CN211462689U - 用于烟气脱硝的喷氨装置及烟气脱硝系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于烟气脱硝的喷氨装置及烟气脱硝系统，用于烟气脱硝的喷氨装置包括：供氨管；喷氨管，喷氨管的首端与供氨管连接；调节阀门，设置在喷氨管的首端处并能够控制喷氨管的流量；多个喷头，间隔设置在调节阀门与喷氨管的末端之间，沿首端至末端方向，相邻两个喷头靠近首端的为在先喷头，靠近末端的为在后喷头，在先喷头的直径大于或者等于在后喷头的直径，且位于调节阀门处的第一个喷头的直径大于位于喷氨管的末端处的最后一个喷头的直径。本实用新型的有益效果是：本实施例提供一种能克服气流的分流效应而使还原剂均匀喷入烟道的喷氨装置，使得还原剂与烟气内的氮氧化物充分混合，从而提高脱硝效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于烟气脱硝的喷氨装置及烟气脱硝系统。
背景技术
人们对环保生活的要求越来越高，尤其是大气污染问题备受关注。钢铁行业积极推动了我国工业化及城镇化发展，但存在能耗高、污染严重的问题。其中，焦炉所排放的烟气存在大量NOX、SO2及粉尘，直接排入大气将造成雾霾、酸雨等严重的环境问题。2019年5月国家出台《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，规定焦炉排放烟气中NOX低于150mg/Nm3。另外，烧结及球团工艺也是NOX的重点排放源，排放限值为50mg/m3。
近年来，借鉴锅炉脱硝的经验与技术，国内各科研机构及企业开发出多种脱硝工艺方法，包括选择性催化还原法SCR、选择性非催化还原法SNCR、活性炭/焦吸附法等。其中，SCR法在工程中应用最为广泛，具有较高的脱硝效率。该方法的原理是利用还原剂(液氨、氨水、尿素等)与烟气中的NOx发生反应生成N2和H2O，以达到脱除氮氧化物的目的。为了使脱硝反应更加高效，除了选择合适的催化剂外，反应器内流场的均布性也有较高的要求，具体表现为进入脱硝反应器的烟气速度分布及烟气与还原剂的混合程度。其中，烟气与还原剂的混合程度主要取决于还原剂由喷氨格栅喷入烟道后的均匀程度。
现有技术一：申请号为201810904159.4(公开号CN 108786460 A)的专利公开了一种燃煤电厂脱硝喷氨装置流场优化系统，喷氨格栅由多个喷氨格栅单元组成，每一个喷氨格栅单元独立控制、喷氨。各个单元均连接有一个独立的供氨支管，连接管与其连通，两个分支管与连接管垂直对称设置形成一个分支管组，分支管上设置有多个喷头。分支管组设置有多组，全部的分支管组沿连接管的轴向间隔排列设置。
现有技术一中，为了达到均匀喷氨的目的，在供氨支管上均匀分布了数量较多的连接管以及分支管组。这种布置方式下还原剂路程过长且弯头较多，使得阻力增大，压降损失较多，且磨损严重；另外，每个供氨支管上设置手动蝶阀以及节流孔板，因此支管数量较多，不利于节约成本。
现有技术二：申请号为201811232211.2(公开号CN 109173635 A)的专利公开了一种变径喷氨格栅管道系统，管道系统包括供氨管路和喷氨管路，喷氨管路包括渐缩式喷管主管，供氨管路与其连接，渐缩式喷氨主管包括多个喷氨主管段，其管径由靠近供氨管路侧向远离侧依次减小，相邻两个喷氨主管段间通过变径连接管连接。
现有技术二中，设置渐缩式喷氨主管及与其相连的不同管径的喷氨主管，考虑了气体在管内的分流效应，使各支管内流量分布的一致性得到了提高，但也增加了喷氨格栅管道系统结构的复杂程度，压损较大。另外，还原剂从喷氨主管段进入喷氨支管后，依然存在分流效应导致的流量不一致的问题。
实用新型内容
本实用新型提供了一种用于烟气脱硝的喷氨装置及烟气脱硝系统，以达到能克服气流的分流效应，并使还原剂均匀喷入烟道的目的。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于烟气脱硝的喷氨装置，包括：供氨管；喷氨管，喷氨管的首端与供氨管连接；调节阀门，设置在喷氨管的首端处并能够控制喷氨管的流量；多个喷头，间隔设置在调节阀门与喷氨管的末端之间，沿首端至末端方向，相邻两个喷头靠近首端的为在先喷头，靠近末端的为在后喷头，在先喷头的直径大于或者等于在后喷头的直径，且位于调节阀门处的第一个喷头的直径大于位于喷氨管的末端处的最后一个喷头的直径。
