CN212974711U - 一种能提高sncr脱硝效率的尿素分层喷射系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能提高SNCR脱硝效率的尿素分层喷射系统，安装在垃圾焚烧锅炉中，喷射系统包括上层、中层及下层素喷枪层，在垃圾焚烧锅炉的第一烟道中沿烟气流动方向间隔布置，每个尿素喷枪层包含若干个尿素雾化喷枪；本实用新型仅采用三层尿素喷枪层，对其进行合理的分布设置，通过增大靠近烟气流动上游的尿素喷枪层之间的距离，延长了中层和下层素喷枪层的断面处尿素与烟气的混合停留时间，提高了烟气SNCR脱硝效率，并能节省烟气脱硝用尿素的耗量；通过减少上层尿素喷枪层的喷枪数量，使得在喷入焚烧炉内尿素量一定的情况下，减少上层尿素喷枪的尿素喷入分配比例，避免上层尿素热解产生的少部分逃逸氨腐蚀后续第二烟道。

Description

一种能提高SNCR脱硝效率的尿素分层喷射系统

技术领域

本实用新型属于垃圾焚烧烟气SNCR脱硝领域，具体涉及一种能提高SNCR脱硝效率的尿素分层喷射系统。

背景技术

氮氧化物是垃圾焚烧过程中主要的气态污染物之一，来源于垃圾中含氮化合物的热解氧化和空气中氮气的高温氧化。氮氧化物怕入大气层中会形成有毒的光化学烟雾，并且还破坏臭氧层、参与酸雨形成。因此垃圾焚烧过程中产生的氮氧化物必须控制，满足相关排放标准后才能排放。现阶段，我国大多数垃圾焚烧发电厂烟气中氮氧化物排放执行欧盟2000排放标准。为满足欧盟2000排放标准的要求，在垃圾焚烧发电厂，对烟气中氮氧化物的控制采用SNCR炉内脱硝和SCR脱硝相结合的烟气脱硝工艺。SNCR炉内脱硝即将把氨水或尿素溶液喷射到垃圾焚烧锅炉第一烟道内，利用氨或尿素的还原性还原烟气中的氮氧化物，氮氧化物发生还原反应生成无害的氮气排出，以达到脱硝的目的。由于尿素使用安全性比氨水高，本身尿素在高温下分解也产生氨，故垃圾焚烧发电厂使用尿素作为SNCR脱硝还原剂的案例较多。由于通常业内SNCR的脱硝效率只能达到30％～50％，为满足当前日益严格的烟气排放标准，还需SCR脱硝工艺进一步去除烟气中的氮氧化物。SCR工艺布置在布袋除尘器后，SCR反应器需使用昂贵的钒钛稀有金属催化剂，且反应温度一般200～230℃.然而经过布袋除尘器后的烟气温度只有150℃左右，需在烟气进入SCR反应器前耗费能源对烟气进行加热至般200～230℃，才能进行SCR脱硝反应。因此SCR工艺运行成本很高，很多垃圾焚烧发电厂SCR工艺只是备用补充措施。如果在垃圾焚烧过程中能采取适当措施源头降低烟气中氮氧化物的产生量或是提高SNCR炉内脱硝的效率，可不用经过后续SCR脱硝工艺就可保证烟气中氮氧化物满足排放标准的要求，可大大降低烟气脱硝的运行成本。

现有技术中，虽垃圾焚烧余热锅炉第一烟道内布置了多层尿素喷枪，但由于喷枪位置分布的局限性，造成整体脱硝效率有限，并且上层尿素喷枪喷射的尿素高温热解产生的氨中少部分逃逸氨会在烟气流的带动下流入锅炉第二烟道，而对锅炉后续烟道造成腐蚀。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能提高SNCR脱硝效率的尿素分层喷射系统，通过合理地布置尿素喷枪层分布，能够提高垃圾焚烧SNCR烟气脱硝效率，减少氨逃逸。

本实用新型包括以下技术方案：

一种能提高SNCR脱硝效率的尿素分层喷射系统，包括上层尿素喷枪层、中层尿素喷枪层及下层尿素喷枪层，在垃圾焚烧锅炉第一烟道中沿烟气流动方向间隔布置，每个尿素喷枪层包含若干个尿素雾化喷枪；

其中，所述上层尿素喷枪层和中层尿素喷枪层设置在第一烟道的中上部，下层尿素喷枪层设置在第一烟道的中下部，所述中层尿素喷枪层与下层尿素喷枪层之间的距离大于上层尿素喷枪层和中层尿素喷枪层之间距离的两倍；

所述上层尿素喷枪层的喷枪数量小于其它喷枪层的喷枪数量。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述中层尿素喷枪层与下层尿素喷枪层之间的距离与所述上层尿素喷枪层和中层尿素喷枪层之间的距离之比为5：2。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述中层尿素喷枪层及下层尿素喷枪层的喷枪数量相等。进一步地，上层尿素喷枪数量是下层尿素喷枪数量的2/3.。

在本实用新型的一个具体实施例中，上下相邻设置的喷枪层的喷枪交错排列。

在本实用新型的一个具体实施例中，各喷枪层的各喷枪均有独立的电动阀门实现各喷枪的启闭。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：在垃圾焚烧锅炉第一烟道，仅采用三层尿素喷枪层，对其进行合理的分布设置，以提高SNCR烟气脱硝效率；通过增大靠近烟气流动上游的尿素喷枪层之间的距离，保证了中层和下层尿素喷枪断面处尿素与烟气的混合停留时间延长，因此处尿素喷枪喷射断面温度场更有利于脱硝反应，尿素与烟气的混合停留时间延长后，使尿素与烟气氮氧化物的还原反应更充分，因而提高了烟气SNCR脱硝效率，并能节省烟气脱硝用尿素的耗量；通过减少上层尿素喷枪层的喷枪数量，使得在喷入焚烧炉内尿素量一定的情况下，减少上层尿素喷枪的尿素喷入分配比例，进而减少了氨逃逸，避免上层尿素喷枪喷射的尿素热解产生的少部分逃逸氨在烟气带动下腐蚀后续第二烟道。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因而不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型的尿素分层喷射系统的结构示意图；

