CN203389534U

CN203389534U - 一种scr烟气脱硝装置

Info

Publication number: CN203389534U
Application number: CN201320282023.7U
Authority: CN
Inventors: 吴忠标; 刘学炎; 王岳军; 莫建松; 寿冬金; 李世远
Original assignee: Zhejiang Tianlan Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Tianlan Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2023-05-21

Abstract

本实用新型公开了一种SCR烟气脱硝装置，包括带有进口烟道的SCR反应器、压缩空气储罐、计量混合柜及与所述计量混合柜相连的还原剂储罐和稀释水储罐，还包括设置在所述进口烟道内的若干根多喷口雾化喷枪，所述多喷口雾化喷枪通过管路连接至所述计量混合柜和压缩空气储罐。本实用新型将喷枪均匀布置在进口烟道内部，每支喷枪有多个开口，增加稀释水系统降低还原剂浓度，降低还原剂在烟气中的最大浓度，使还原剂能迅速与烟气混合均匀。

Description

一种SCR烟气脱硝装置

技术领域

本发明涉及工业燃煤锅炉烟气治理技术领域，具体涉及一种SCR烟气脱硝装置。

背景技术

SCR(选择性催化还原法)是利用氨(NH₃)对NOx还原功能，在320～400℃的条件下，利用催化剂作用将NOx还原为对大气没有影响的N₂和水。“选择性”的意思是指氨有选择的进行还原反应，在这里只选择NOx还原。

目前的SCR脱硝装置基本上使用液氨做还原剂，但是液氨是一种易燃易爆有毒且具有腐蚀性的危险化学品，有极高的安全隐患，如果发生氨泄漏会对周边环境造成极大污染，因此对其运输、储存、使用等有着极高的技术要求，且越来越多地受到政策、法规的限制，极为不便。

氨水安全等级相对于液氨则较低，氨水产生的氨泄露其浓度较低，一般不会发生爆炸，且对周围环境影响有限，其运输、储存、使用等限制级别较低，安全性较高。常见工艺是设置单独的气化器将氨水气化成气氨后，再将气氨注射到烟气中进行脱硝。尿素作为一种农作物肥料，安全性更高，运输更方便快捷。

申请号为201220171255.0的中国实用新型专利文献于2012年04月20日公开了一种基于尿素溶液或氨水的SCR烟气脱硝装置，将二次风引出部分将氨水气化成气氨后用喷氨格栅注入反应器。该方法不足之处，直接引过热蒸汽将影响余热炉热效率、工艺复杂、增大了投资成本；喷氨格栅每个开口覆盖范围较小，因此开口数目较多，这样很难控制每个开口的流量，会造成还原剂的不均匀分布，同时相应母管和支管也相当密集容易积灰，影响进口烟道内烟气的分布。

申请号为201220527737.5的中国实用新型专利文献于2012年10月16日公开了氨水直接注射的余热炉烟气脱硝装置，将质量分数10%-35%氨水通过喷枪从进口烟道侧壁喷入进口烟道。该方法不足之处，过大质量分数的氨水和从侧壁面会造成还原剂浓度集中，很难满足催化剂层入口±5%浓度偏差。单支喷枪一个开口，为了使浓度分布均匀会增加开口数，对锅炉有一定的损害，成本也会相应增加。

实用新型内容

本实用新型提供了一种SCR烟气脱硝装置，将喷枪均匀布置在进口烟道内部，每支喷枪有多个开口，增加稀释水系统降低还原剂浓度，降低还原剂在烟气中的最大浓度，使还原剂能迅速与烟气混合均匀；一般锅炉内氮氧化物浓度是波动的，通过稀释水系统调节还原剂浓度维持喷枪的压力和流量稳定，从而保障喷枪雾化效果不受影响。.

一种SCR烟气脱硝装置，包括带有进口烟道的SCR反应器、压缩空气储罐、计量混合柜及与所述计量混合柜相连的还原剂储罐和稀释水储罐，还包括设置在所述进口烟道内的若干根多喷口雾化喷枪，所述多喷口雾化喷枪通过管路连接至所述计量混合柜和压缩空气储罐。

工作时，还原剂由布置在进口烟道内部若干多口雾化喷枪直接喷入进口烟道。稀释水系统降低还原剂浓度，降低还原剂在烟气中的最大浓度，使还原剂能迅速与烟气混合均匀，通过稀释水系统调节还原剂浓度维持喷枪的压力和流量稳定，从而保障喷枪雾化效果不受影响。针对不同情况调节还原剂浓度，通过计量混合柜可以调节每只喷枪流量和还原剂浓度，稀释后还原剂浓度为3%-10%（以NH₃计）。