进一步地，喷氨管为多条，多条喷氨管平行间隔设置。
进一步地，每条喷氨管上均设置有一个调节阀门和多个喷头。
进一步地，多条喷氨管的直径相同，多条喷氨管的横截面积之和小于或者等于供氨管的横截面积。
进一步地，喷氨管的直径范围为40mm至100mm。
进一步地，多个喷头的横截面积之和小于或者等于喷氨管的横截面积。
进一步地，沿首端至末端方向，多个喷头的直径依次递减。
进一步地，调节阀门处设置有流量计。
进一步地，供氨管、多个喷氨管、多个调节阀门和多个喷头形成喷氨格栅组，用于烟气脱硝的喷氨装置包括至少两个喷氨格栅组，至少两个喷氨格栅组呈镜像对称布置。
本实用新型还提供了一种烟气脱硝系统，包括烟道和上述的用于烟气脱硝的喷氨装置，喷氨管穿设在烟道内，且喷氨管能够通过多个喷头向烟道内喷射还原剂。
本实用新型的有益效果是：通过在喷氨管上设置多个喷头，并使位于调节阀门处的第一个喷头的直径大于位于喷氨管的末端处的最后一个喷头的直径，可以克服气流的分流效应而使还原剂均匀喷入烟道的喷氨装置，使得还原剂与烟气内的氮氧化物充分混合，从而提高脱硝效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图中附图标记：1、供氨管；2、喷氨管；3、调节阀门；4、喷头。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种用于烟气脱硝的喷氨装置，包括供氨管1、喷氨管2、调节阀门3和多个喷头4。喷氨管2的首端与供氨管1连接。调节阀门3设置在喷氨管2的首端处并能够控制喷氨管2的流量。多个喷头4间隔设置在调节阀门3与喷氨管2的末端之间，沿首端至末端方向，相邻两个喷头4靠近首端的为在先喷头，靠近末端的为在后喷头，在先喷头的直径大于或者等于在后喷头的直径，且调节阀门3处的第一个喷头4的直径大于喷氨管2的末端处的最后一个喷头4的直径。
采用本实用新型工作时，还原剂从供氨管1进入喷氨管2，通过喷氨管2上的调节阀门3调整喷氨管2内还原剂流量，通过在喷氨管2上设置上述结构的喷头4以调节各点流量趋于一致，因不同直径的喷头4具有调节流量的作用，每根喷氨管2可设置数十个喷头4，不仅减少了喷氨管2、调节阀门3的数量，也实现了喷氨管2从窄边进入烟道，从而降低了喷氨格栅的复杂程度、制造成本及检修难度。
需要说明的是，本实施例中调节阀门3处设置有流量计。设置流量计可以通过流量计监测喷氨管2的流量，并对应通过调节阀门3调整流量大小。
具体地，喷氨管2为多条，多条喷氨管2平行间隔设置，且每条喷氨管2的首端均与供氨管1连接。每条喷氨管2上均设置有一个调节阀门3和多个喷头4。当还原剂从供氨管1分流进入各喷氨管2时，通过喷氨管2上的调节阀门3能够调整每根喷氨管2内还原剂流量并使其一致。
本实施例中，多条喷氨管2的直径相同，多条喷氨管2的横截面积之和小于或者等于供氨管1的横截面积。即供氨管1的直径为D1，喷氨管2的直径为D2，其中， D1 2≥n·D2 2，且40mm≤D2≤100mm，其中，n为喷氨管2的数量。使多条喷氨管2 的横截面积之和小于或者等于供氨管1的横截面积，可以保证供氨管1分流后的还原剂在进入各个喷氨管2时能够具有足够的流量和压力，确保还原剂供给稳定。
进一步地，多个喷头4的面积之和小于或者等于喷氨管2的面积。即喷头4的直径从还原剂来流方向至喷氨管2末端依次为d1、d2......dm，喷头4的直径大小符合以下规则：d1≥d2≥......≥dm，且d1>dm，另外还需满足D2 2≥(d12+d22+......+dm2)。其中m为对应喷氨管2上喷头4的数量。通过在喷氨管2上设置上述结构的喷头4，因不同直径的喷头4具有调节流量的作用，所以能够调节各点流量趋于一致。
在一种未图示的实施例中：沿首端至末端方向，多个喷头4的直径依次递减。喷头4的直径从还原剂来流方向渐次递减，减弱了因流速差异而导致各喷头4处静压分布不一致的情况，使得各点流量趋于一致。
优选地，供氨管1、多个喷氨管2、多个调节阀门3和多个喷头4形成喷氨格栅组，本实用新型实施例中用于烟气脱硝的喷氨装置包括两组喷氨格栅组，两组喷氨格栅组呈镜像对称布置。
