CN204973530U - Sncr脱硝系统及垃圾焚烧锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种SNCR脱硝系统及垃圾焚烧锅炉，安装于炉膛内，用于对烟气进行脱硝，所述SNCR脱硝系统包括脱硝剂喷枪及扰流器，脱硝剂喷枪安装于所述炉膛的水冷壁；扰流器沿所述炉膛的水冷壁周向设置，所述扰流器位于所述烟气的排放路径上，且所述扰流器位于所述脱硝剂喷枪的下游，并可喷射形成与所述烟气流动方向相反的扰流气流。上述SNCR脱硝系统，将扰流器设于脱硝剂喷枪的上方，并喷射与烟气流动方向相反的扰流气流，通过喷射出扰流气流使脱硝剂停留时间增加，利于脱硝还原反应的均匀与充分。此外，扰流器的喷射气流对脱硝剂进行扰动，使脱硝剂的均匀度提高，从而进一步提高脱硝反应的反应率。

Description

SNCR脱硝系统及垃圾焚烧锅炉

技术领域

本实用新型涉及垃圾焚烧技术领域，特别是涉及一种SNCR脱硝系统及垃圾焚烧锅炉。

背景技术

随着城市化步伐的加快和人们生活水平的提高，国内生活垃圾量大幅增长，垃圾无害化处理成了必然选择。目前，对垃圾的处理大多数国家采用垃圾焚烧余热锅炉对垃圾进行焚烧处理，垃圾焚烧处理是现阶段垃圾处理减量化、资源化和无害化程度最高的一种处理技术，而且焚烧产生的热能可以供热或发电。但是，同时垃圾焚烧过程中会产生氮氧化物等污染物，如若未经过烟气净化装置而直接排放到环境中，将对生态系统造成恶劣的影响。

将氮氧化物还原成氮气的过程被称作脱硝过程，现有的脱硝技术中通常采用选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)，两种方式的还原方法的应用和工业化程度较高，其中，选择性非催化还原法(SNCR)由于投资小、运行成本低、施工周期短等优点，而被广泛应用。

一般地，在选择性非催化还原法脱硝过程中，由于没有采用催化剂，脱硝反应的最佳适宜温度为800～1200度，但是垃圾焚烧的温度和锅炉结构的原因，造成适合脱硝反应的温度区域具有局限性，而脱硝剂在未反应充分的情况下就离开了适宜反应的区域，导致氮氧化物的脱除率较低。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有的选择性非催化还原法脱硝过程中，氮氧化物脱除率较低的问题，提供一种使脱硝过程反应充分，提高脱硝率的SNCR脱硝系统及垃圾焚烧锅炉。

一种SNCR脱硝系统，安装于炉膛内，用于对烟气进行脱硝，所述SNCR脱硝系统包括：

脱硝剂喷枪，安装于所述炉膛的水冷壁；

扰流器，沿所述炉膛的水冷壁周向设置，所述扰流器位于所述烟气的排放路径上，且所述扰流器位于所述脱硝剂喷枪的下游，并可喷射形成与所述烟气流动方向相反的扰流气流。

上述SNCR脱硝系统，将扰流器设于脱硝剂喷枪的上方，并喷射与烟气流动方向相反的扰流气流，通过喷射出扰流气流使烟气在适宜脱硝反应区的停留时间增加，利于脱硝还原反应的均匀与充分。此外，扰流器的喷射气流对脱硝剂进行扰动，使脱硝剂的均匀度提高，从而进一步提高脱硝反应的反应率。

在其中一实施例中，所述炉膛包括分别相对设置的第一水冷壁与第二水冷壁，以及第三水冷壁与第四水冷壁，所述第一水冷壁、第二水冷壁、第三水冷壁及所述第四水冷壁依次相连围设形成所述炉膛，所述脱硝剂喷枪分别安装于所述炉膛的第一水冷壁及所述第二水冷壁，所述SNCR脱硝系统安装于所述炉膛进口处；