作为优选，所述多喷口雾化喷枪为双流体喷枪，即：所述多喷口雾化喷枪包括枪体、位于枪体尾部的还原剂入口和压缩空气入口及分布在所述枪体上的喷口，所述还原剂入口连接所述计量混合柜，所述压缩空气入口连接所述压缩空气储罐。

为了增加还原剂混合效果，优选地，所述枪体贯穿并垂直于进口烟道壁布置在进口烟道中，所述喷口位于所述枪体上沿烟气流向的前侧。喷口的朝向与烟气走向相同。

进一步优选地，所述喷口的数量设置为至少一个，进一步优选根据要求顺次增加设置数量。喷枪的喷雾方向与烟气顺流，喷口的雾化角度为60°～150°，雾化粒径为20μm～200μm。

作为优选，所述喷口与枪体之间为可拆卸连接。磨损后可直接更换开口，不用更换枪体。

为了防止喷枪磨损增加喷枪寿命，优选地，所述枪体上沿烟气流向的后侧设有防磨损挡板。

进一步优选地，所述防磨损挡板与枪体之间为可拆卸连接。防磨损挡板在磨损后可以拆卸并更换。

作为优选，所述还原剂储罐为氨水储罐或尿素溶液储罐。以氨水或尿素溶液为还原剂进行烟气SCR脱硝。

整个混合系统可以针对不同SCR反应器和催化剂，优选所采用的SCR反应器可以为内挂式或者外挂式反应器，反应器内的催化剂可以采用板式、蜂窝式或者波纹式。

与现有的装置相比，本实用新型的有益效果：

1）由于单支喷枪拥有多个喷口，而且布置在进口烟道内，雾化方向与气流顺流，能使还原剂迅速与烟气混合均匀。

2）增加稀释水系统，降低还原剂浓度及降低喷入还原剂的最大浓度，便于还原剂扩散与烟气混合效果；并且通过稀释水系统调节还原剂浓度维持喷枪的压力和流量稳定,从而保障喷枪雾化效果不受影响。

3）由于单支喷枪拥有多个开口，而且每个开口的覆盖范围与一般的喷嘴相当，因此总的喷枪数比较少，相应的进口烟道上开孔也会减少，对进口烟道内的烟气分布影响不大。

4）喷枪的防磨损挡板，可以防止喷枪磨损延长喷枪寿命，磨损的防磨损挡板可以更换。

5）喷枪的可拆卸喷口，损坏后可以更换，不用更换枪体，开口小巧便于运输、保管和更换。

6）直接注射还原剂（氨水）对烟气特性影响很小，可忽略，如对于烟气量为2000000Nm³/h的余热炉脱硝，若脱硝效率80％、喷入质量分数为5％的氨水量约800kg/h，烟气中的水分百分比仅增加0.02％、温降仅降低0.8℃。还原剂溶液浓度一般为10%-35%（以NH₃计），稀释后还原剂浓度为3%-8%，5%最佳。

本实用新型具有工艺系统简单，维护与检修方便，安全性较高，脱硝效率良好。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型喷枪的结构示意图。

图3是本实用新型喷枪的横截面示意图。

图4是喷枪在进口烟道横截面上的分布示意图。

图5是SCR反应器的结构示意图。

图中所示附图标记如下：

1-稀释水储罐 2-还原剂储罐 3-稀释水泵

4-还原剂输送泵 5-还原剂卸载泵 6-计量混合柜

7-多喷口雾化喷枪 8-压缩空气储罐 9-进口烟道

10-SCR反应器 701-枪体 702-喷口

703-还原剂入口 704压缩空气入口 705-防磨损挡板。

具体实施方式

如图1～图5所示，一种SCR烟气脱硝装置，包括稀释水储罐1、还原剂储罐2、还原剂罐车、压缩空气储罐8、计量混合柜6、SCR反应器10、多喷口雾化喷枪7及其连接管路。

稀释水储罐1通过稀释水泵连接至计量混合柜6的稀释水入口，还原剂罐车通过还原剂卸载泵连接至还原剂储罐2的入口，还原剂储罐2的出口通过还原剂输送泵连接至计量混合柜6的还原剂入口，还原剂储罐2可选择氨水储罐或尿素溶液储罐，根据所使用的还原剂种类进行选择。

SCR反应器内挂式或者外挂式反应器，反应器内的催化剂可以采用板式、蜂窝式或者波纹式，本实施方式中采用的SCR反应器的结构示意图如图5所示，催化剂层布置在SCR反应器10的内部，进口烟道9连接SCR反应器10的顶部烟气入口，在进口烟道9内布置若干根（本实施方式中设置4根）多喷口雾化喷枪7。