本实用新型实施例还提供了一种烟气脱硝系统，包括烟道和上述的的用于烟气脱硝的喷氨装置，喷氨管2穿设在烟道内，且喷氨管2能够通过多个喷头4向烟道内喷射还原剂。
本实用新型具体应用实施例如下：
两组喷氨格栅组对称分布，共两根供氨管1，每根供氨管1连接有四根喷氨管2，即n＝4，两组喷氨格栅组共八根喷氨管2，每根喷氨管2上设有八个直径依次递减的喷头4，即m＝8，两组喷氨格栅组共64个喷头4，每根喷氨管2进入烟道前管段上装有一套调节阀门3(及流量计)，两组喷氨格栅组共8套。
其中，供氨管1的直径D1为120mm，喷氨管2的直径D2为60mm。
喷头4的直径d1、d2......d8按照从还原剂来流方向至喷氨管末端依次为：24mm、22mm、22mm、20mm、20mm、18mm、18mm、16mm。
还原剂从烟道两侧的两根供氨管1进入，分流至各自侧的四根喷氨管2，经过调节阀门3，实现了每根喷氨管2内还原剂流量一致。随后通过设置在喷氨管2上的八个喷头4，还原剂被喷入烟道，与烟气中的氮氧化物充分混合，喷头4的直径从还原剂来流方向(类似)渐次递减，减弱了因流速差异而导致各喷头4处静压分布不一致的情况，使得各点流量趋于一致。
从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：本实施例提供一种能克服气流的分流效应而使还原剂均匀喷入烟道的喷氨装置，使得还原剂与烟气内的氮氧化物充分混合，从而提高脱硝效率。
本实用新型方案尤其适用于喷氨管从矩形管窄边进入烟道的情况。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
Claims (10)
1.一种用于烟气脱硝的喷氨装置，其特征在于，包括：
供氨管(1)；
喷氨管(2)，所述喷氨管(2)的首端与所述供氨管(1)连接；
调节阀门(3)，设置在所述喷氨管(2)的首端处并能够控制所述喷氨管(2)的流量；
多个喷头(4)，间隔设置在所述调节阀门(3)与所述喷氨管(2)的末端之间，沿所述首端至所述末端方向，相邻两个所述喷头(4)靠近所述首端的为在先喷头，靠近所述末端的为在后喷头，所述在先喷头的直径大于或者等于所述在后喷头的直径，且位于所述调节阀门(3)处的第一个所述喷头(4)的直径大于位于所述喷氨管(2)的末端处的最后一个所述喷头(4)的直径。
2.根据权利要求1所述的用于烟气脱硝的喷氨装置，其特征在于，所述喷氨管(2)为多条，多条所述喷氨管(2)平行且间隔设置。
3.根据权利要求2所述的用于烟气脱硝的喷氨装置，其特征在于，每条所述喷氨管(2)上均设置有一个所述调节阀门(3)和多个所述喷头(4)。
4.根据权利要求2所述的用于烟气脱硝的喷氨装置，其特征在于，多条所述喷氨管(2)的直径相同，多条所述喷氨管(2)的横截面积之和小于或者等于所述供氨管(1)的横截面积。
5.根据权利要求4所述的用于烟气脱硝的喷氨装置，其特征在于，所述喷氨管(2)的直径范围为40mm至100mm。
6.根据权利要求5所述的用于烟气脱硝的喷氨装置，其特征在于，多个所述喷头(4)的横截面积之和小于或者等于所述喷氨管(2)的横截面积。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于烟气脱硝的喷氨装置，其特征在于，沿所述首端至所述末端方向，多个所述喷头(4)的直径依次递减。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的用于烟气脱硝的喷氨装置，其特征在于，所述调节阀门(3)处设置有流量计。
9.根据权利要求3所述的用于烟气脱硝的喷氨装置，其特征在于，所述供氨管(1)、多个所述喷氨管(2)、多个所述调节阀门(3)和多个所述喷头(4)形成喷氨格栅组，所述用于烟气脱硝的喷氨装置包括至少两个所述喷氨格栅组，至少两个所述喷氨格栅组呈镜像对称布置。
10.一种烟气脱硝系统，包括烟道和权利要求1所述的用于烟气脱硝的喷氨装置，其特征在于，所述喷氨管(2)穿设在所述烟道内，且所述喷氨管(2)能够通过多个所述喷头(4)向所述烟道内喷射还原剂。
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