图中，1为上层尿素喷枪层，2为中层尿素喷枪层，3为下层尿素喷枪层，4为垃圾焚烧锅炉第一烟道，5为焚烧炉膛。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。

实施例

如图1所示，一种能提高SNCR脱硝效率的尿素分层喷射系统，包括上层尿素喷枪层1、中层尿素喷枪层2及下层尿素喷枪层3，在垃圾焚烧锅炉第一烟道4中沿烟气流动方向间隔布置，每个尿素喷枪层包含若干个尿素雾化喷枪；

其中，上层尿素喷枪层1和中层尿素喷枪层2设置在第一烟道4的中上部，下层尿素喷枪层3设置在第一烟道的中下部靠近焚烧炉膛5，中层尿素喷枪层2与下层尿素喷枪层3之间的距离大于上层尿素喷枪层1和中层尿素喷枪层2之间距离的两倍；上层尿素喷枪层1的喷枪数量小于其它喷枪层的喷枪数量。

本实用新型采用三层尿素喷枪层，对其进行合理的分布设置，以提高脱硝效率。其原理在于：将中层尿素喷枪层2的安装标高适当抬高，增大了下层与中层尿素喷枪层的间距和中层及上层尿素喷枪层的间距比例，采用尿素作为还原剂的SNCR脱硝最佳反应温度场为900～1000℃，中层和下层尿素喷枪层的喷射断面温度在此温度场，此温度场更有利于脱硝反应。这样设置延长了下层及中层尿素喷枪层的断面处尿素与烟气的混合停留时间，提高了烟气SNCR脱硝效率，并能节省烟气脱硝用尿素的耗量。尿素分层喷射系统布置在垃圾焚烧锅炉第一烟道，烟气流动方向为自下而上，且自下而上烟气温度逐渐降低。相对于中层和下层，上层尿素喷枪层的喷射断面处温度最低，接近SNCR脱硝反应最佳反应温度场下限，SNCR脱硝效率有所削减，且尿素分解产生的氨会在烟气流的带动下流入第二烟道，因此传统的尿素分层喷射系统上层尿素喷枪喷射断面处与烟气尿素与烟气的混合停留短且易发生氨逃逸，逃逸的会氨在烟气带动下腐蚀后续第二烟道。本实用新型减少上层尿素喷枪层的喷枪数量，这样设置可使在喷入焚烧炉内尿素量一定的情况下，减少上层尿素喷枪的尿素喷入分配比例，进而减少了氨逃逸，避免上层尿素喷枪喷射的尿素热解产生的少部分逃逸氨在烟气带动下腐蚀后续第二烟道。

在一个具体实施例中，如图1所示，中层尿素喷枪层2与下层尿素喷枪层3之间的距离与上层尿素喷枪层1和中层尿素喷枪层2之间的距离之比为5：2。优化距离比，进一步提高脱硝效果。

在一个具体实施例中，中层尿素喷枪层2及下层尿素喷枪层3的喷枪数量相等。进一步地，上层尿素喷枪层1的喷枪数量为中层尿素喷枪层的2/3。

在一个具体实施例中，上下相邻设置的喷枪层的喷枪交错排列。例如，中层尿素喷枪层的各喷枪的设置位置，位于下层尿素喷枪层的相邻喷枪的中垂线上，由此保证喷枪能够尽可能多地覆盖烟气的整体范围，避免出现死角。

在各实施例中，各喷枪层的各喷枪均有独立的电动阀门实现各喷枪的启闭，可实现各喷枪层尿素流量分配比例可调节，便于垃圾焚烧厂运行人员根据焚烧系统运行情况更能灵活调整尿素喷枪运行工况，以提高垃圾焚烧烟气的SNCR脱硝效率，并能节省烟气脱硝用尿素的耗量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种能提高SNCR脱硝效率的尿素分层喷射系统，其特征在于：包括上层尿素喷枪层、中层尿素喷枪层及下层尿素喷枪层，在垃圾焚烧锅炉第一烟道中沿烟气流动方向间隔布置，每个尿素喷枪层包含若干个尿素雾化喷枪；

其中，所述上层尿素喷枪层和中层尿素喷枪层设置在垃圾焚烧锅炉第一烟道的中上部，下层尿素喷枪层设置在第一烟道的中下部，所述中层尿素喷枪层与下层尿素喷枪层之间的距离大于上层尿素喷枪层和中层尿素喷枪层之间距离的两倍；

所述上层尿素喷枪层的喷枪数量小于其它喷枪层的喷枪数量。

2.根据权利要求1所述的尿素分层喷射系统，其特征在于：所述中层尿素喷枪层与下层尿素喷枪层之间的距离与所述上层尿素喷枪层和中层尿素喷枪层之间的距离之比为5：2。

3.根据权利要求1所述的尿素分层喷射系统，其特征在于：所述中层尿素喷枪层及下层尿素喷枪层的喷枪数量相等。

4.根据权利要求3所述的尿素分层喷射系统，其特征在于：上层尿素喷枪数量是下层尿素喷枪数量的2/3。

5.根据权利要求1所述的尿素分层喷射系统，其特征在于：上下相邻设置的喷枪层的喷枪交错排列。

6.根据权利要求1所述的尿素分层喷射系统，其特征在于：各喷枪层的各喷枪均有独立的电动阀门实现各喷枪的启闭。

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