其中，相对所述炉膛进口，安装于所述第一水冷壁的所述脱硝剂喷枪的安装高度大于安装于所述第二水冷壁的脱硝剂喷枪的安装高度。

在其中一实施例中，位于所述第一水冷壁的脱硝剂喷枪等距水平排布，位于所述第二水冷壁的脱硝剂喷枪等距水平排布；

位于所述第一水冷壁的脱硝剂喷枪与位于所述第二水冷壁的脱硝剂喷枪交错相对排布。

在其中一实施例中，设置于所述第一水冷壁及第二水冷壁的扰流器位于所述脱硝剂喷枪上方，且分别距所述脱硝剂喷枪连线的竖直距离相等。

在其中一实施例中，设置于所述第一水冷壁的所述扰流器距所述炉膛进口的竖直距离为第一高度，设置于所述第二水冷壁的所述扰流器距所述炉膛进口的竖直距离为第二高度，位于所述第三水冷壁及第四水冷壁的所述扰流器距所述炉膛进口的距离为所述第一高度与所述第二高度的平均值。

在其中一实施例中，所述扰流器的气流流向朝所述炉膛进口方向，且相对垂直于所述炉膛的水冷壁的竖直平面倾斜设置。

在其中一实施例中，每个所述扰流器均朝向下一个所述扰流器，以喷射形成扰流旋流。

在其中一实施例中，所述扰流器相对垂直于所述炉膛的水冷壁的平面之间的夹角为10～25度。

在其中一实施例中，所述扰流器与所述炉膛出口连通，并可回抽所述炉膛出口的烟气至所述炉膛进口处；

其中，所述扰流器回抽所述炉膛出口的烟气占所述炉膛内烟气总量的5％～8％。

一种垃圾焚烧锅炉，包括如上述的SNC脱硝系统。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例中的垃圾焚烧锅炉的局部结构示意图；

图2为图1所示的垃圾焚烧锅炉的炉膛截面的俯视图；

图3为图1所示的垃圾焚烧锅炉的扰流器的布置图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1及图2所示，本实用新型较佳实施例中的SNCR脱硝系统10，安装于炉膛30内，用于对烟气进行脱硝，该SNCR脱硝系统10包括脱硝剂喷枪12及扰流器14。该脱硝剂喷枪12安装于炉膛30的水冷壁，该扰流器14沿炉膛的水冷壁周向设置，该扰流器14位于烟气的排放路径上，且该扰流器14位于该脱硝剂喷枪12的下游，并可形成与烟气流动方向相反的扰流气流。

具体地，本实施例中，该SNCR脱硝系统10安装于炉膛30的进口处，该炉膛30包括第一水冷壁32、第二水冷壁34、第三水冷壁36及第四水冷壁38，该第一水冷壁32与第二水冷壁34，以及第三水冷壁36与第四水冷壁38分别相对设置，该第一水冷壁32、第二水冷壁34、第三水冷壁36及第四水冷壁38依次相连围设形成所述炉膛30。该脱硝剂喷枪12安装于炉膛30进口处的第一水冷壁32及第二水冷壁34，该扰流器14与炉膛30出口连通，并可回抽炉膛30出口的烟气至炉膛30的进口处，该扰流器14沿炉膛30的水冷壁周向设置，且相对脱硝剂喷枪12位于其上方，并形成朝向所述炉膛30进口的扰流气流。

需要说明的是，第一水冷壁32和第二水冷壁34分别为锅炉炉膛30的前水冷壁和后水冷壁，第三水冷壁36和第四水冷壁38分别为锅炉的左水冷壁和右水冷壁。锅炉炉膛30的前、后、左、右水冷壁为本领域技术人员所熟知的技术名词，故不在此赘述其具体的定义。

