CN214513793U - 一种用于锅炉脱硝的气化喷射系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于锅炉脱硝的气化喷射系统，它包括：锅炉炉膛、后墙、前墙、氨水管道、氨水控制阀、氨水蒸发管、氨气管、氨气母管、氨气支管、氨气喷嘴，其特征是：在锅炉炉膛内设置氨水蒸发管，在锅炉炉膛外面设置氨气母管和氨气支管，在后墙和前墙的上部开孔然后穿入氨气管道，在后墙和前墙的下部开孔然后穿入氨气喷嘴，氨水由氨水管道经氨水控制阀流入氨水蒸发管并被加热气化成氨气，然后依次将氨气接到氨气母管、氨气支管、氨气喷嘴，氨气进入锅炉炉膛内喷射扩散弥漫和烟气混合一起上升到炉顶，期间进行了长达5‑8秒的脱硝反应，提高了脱硝效率。

Description

一种用于锅炉脱硝的气化喷射系统

技术领域

本实用新型涉及锅炉，尤其是涉及一种用于锅炉脱硝的气化喷射系统。

背景技术

我国目前已是世界上使用工业锅炉和电站锅炉(以下简称锅炉)最多的国家，已经运行的大小电站锅炉发电机组容量已经达到12亿千瓦，我国各种大中型锅炉至少有万余台套。

锅炉炉膛如同一个长方体，炉墙由水冷壁管排和扁钢焊接而成，四面炉墙形成的炉膛的高度有15米-50米不等随着锅炉蒸发量的大小不同而不同。炉膛出口水平烟道设置在炉膛上部，炉膛出口水平烟的高度有几米高，尾部烟道也如同一个长方体。炉膛、水平烟道、尾部烟道组成了一个门形锅炉，我国各种锅炉大多是这种结构。

锅炉在运行中烟气必须脱硝且要达到国家规定的标准，否则就要被勒令停炉。锅炉在运行中的烟气脱硝一般采用SNCR技术或SCR技术或者二者技术同时采用。利用喷枪往炉内烟气中喷氨水或尿素溶液的脱硝方法简称SNCR，脱硝效率能达到40&-80％，这种方法要求烟气温度在1100℃-850℃，这个温度区间称为氨水直喷的脱硝反应温度窗口，这种技术是往炉内喷射液体脱硝剂进行脱硝。利用喷嘴组往炉内烟气中喷氨气并借助催化剂的脱硝方法简称SCR，脱硝效率能达到80&-90％，这种方法要求烟气温度在420℃-280℃，这个温度区间称为催化剂的脱硝反应温度窗口，这种技术是往炉内喷射液体脱硝剂进行脱硝。现行的锅炉烟气脱硝剂有液体脱硝剂如氨水、尿素溶液，气体脱硝剂如氨气，粉体脱硝剂如尿素粉末，现行的烟气脱硝方法是采用液体脱硝剂或气体脱硝剂；液体或粉体脱硝剂只有在锅炉内受热转变成氨气后才能够进行脱硝化学反应。

现行的锅炉的多个脱硝喷枪组都设置在炉膛出口或水平烟道，烟气温度在950℃-800℃；氨气喷射格栅则设置在锅炉尾部烟道，烟气温度在400℃-300℃。这种脱硝系统设置存在较大的弊端，当锅炉蒸发量较小和煤中水分较大时，现行的锅炉在运行中炉膛出口及水平烟道的烟气温度会低于850℃，尾部烟道的烟气温度会低于300℃，烟气实际温度偏离了脱硝反应温度窗口，导致脱硝效率显著降低甚至烟气脱硝不达标。

按现行的大气环保政策锅炉烟气硝排放不达标锅炉就得停止运行。

所以，有必要在锅炉的脱硝系统上进行技术改进使锅炉适应蒸发量较小和煤中水分较大的状况，仍然具有较高的脱硝效率并使烟气脱硝达标，设计和推行一种用于锅炉脱硝的气化喷射系统，利用炉内热量把氨水、尿素溶液等液体脱硝剂蒸发气化转变成氨气和蒸汽和混合物，然后把此氨气和蒸汽和混合物引导炉外母管里再进行二次分配。提高脱硝效率的方法是在锅炉炉膛下部喷入氨气，锅炉炉膛下部烟气的温度在1000℃-900℃，满足氨水直喷的脱硝反应温度窗口。大中型锅炉炉膛下部到顶部的高度有十几米且整个高度范围的烟气温度都满足脱硝反应温度窗口，这样在锅炉下部喷入炉内的氨气就直接和烟气立即进行脱硝反应并随着烟气上升到炉顶，这个过程足有5-8秒，充足的脱硝反应空间和脱硝反应时间，脱硝效率显著提升。液体脱硝剂喷入锅炉内后首先是液体脱硝剂所含水的吸热蒸发然后是氨水的蒸发变为氨气，脱硝反应速度比氨气直接喷入锅炉炉膛慢了一段所含水的吸热蒸发时间和氨水蒸发时间，因而脱硝效率显著降低。

现行锅炉的用户之所以没有做到使用锅炉脱硝的气化喷射系统，主要是因为国内外都没有类似系统技术可以完全参考，从业人员认识不足及锅炉改造和运行调整系统不力所至。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种用于锅炉脱硝的气化喷射系统，解决锅炉在蒸发量较小和煤中水分较大的状况下脱硝效率烟气脱硝难达标的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取下述技术方案：

