CN113083004A - 一种适用于中低温scr脱硝氨水直喷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于中低温SCR脱硝氨水直喷装置，包括依次连通的入口烟道、SCR反应器与出口烟道，所述入口烟道内设置至少一个双流体雾化喷嘴；与空压机相连接的压缩空气储罐通过管道依次连接阀门、过滤器与计量分配模块至双流体雾化喷嘴，至少一台与氨水储罐相连接的氨水输送泵通过管道依次连接阀门、过滤器与计量分配模块至双流体雾化喷嘴。本发明通过设置双流体雾化喷嘴，利用压缩空气的帮助将氨水雾化成细水雾颗粒，喷送至烟道内，同烟气混合，雾化氨水可以快速蒸发，分解出NH3，本发明能够实现氨水快速蒸发效果，装置取消了原氨水蒸发系统中的氨水蒸发器，减少电或蒸汽等能源介质消耗，减少运行及维护费用，达到节能目的。

Description

一种适用于中低温SCR脱硝氨水直喷装置
技术领域
本发明涉及一种脱硝氨水直喷装置，特别是涉及一种适用于中低温SCR脱硝氨水直喷装置。
背景技术
氮氧化合物(NO，NO2，N2O)是空气污染的主要来源，他们能产生光化学烟雾、酸雨、臭氧空洞以及温室效应。随着我国对环境保护的日益重视，我国焦化及钢铁行业烟气达标排放势在必行。钢铁及焦化行业的烟气脱硝基本采用SCR脱硝技术。SCR脱硝技术即为选择性催化还原技术，在催化剂的作用和在氧气存在条件下，NH3优先和NOx发生还原脱除反应，生成N2和H20。脱硫后的烟气通过烟道进入SCR反应器，供氨系统向烟气中喷入氨气。在180～300℃的温度区间，烟气中的NOx在SCR反应器中催化剂的催化作用下将与氨气发生化学反应生成N2和H2O。
而现在工业应用的NH3来源主要通过尿素的水解、热解或液氨、氨水的蒸发来获得。其中应用最为广泛的是氨水蒸发工艺。传统的氨水蒸发需要单独设置氨水蒸发器，用蒸汽或电作为热源，加热氨水蒸发出NH3，进行脱硝。利用此类蒸发工艺，需要消耗大量的能源，投资及运行成本较高。专利CN202010270553.4(一种用于SCR脱硝喷射系统的氨水蒸发装置)是从热一次风主管路引一路热风直接用于蒸发氨水，避免了电蒸发的高能耗；CN201820459707.2(一种直接喷射氨水的SCR烟气脱硝装置)是利用多根并联设置的喷枪，伸入SCR反应装置前段温度为270～550℃的烟道内部，喷入氨水进行蒸发。此类发明专利可以用于电厂锅炉脱硝，由于钢厂的烧结机、球团、焦炉等烟气温度达不到锅炉烟气温度，因此不适用钢厂及焦炉烟气的脱硝。
因此，现有技术尚不能解决钢厂及焦炉烟气的脱硝技术中氨水蒸发的能耗和运行问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种适用于钢铁厂、焦炉厂等中低温SCR脱硝氨水直喷装置，实现氨水快速蒸发效果，解决现有脱硝技术中氨水蒸发的能耗高和运行成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种适用于中低温SCR脱硝氨水直喷装置，包括压缩空气输送单元、氨水输送单元与SCR反应单元；
所述SCR反应单元包括依次连通的入口烟道、SCR反应器与出口烟道，所述入口烟道内设置至少一个双流体雾化喷嘴；
所述压缩空气输送单元包括与空压机相连接的压缩空气储罐，所述压缩空气储罐与所述双流体雾化喷嘴通过压缩空气管线相连接，所述压缩空气管线由通过管道依次连接的阀门、过滤器与计量分配模块组成；
所述氨水输送单元包括至少一台与氨水储罐相连接的氨水输送泵，所述氨水输送泵与所述双流体雾化喷嘴通过氨水管线相连接，所述氨水管线由通过管道依次连接的阀门、过滤器与计量分配模块组成。
优选地，所述氨水储罐储存氨水的浓度为20％～25％。
优选地，所述阀门为气动调节阀门。
特别地，所述SCR反应器内设置至少一层的催化层，所述双流体雾化喷嘴与所述催化层间隔距离不小于10m。
优选地，所述计量分配模块自动调节输送量。
基于上述技术方案，本发明的优点是：本发明可以取消原氨水蒸发系统中的氨水蒸发器，减少电或蒸汽等能源介质消耗，减少运行及维护费用，达到节能目的，并且设置的计量分配模块可以根据SCR反应单元内的烟气量及烟气中的NOx浓度，由计算机模拟计算，自动调节输送的压缩空气量和氨水量，实现系统的自动化控制。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为中低温SCR脱硝氨水直喷装置示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明提供了一种适用于中低温SCR脱硝氨水直喷装置，其特征在于：包括压缩空气输送单元、氨水输送单元与SCR反应单元；所述SCR反应单元包括依次连通的入口烟道8、SCR反应器9与出口烟道10，所述入口烟道8内设置至少一个双流体雾化喷嘴7；所述压缩空气输送单元包括与空压机1相连接的压缩空气储罐2，所述压缩空气储罐2与所述双流体雾化喷嘴7通过压缩空气管线相连接，所述压缩空气管线由通过管道依次连接的阀门、过滤器3与计量分配模块6组成；所述氨水输送单元包括至少一台与氨水储罐4相连接的氨水输送泵5，所述氨水输送泵5与所述双流体雾化喷嘴7通过氨水管线相连接，所述氨水管线由通过管道依次连接的阀门、过滤器3与计量分配模块6组成。