本实施例中，该脱硝剂为尿素或氨水，该扰流器14回抽炉膛30出口的烟气占炉膛30内烟气总量的5％～8％，垃圾进入炉排22形成焚烧炉后，在炉排22上进行燃烧，燃烧过程中会生成氮氧化物，通过脱硝剂喷枪12喷射的脱硝剂将氮氧化物还原成氮气，达到污染物脱除效果。通常，氨水脱硝的理想反应温度为850～1100度，尿素脱硝的理想反应温度为900～1150度，在合理的温度区间内停留足够时间，脱硝反应才能反应充分。一般地，垃圾焚烧的烟气温度在炉膛30的进口处符合脱硝剂的理想反应温度，而将扰流器14设于脱硝剂喷枪12的上方，并将炉膛30出口的烟气回抽喷射，形成与烟气流动方向相反的扰流气流，通过喷射扰流气流使烟气停留时间增加，利于脱硝还原反应的均匀与充分进行。经过实际检测，现有的烟气在理想反应温度区域的停留时间约为0.5秒，而加装扰流器14可以使用烟气停留时间增加10％，同时，扰流器14的喷射气流对脱硝剂进行扰动，使脱硝剂的均匀度提高，从而提高脱硝反应的反应率。

可以理解，SNCR脱硝系统的位置可根据不同脱硝剂的理想反应温度以及垃圾焚烧锅炉的结构而定，在此不作限定。

请继续参阅图1，由于炉膛30的结构导致燃烧物烟气的温度区间存在差异，为适应此差异，相对炉膛30进口，安装于第一水冷壁32的脱硝剂喷枪12的安装高度大于安装于第二水冷壁34脱硝剂喷枪12的安装高度，从而保证脱硝剂形成的反应面与烟气的等温温度面相近似吻合，利于提高脱硝反应的反应率。优选的，位于炉膛30的第一水冷壁32的脱硝剂喷枪12为多个，位于炉膛30的第二水冷壁34的脱硝剂喷枪12也为多个，位于炉膛30的第一水冷壁32的脱硝剂喷枪12等距水平排布，位于第二水冷壁34的脱硝剂喷枪12等距水平排布。也就是说，第一水冷壁32上设有多个间隔排布的脱硝剂喷枪12，第二水冷壁34上设有多个间隔排布的脱硝剂喷枪12，且位于第一水冷壁32上的脱硝剂喷枪12的连线水平设置，位于第二水冷壁34上的脱硝剂喷枪12的连线水平设置。进一步地，位于第一水冷壁32的脱硝剂喷枪12与位于第二水冷壁34的脱硝剂喷枪12交错相对排布，更清楚地说，位于第一水冷壁32的一脱硝剂喷枪12对应位于第二水冷壁34的两脱硝剂喷枪12之间的位置，从而形成相对均匀的喷洒面，使脱硝反应更均匀。

请再次参阅图1，设置于第一水冷壁32及第二水冷壁34的扰流器14位于对应的脱硝剂喷枪12的上方，且分别距对应的脱硝剂喷枪12连线的竖直距离相等。本实施例中，分别设置于所述第一水冷壁32及第二水冷壁34的所述扰流器14距对应的所述脱硝剂喷枪12连线的距离为300～800毫米。如此，使扰流效果达到最佳，从而使燃烧烟气停留在合理反应区域的时间增加，从而提高反应效率。

优选的，设置于第一水冷壁32的扰流器14距炉膛30进口的竖直距离为第一高度，设置于第二水冷壁34的扰流器14距炉膛30进口的竖直距离为第二高度，位于第三水冷壁36及第四水冷壁38的扰流器14距炉膛30进口的竖直距离为第一高度与第二高度的平均值，从而使扰流器14所在平面与脱硝剂喷枪12所在平面基本平行，使扰流气流更均匀，进而使脱硝反应更加均匀与充分。

请一并参阅图2及图3，该扰流器14气流流向朝炉膛30进口方向，且相对垂直于炉膛30水冷壁的竖直平面倾斜设置，每个扰流器14朝向下一个扰流器14，以喷射形成扰流旋流。也就是说，扰流器14的气流流向沿斜向下，设置于第一水冷壁32、第二水冷壁34、第三水冷壁36及第四水冷壁38上的扰流器14分别朝斜下方喷射的扰流气流，从而形成一旋流，进而使脱硝剂在理想反应区域内停留时间长边，且利于脱硝剂的均匀喷洒与充分反应，提高脱硝反应率。本实施例中，该扰流器14对垂直于炉膛30的水冷壁的平面之间的夹角为10～25度。