多喷口雾化喷枪7采用双流体喷枪，其结构如图2和图3所示，包括枪体701、间隔布置在枪体701一侧上的至少一个喷口702、环绕在枪体701的另一侧上的防磨损挡板705、位于枪体701尾部的还原剂入口703和压缩空气入口704，还原剂入口703通过管路连接至计量混合柜6的还原剂输出口，压缩空气入口704通过管路连接压缩空气储罐8。

喷口702和防磨损挡板705分别位于枪体701上相对的两侧，喷口702的数量一般设置1～8个，本实施方式中设置4个，各喷口之间间隔均匀，各喷口与枪体701之间采用可拆卸连接方式，本实施方式中采用螺纹配合的连接方式；防磨损挡板705与枪体701之间也采用可拆卸方式连接，本实施方式中采用螺纹配合的连接方式，防磨损挡板705采用采用伞状结构，罩设在枪体701的一侧上。

多喷口雾化喷枪7在进口烟道9内的布置方式如图4和图5所示，多喷口雾化喷枪7的枪体701贯穿并垂直于进口烟道9的壁布置在进口烟道9内，枪体701位于进口烟道9内的长度与进口烟道9横截面的内径等同，尾部的还原剂入口703和压缩空气入口704位于进口烟道外，防磨损挡板705位于烟气来流一侧（沿烟气流向的后侧），防止烟气中的粉尘磨损枪体701，喷口702位于防磨损挡板705的另一侧，其开口朝向与烟气的流向同向（沿烟气流向的前侧），喷出的还原剂与烟气顺流，喷口的雾化角度为60°～150°，雾化粒径为20μm～200μm。

多喷口雾化喷枪7在进口烟道内可以布置若干根，可以上下相互平行间隔布置，也可以布置在进口烟道的同一横截面上，所有多喷口雾化喷枪在同一进口烟道横截面上个投影分布图如图4所示，

在所有连接管路上均设有控制阀。

本实用新型的工作过程如下：

还原剂（氨水或尿素溶液）的供应由还原剂罐车通过还原剂卸载泵5将还原剂注入还原剂储罐2，然后经过还原剂输送泵4输送到计量混合柜6，同时稀释水从稀释水储罐1通过稀释水泵3输送到计量混合柜6与氨水混合，计量分配到每只多喷口雾化喷枪7，压缩空气送入多喷口雾化喷枪7，将还原剂喷入SCR反应器10的进口烟道9中，进口烟道内的还原剂经过蒸发与烟气混合，然后一起进入反应器，通过催化剂还原剂与烟气中的氮氧化物发生还原反应，达到净化烟气的目的。在枪体的位于烟气来流一侧设置防磨损挡板705，可以防止枪体磨损延长使用寿命，同时防磨损挡板产生涡流可以增强烟气的湍流度，促进还原剂的扩散；每个喷口702是可以拆卸的，喷口磨损后只用更换喷口。

本实施方式的SCR脱硝装置对于烟气量为2000000Nm³/h的余热炉脱硝，若脱硝效率80％、喷入质量分数为5％的氨水量约800kg/h，烟气中的水分百分比仅增加0.02％、温降仅降低0.8℃。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施举例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种SCR烟气脱硝装置，包括带有进口烟道的SCR反应器、压缩空气储罐、计量混合柜及与所述计量混合柜相连的还原剂储罐和稀释水储罐，其特征在于，还包括设置在所述进口烟道内的若干根多喷口雾化喷枪，所述多喷口雾化喷枪通过管路连接至所述计量混合柜和压缩空气储罐。

2.根据权利要求1所述的SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述多喷口雾化喷枪包括枪体、位于枪体尾部的还原剂入口和压缩空气入口及分布在所述枪体上的喷口，所述还原剂入口连接所述计量混合柜，所述压缩空气入口连接所述压缩空气储罐。

3.根据权利要求2所述的SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述枪体贯穿并垂直于进口烟道壁布置在进口烟道中，所述喷口位于所述枪体上沿烟气流向的前侧。

4.根据权利要求3所述的SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述喷口的数量设置为至少一个。

5.根据权利要求4所述的SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述喷口与枪体之间为可拆卸连接。

6.根据权利要求2～5任一权利要求所述的SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述枪体上沿烟气流向的后侧设有防磨损挡板。

7.根据权利要求6所述的SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述防磨损挡板与枪体之间为可拆卸连接。

8.根据权利要求1所述的SCR烟气脱硝装置，其特征在于，所述还原剂储罐为氨水储罐或尿素溶液储罐。