优选地，所述氨水储罐4储存氨水的浓度为20％～25％。所述阀门为气动调节阀门。所述SCR反应器9内设置至少一层的催化层，所述双流体雾化喷嘴7与所述催化层间隔距离不小于10m。双流体雾化喷嘴7安装位置需要保证距离催化层至少10m，以保证NH3在烟道内蒸发、混合完全。所述计量分配模块6自动调节输送量。
本发明的具体运行原理如下：
压缩空气由空压机1产生，储存于压缩空气储罐2中，经过滤器3过滤后，输送至双流体雾化喷嘴7处。
20％～25％的氨水储存于氨水储罐4，经氨水输送泵5，输送至双流体雾化喷嘴7处。
氨水加压后输送至双流体雾化喷嘴7处，在压缩空气的帮助下将液体雾化成细水雾颗粒，喷送至烟道内，同烟气混合。由于雾滴直径非常小，在180～300℃可以快速蒸发，分解出NH3，在SCR反应器内同NOx进行反应。由于装置取消了原氨水蒸发系统中的氨水蒸发器，减少电或蒸汽等能源介质消耗，减少运行及维护费用，达到了节能目的。
同时在压缩空气管路及氨水管路上安装计量分配模块6，设置气动调节阀门，可以根据SCR处理的烟气量及烟气中的NOx浓度，由计算机模拟计算，自动调节输送的压缩空气量和氨水量，实现系统自动控制。
本发明可以取消原氨水蒸发系统中的氨水蒸发器，减少电或蒸汽等能源介质消耗，减少运行及维护费用，达到节能目的，并且设置的计量分配模块可以根据SCR反应单元内的烟气量及烟气中的NOx浓度，由计算机模拟计算，自动调节输送的压缩空气量和氨水量，实现系统的自动化控制。
实施例1
本实施例的适用于中低温SCR脱硝氨水直喷装置设置如下：
如图1所示，包括压缩空气输送单元、氨水输送单元与SCR反应单元；
SCR反应单元包括依次连通的入口烟道8、SCR反应器9与出口烟道10，入口烟道8内设置四个双流体雾化喷嘴7，双流体雾化喷嘴支撑于反应器烟道内；
压缩空气输送单元包括与空压机1相连接的压缩空气储罐2，压缩空气储罐2与双流体雾化喷嘴7通过压缩空气管线相连接，压缩空气管线由通过管道依次连接的气动调节阀门、过滤器3与计量分配模块6组成；
氨水输送单元包括一台与氨水储罐4相连接的氨水输送泵5，氨水输送泵5与双流体雾化喷嘴7通过氨水管线相连接，氨水管线由通过管道依次连接的气动调节阀门、过滤器3与计量分配模块6组成。
其中，氨水储罐4内储存的氨水的浓度为20％，SCR反应器9内设置三层催化层，双流体雾化喷嘴7与第一层催化层间隔距离为11m。
实施例2
本实施例的适用于中低温SCR脱硝氨水直喷装置设置如下：
脱硝氨水直喷装置包括压缩空气输送单元、氨水输送单元与SCR反应单元；
SCR反应单元包括依次连通的入口烟道8、SCR反应器9与出口烟道10，入口烟道8内设置1个双流体雾化喷嘴7，双流体雾化喷嘴支撑于反应器烟道内；
压缩空气输送单元包括与空压机1相连接的压缩空气储罐2，压缩空气储罐2与双流体雾化喷嘴7通过压缩空气管线相连接，压缩空气管线由通过管道依次连接的气动调节阀门、过滤器3与计量分配模块6组成；
氨水输送单元包括两台与氨水储罐4相连接的氨水输送泵5，氨水输送泵5与双流体雾化喷嘴7通过氨水管线相连接，氨水管线由通过管道依次连接的气动调节阀门、过滤器3与计量分配模块6组成。
其中，氨水储罐4内储存的氨水的浓度为25％，SCR反应器9内设置一层催化层，双流体雾化喷嘴7与催化层间隔距离为15m。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种适用于中低温SCR脱硝氨水直喷装置，其特征在于：包括压缩空气输送单元、氨水输送单元与SCR反应单元；
所述SCR反应单元包括依次连通的入口烟道(8)、SCR反应器(9)与出口烟道(10)，所述入口烟道(8)内设置至少一个双流体雾化喷嘴(7)；
所述压缩空气输送单元包括与空压机(1)相连接的压缩空气储罐(2)，所述压缩空气储罐(2)与所述双流体雾化喷嘴(7)通过压缩空气管线相连接，所述压缩空气管线由通过管道依次连接的阀门、过滤器(3)与计量分配模块(6)组成；
所述氨水输送单元包括至少一台与氨水储罐(4)相连接的氨水输送泵(5)，所述氨水输送泵(5)与所述双流体雾化喷嘴(7)通过氨水管线相连接，所述氨水管线由通过管道依次连接的阀门、过滤器(3)与计量分配模块(6)组成。
2.根据权利要求1所述的脱硝氨水直喷装置，其特征在于：所述氨水储罐(4)储存氨水的浓度为20％～25％。
3.根据权利要求1所述的脱硝氨水直喷装置，其特征在于：所述阀门为气动调节阀门。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的脱硝氨水直喷装置，其特征在于：所述SCR反应器(9)内设置至少一层的催化层，所述双流体雾化喷嘴(7)与所述催化层间隔距离不小于10m。
5.根据权利要求1所述的脱硝氨水直喷装置，其特征在于：所述计量分配模块(6)自动调节输送量。
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