基于上述的SNCR脱硝系统10，还提供一种垃圾焚烧锅炉(图未标)。

具体地，如图1所示，该垃圾焚烧锅炉包括燃烧设备20及炉膛30，炉膛30连通该燃烧设备20，用于将烟气排出。该燃烧设备20包括炉排22及燃烧室24，炉膛30的进口与燃烧室24连通，炉排22用于置放垃圾等燃烧物，在燃烧室24内进行燃烧。

上述SNCR脱硝系统10及垃圾焚烧锅炉，将扰流器14设于脱硝剂喷枪12的上方，并将炉膛30出口的烟气回抽喷射，形成与烟气流动方向相反的扰流气流，通过喷射扰流气流使烟气停留时间增加，利于脱硝还原反应的均匀与充分。此外，扰流器14的喷射气流对脱硝剂进行扰动，使脱硝剂的均匀度提高，从而进一步提高脱硝反应的反应率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种SNCR脱硝系统，安装于炉膛内，用于对烟气进行脱硝，其特征在于，所述SNCR脱硝系统包括：

脱硝剂喷枪，安装于所述炉膛的水冷壁；

扰流器，沿所述炉膛的水冷壁周向设置，所述扰流器位于所述烟气的排放路径上，且所述扰流器位于所述脱硝剂喷枪的下游，并可喷射形成与所述烟气流动方向相反的扰流气流。

2.根据权利要求1所述的SNCR脱硝系统，其特征在于，所述炉膛包括分别相对设置的第一水冷壁与第二水冷壁，以及第三水冷壁与第四水冷壁，所述第一水冷壁、第二水冷壁、第三水冷壁及所述第四水冷壁依次相连围设形成所述炉膛，所述脱硝剂喷枪分别安装于所述炉膛的第一水冷壁及所述第二水冷壁，所述SNCR脱硝系统安装于所述炉膛进口处；

其中，相对所述炉膛进口，安装于所述第一水冷壁的所述脱硝剂喷枪的安装高度大于安装于所述第二水冷壁的脱硝剂喷枪的安装高度。

3.根据权利要求2所述的SNCR脱硝系统，其特征在于，位于所述第一水冷壁的脱硝剂喷枪等距水平排布，位于所述第二水冷壁的脱硝剂喷枪等距水平排布；

位于所述第一水冷壁的脱硝剂喷枪与位于所述第二水冷壁的脱硝剂喷枪交错相对排布。

4.根据权利要求3所述的SNCR脱硝系统，其特征在于，设置于所述第一水冷壁及第二水冷壁的扰流器位于所述脱硝剂喷枪上方，且分别距所述脱硝剂喷枪连线的竖直距离相等。

5.根据权利要求4所述的SNCR脱硝系统，其特征在于，设置于所述第一水冷壁的所述扰流器距所述炉膛进口的竖直距离为第一高度，设置于所述第二水冷壁的所述扰流器距所述炉膛进口的竖直距离为第二高度，位于所述第三水冷壁及第四水冷壁的所述扰流器距所述炉膛进口的距离为所述第一高度与所述第二高度的平均值。

6.根据权利要求要求1所述的SNCR脱硝系统，其特征在于，所述扰流器的气流流向朝所述炉膛进口方向，且相对垂直于所述炉膛的水冷壁的竖直平面倾斜设置。

7.根据权利要求6所述的SNCR脱硝系统，其特征在于，每个所述扰流器均朝向下一个所述扰流器，以喷射形成扰流旋流。

8.根据权利要求7所述的SNCR脱硝系统，其特征在于，所述扰流器相对垂直于所述炉膛的水冷壁的平面之间的夹角为10～25度。

9.根据权利要求1所述的SNCR脱硝系统，其特征在于，所述扰流器与所述炉膛出口连通，并可回抽所述炉膛出口的烟气至所述炉膛进口处；

其中，所述扰流器回抽所述炉膛出口的烟气占所述炉膛内烟气总量的5％～8％。

10.一种垃圾焚烧锅炉，其特征在于，包括如权利要求1～9任意一项所述的SNCR脱硝系统。