CN105841183A - 一种降低NOx排放的雾/汽喷射系统 - Google Patents

Abstract

一种降低NOx排放的汽雾喷射系统，所解决的是降低锅炉NOx排放的技术问题，属锅炉降排技术领域。该系统包括汽雾源、流量控制阀组和汽雾喷射装置，流量控制阀组从汽雾源始，其后手动阀、过滤器、流量调节阀、压力/流量变送器、安全阀从前到后依次连接管路相通，最终与汽雾喷射器连接相通；汽雾喷射装置设置在燃烧室的炉墙或者水冷壁上，多个汽雾喷射器均布其上，本发明由于喷射出的汽雾能高速直达火焰高温区，能降低该区域的氧浓度和火焰峰值温度，有利于减少高温型NOx和燃料型NOx的产生，本系统结构简单，在各类锅炉都有极强的适用性。经多处现场试验结果表明，燃气时，NOx排放浓度可降低25‑60%，燃油时可降低10%～35%，燃煤时可降低15‑45%。

Description

一种降低 NOx 排放的雾 / 汽喷射系统

技术领域

本发明涉及一种锅炉降低NOx排放的汽雾喷射装置，使水雾/水汽喷射到火焰区，达到降低锅炉NOx排放的目的，属锅炉降排放环保技术领域。

背景技术

目前国内外都在进行更加严格的工业锅炉降低NOx排放要求。我国燃煤仍是主要的能源来源；北方冬季供暖时，各类链条炉、煤粉炉仍是供暖锅炉的主力，存在较严重的NOx排放污染。同时，国家的环保标准越来越严格。对于热电联产的动力锅炉而言，NOx排放要求降低到40mg/N³；对于天然气供暖锅炉，国标虽然要求NOx排放小于200ppm，各地纷纷制定了地方标准，特别是北京、天津等地，要求新上马的天然气锅炉NOx排放小于15-30ppm。为了满足这一系列要求，国内外顶尖燃烧器厂家不断研发、更新燃烧器技术，推出各种降低NOx排放的技术手段。

燃气燃烧器降排技术主要分为前处理和后处理：前处理一般指用高超的低NOx燃烧技术和辅助燃烧技术，抑制或者降低NOx排放量，如分级燃烧技术，烟气再循环技术，浓淡燃烧技术等。目前单一的前处理方式已经较难达到降低NOx排放要求，如广泛应用的烟气再循环技术虽然有较好的降低NOx的效果，但是当烟气与空气混合后，它全面稀释了空气中的氧量就容易对燃烧的稳定性造成影响，对某些锅炉存在容易造成震动等隐患。而后处理则指对燃烧后的烟气进行脱硝，主要有SCR和SNCR，都需要在特定的温度下的高温烟气中喷射还原物质，如氨水、尿素等。此外，后脱硝还有金属还原法，即用重金属作为催化还原剂来降低NOx排放；后脱硝技术虽然降排效率高，可达40-90%，但是投资成本大，后续维护和运行成本高，尤其是小型供暖锅炉用户，难以承担如此昂贵的费用。

探索降排新技术，适应新形势新要求，是业内广大科技人员努力的目的和方向。

发明内容

本发明的目的是：在现有燃烧技术的基础上，提供一种降低NOx排放的汽雾喷射系统，进一步降低燃烧室内的火焰峰值温度和降低烟气和空气混合物中的局部氧浓度，减少中间产物含氮基团和氧气的反应的概率以降低NOx排放。

为达到上述目的，采用的技术方案是：一种降低NOx排放的汽雾喷射系统，包括汽雾源、流量控制阀组和高压汽雾喷射装置，其特征在于：所述流量控制阀组前端进口与所述汽雾源出口管路连接相通、其后手动关断阀、过滤器、流量调节阀、压力/流量变送器、安全速断阀从前到后依次连接管路相通，后端出口与所述汽雾喷射装置进口连接相通；

所述汽雾喷射装置包括汽雾分配管，及均布于所述汽雾分配管上的多个高压汽雾喷射器，所述汽雾分配管的进口与所述流量控制阀组的出口管件连接相通；所述汽雾分配管设置在燃烧室的炉墙或者水冷壁上，喷射出的汽雾能高速直达火焰高温区。

