所述的旋流叶片两端分别固接于所述的内筒、所述的外筒，所述的旋流叶片与所述的内筒轴线倾角为15°~70°，每个所述的旋流器的旋流叶片倾斜方向一致，且倾角相等，所述的旋流器的旋流叶片为3~15个。

4.根据权利要求1或2或3所述的用于SCR烟气脱硝系统的旋流混合装置，其特征是: 在所述的省煤器出口烟道前部安装有省煤器出口灰斗，在所述的省煤器出口烟道后部安装有喷氨烟道入口灰斗，所述的省煤器出口烟道与所述的喷氨烟道相通。

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