1、一种用于锅炉脱硝的气化喷射系统，它包括：锅炉炉膛、后墙、前墙、炉膛出口氨水喷抢组、水平烟道氨水喷枪组、尾部烟道氨气喷射格栅、氨水管道、氨水控制阀、氨水蒸发管、氨气管、氨气母管、氨气支管、氨气喷嘴，其特征是：在锅炉炉膛内设置氨水蒸发管，在锅炉炉膛外面设置氨气母管和氨气支管，在后墙和前墙的上部开孔然后穿入氨气管，在后墙和前墙的下部开孔然后穿入氨气喷嘴，氨水由氨水管道经氨水控制阀流入氨水蒸发管并被加热气化成氨气，然后依次将氨气接到氨气母管、氨气支管、氨气喷嘴，氨气进入锅炉炉膛内喷射扩散弥漫和烟气混合一起上升到炉顶，期间进行了长达5-8秒的脱硝反应，提高了脱硝效率。在锅炉炉膛的下部的前墙和后墙各布置6个氨气喷嘴。炉膛出口氨水喷抢组、水平烟道氨水喷枪组、尾部烟道氨气喷射格栅等是锅炉现有的烟气脱硝系统。

2、在锅炉炉膛的下部的前墙和后墙各布置的6个氨气喷嘴端部都在同一水平面内。

3、在锅炉炉膛的下部的前墙和后墙各布置的6个氨气喷嘴两两形成对冲，对冲的两个氨气喷嘴中心线对照。

4、每个氨气喷嘴向下倾斜20°。

5、氨气喷嘴伸进后墙和前墙内壁500mm。

6、氨气喷嘴和蒸发管的内径都是15mm，氨气喷嘴和蒸发管都采用Cr25Ni20耐热耐磨钢制造。

本实用新型的技术优特点是：

找到了能够提高锅炉的炉内脱硝效率的液体脱硝剂的气化喷射方法，使锅炉在蒸发量较小和煤中水分较大的状况时仍然具有较高的脱硝效率并使烟气脱硝达到国家环保标准要求。本实用新型在锅炉炉膛下部布置氨气喷嘴，采用氨气喷射脱硝方法，锅炉炉膛下部烟气的温度在1000℃-900℃，满足脱硝反应温度窗口，大中型锅炉炉膛下部到顶部的高度有十几米且整个高度范围的烟气温度都满足脱硝反应温度窗口，这样在锅炉下部喷入炉内的氨气有充足的脱硝反应空间和脱硝反应时间。

附图说明

图1为现有锅炉脱硝喷枪布置示意图。

图2为的本实用新型一种用于锅炉脱硝的气化喷射系统布置示意图。

图3为图2的A-A剖视图，氨气喷嘴布置平面示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本实用新型所述的一种用于锅炉脱硝的气化喷射系统，它包括下述步骤：

1、一种用于锅炉脱硝的气化喷射系统，它包括：锅炉炉膛1、后墙2、前墙3、氨水管道7、氨水控制阀8、氨水蒸发管9、氨气管10、氨气母管11、氨气支管12、氨气喷嘴13，其特征是：在锅炉炉膛1内设置氨水蒸发管9，在锅炉炉膛1外面设置氨气母管11和氨气支管12，在后墙2和前墙3的上部开孔然后穿入氨气管10，在后墙2和前墙3的下部开孔然后穿入氨气喷嘴13，氨水管道7连接氨水控制阀8后穿过后墙2和前墙3连接氨水蒸发管9。

2、在锅炉炉膛1下部的前墙3和后墙2各布置的6个氨气喷嘴13的端部都在同一水平面内。

3、在锅炉炉膛1下部的3和后墙2各布置的6个氨气喷嘴13两两形成对冲，对冲的两个氨气喷嘴13中心线对照。

4、每个氨气喷嘴13向下倾斜20°。

5、氨气喷嘴13伸进墙3和后墙2内壁500mm。

6、氨气喷嘴13和氨水蒸发管9的内径都是15mm，氨气喷嘴13和氨水蒸发管9都采用Cr25Ni20耐热耐磨钢制造。

本实用新型一种用于锅炉脱硝的气化喷射系统能够提高锅炉的炉内脱硝效率，使锅炉在蒸发量较小和煤中水分较大的状况时仍然具有较高的脱硝效率并使烟气脱硝达到国家环保标准要求。

上述各实施例可在不脱离本实用新型的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本实用新型的申请专利范围。

Claims (3)

1.一种用于锅炉脱硝的气化喷射系统，它包括：锅炉炉膛(1)、后墙(2)、前墙(3)、氨水管道(7)、氨水控制阀(8)、氨水蒸发管(9)、氨气管(10)、氨气母管(11)、氨气支管(12)、氨气喷嘴(13)，其特征是：在锅炉炉膛(1)内设置氨水蒸发管(9)，在锅炉炉膛(1)外面设置氨气母管(11)和氨气支管(12)，在后墙(2)和前墙(3)的上部开孔然后穿入氨气管(10)，在后墙(2)和前墙(3)的下部开孔然后穿入氨气喷嘴(13)，氨水管道(7)连接氨水控制阀(8)后穿过后墙(2)和前墙(3)再连接氨水蒸发管(9)。

2.根据权利要求1所述的一种用于锅炉脱硝的气化喷射系统，其特征在于：在前墙(3)和后墙(2)各布置的6个氨气喷嘴(13)的端部都在同一水平面内，在前墙(3)和后墙(2)各布置的6个氨气喷嘴(13)两两形成对冲，对冲的两个氨气喷嘴(13)中心线对照。

3.根据权利要求1所述的一种用于锅炉脱硝的气化喷射系统，其特征在于：每个氨气喷嘴(13)向下倾斜20°，氨气喷嘴(13)伸进前墙(3)和后墙(2)内壁500mm，氨气喷嘴(13)和氨水蒸发管(9)的内径都是15mm，氨气喷嘴(13)和氨水蒸发管(9)都采用Cr25Ni20耐热耐磨钢制造。

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