所述过滤器能过滤掉蒸汽/水雾中的杂质，防止控制阀组中管路及喷射装置中喷头堵塞。

所述安全速断阀能快速关闭和切断喷射的蒸汽/雾化水。

所述压力/流量变送器和流量调节阀根据需要控制喷射进入炉膛的蒸汽/水雾量。

本发明的积极效果是：由于受精确控制的高速喷射的水汽或水雾直接冲击火焰峰值温度区，能降低该区域的的氧浓度和火焰峰值温度，一方面有利于减少高温型NOx的产生，另外也降低了中间产物含氮基团和氧的反应几率，即减少了燃料型NOx的产生，因此有利于减少燃油、燃煤锅炉的燃料型NOx的生成。本系统结构简单，在各类锅炉都有极强的适用性。经多处现场试验结果表明，燃气时，NOx排放浓度可降低25-60%，燃油时可降低10%～35%，燃煤时可降低15-45%。

附图说明

以下结合附图和实施案例对本发明作进一步说明。

图1为本发明系统示意图；

图中，1—手动关断阀；2—过滤器；3—流量调节阀；4—压力/流量变送器；5—安全速断阀；6—高压汽雾喷射器；7—燃烧室。

具体实施方式

图1为本发明系统示意图。由图所示可见，一种降低NOx排放的汽雾喷射系统，包括汽雾源、流量控制阀组和高压汽雾喷射装置，其特征在于：所述流量控制阀组前端进口与所述汽雾源出口管路连接相通、其后手动关断阀1、过滤器2、流量调节阀3、压力/流量变送器4、安全速断阀5从前到后依次连接管路相通，最终后端出口与所述汽雾喷射装置6的进口连接相通；

所述汽雾喷射装置包括汽雾分配管，及均布于所述汽雾分配管上的多个高压汽雾喷射器，所述汽雾分配管的进口与所述流量控制阀组的出口管件连接相通；所述汽雾分配管设置在燃烧室7的炉墙或者水冷壁上，喷射出的汽雾能高速直达火焰高温区。

所述汽雾喷射装置为耐热材料制成。

所述过滤器2能过滤掉蒸汽/雾化水中的杂质，保证后续管路和汽雾喷射装置的喷头不被堵塞。

所述安全速断阀5由控制系统开启或者快速关闭切断喷射的蒸汽/雾化水。

所述流量调节阀3之后连接有压力/流量变送器4；流量调节阀3能根据其后的压力（和/或流量计）4信号，根据需要调节控制喷射入炉膛的蒸汽/雾化水量。

本发明主要由高压水/蒸汽喷射器6和控制阀组组成。喷射器6位于燃烧室7的壁面上，喷射器6朝向燃烧室7内的火焰高温区。所述喷射器6根据锅炉系统功率大小配有有若干支，位于不同位置；且根据锅炉等系统的不同负荷将产生不同的燃烧火焰大小的运行特点，在炉壁上选定能喷射到（各负荷时的）火焰峰值温度位置点来布置安装喷射器6。

外界通过控制阀组供应过来的高压水/蒸汽通过喷射器6，喷向火焰根部以及火焰高温区。从而高压水或者蒸汽经过喷射器6后分别对火焰的根部或者火焰高温区进行扰动混合，结合控制阀组，能够精确靶向高温区的火焰峰值温度点，降低该局部区域的火焰峰值温度，降低热力型NOx的产生；降低了该局部区域的氧浓度，减少N与氧结合的几率，从而降低了燃料型NOx的产生。

本发明结构简单，无需改动燃烧器本体，运行平稳，效果明显，并且所需的喷射水/蒸汽量少，其局部喷射精确靶向的特点不会对原燃烧内火焰的稳定性造成影响。能够在现有或者新上马的各种锅炉及各类加热炉等将化学能转化为热能的系统里安装。燃气时，NOx排放浓度可降低25-60%，燃油时可降低10%～35%，燃煤时可降低15-45%。

Claims (1)

1.一种降低NOx排放的汽雾喷射系统，包括汽雾源、流量控制阀组和高压汽雾喷射装置，其特征在于：所述流量控制阀组前端进口与所述汽雾源出口管路连接相通、其后手动关断阀、过滤器、流量调节阀、压力/流量变送器、安全速断阀从前到后依次连接管路相通，后端出口与所述汽雾喷射装置进口连接相通；

所述汽雾喷射装置包括汽雾分配管，及均布于所述汽雾分配管上的多个高压汽雾喷射器，所述汽雾分配管的进口与所述流量控制阀组的出口管件连接相通；所述汽雾分配管设置在燃烧室的炉墙或者水冷壁上，喷射出的汽雾能高速直达火焰高温区。