CN218774577U

CN218774577U - 喷射装置及烟气脱硝系统

Info

Publication number: CN218774577U
Application number: CN202222782274.3U
Authority: CN
Inventors: 李阁男; 刘鹏飞; 郝利炜; 黄海林; 韩玉维; 杨金彪; 刘卫民
Original assignee: Beijing Building Materials Academy of Sciences Research
Current assignee: Beijing Building Materials Academy of Sciences Research
Priority date: 2022-10-21
Filing date: 2022-10-21
Publication date: 2023-03-31
Anticipated expiration: 2032-10-21

Abstract

本实用新型涉及烟气净化处理技术领域，尤其涉及一种喷射装置及烟气脱硝系统，喷射装置包括设置于分解炉内的喷射管，喷射管包括管体和喷嘴，多个喷嘴均匀设置于管体的外侧并与管体连通。本实用新型实施例的喷射装置，应用于SNCR脱硝系统，氨水气化成氨气后，通过喷射装置将氨气均布喷射入分解炉内。喷射管位于分解炉内，氨气经过喷射管的管体后，通过在管体上均匀分布的大口径喷嘴喷射到分解炉内，均匀覆盖分解炉的整个反应截面，使氨气与分解炉内的烟气均匀混合，增加氨气与烟气的接触范围，加强氨气与烟气中NOx的接触反应机会，反应生成氮气和水，反应效率高，提高脱硝效率，减少氨逃逸，氨水有效利用率高，且无需额外增加能耗和碳排放。

Description

喷射装置及烟气脱硝系统

技术领域

本实用新型涉及烟气净化处理技术领域，尤其涉及一种喷射装置及烟气脱硝系统。

背景技术

水泥工业领域产生的污染物主要有颗粒物、二氧化硫和氮氧化物(NOx)，而NOx的减排一直是国家与行业近期关注的重点。水泥窑脱硝技术主要有分级燃烧、选择性非催化剂还原(SNCR)技术和选择性催化剂还原(SCR)技术。水泥窑SNCR脱硝技术应用最广泛，几乎所有的水泥窑都安装有SNCR脱硝系统。最常用的还原剂为质量浓度20％～25％的氨水。氨水输送泵将氨水从厂内氨水储罐中抽出。氨水在输送泵的压力作用下，通过双流体喷枪时，经过压缩空气雾化后，以雾状喷入到分解炉或预热器合适温度区间，氨水气化成氨气后与烟气中的氮氧化物发生氧化还原反应，生成氮气和水，从而达到去除氮氧化物的目的。

氨水通过双流体喷枪经压缩空气雾化后喷入，分解炉或预热器截面大，喷枪热态喷射距离短，穿透性差，氨水喷入炉膛内，短时间就会气化，被烟气带走，无法覆盖整个分解炉或预热器的烟气流通截面。另外，大量的水分进入分解炉，蒸发后带走热量，增加煤耗和碳排放。

实用新型内容

本实用新型提供一种喷射装置及烟气脱硝系统，用以解决现有技术中存在的技术问题之一，实现氨气与分解炉内的烟气均匀混合，增加氨气与烟气的接触范围，加强氨气与烟气中NOx的接触反应机会，反应生成氮气和水，反应效率高，提高脱硝效率，减少氨逃逸，氨水有效利用率高，且无需额外增加能耗和碳排放的效果。

本实用新型提供一种喷射装置，包括设置于分解炉内的喷射管，所述喷射管包括管体和喷嘴，多个所述喷嘴均匀设置于所述管体的外侧并与所述管体连通。

根据本实用新型提供的一种喷射装置，所述喷嘴的外侧套设第一套管。

根据本实用新型提供的一种喷射装置，所述管体的外侧套设第二套管。

根据本实用新型提供的一种喷射装置，所述第二套管上设有冷却风进口，所述第二套管的内壁与所述管体的外壁之间具有通道，所述冷却风进口与所述通道连通。

根据本实用新型提供的一种喷射装置，所述喷嘴的喷射方向与所述分解炉内烟气的流向平行。

根据本实用新型提供的一种喷射装置，还包括第一集箱管、多个支管和第二集箱管，所述第一集箱管与多个所述支管的一端均连通，每个所述支管的另一端与各所述第二集箱管一一对应连通，每个所述第二集箱管与多个所述喷射管连通，每个所述支管上均设置调节阀和流量计。

本实用新型还提供一种烟气脱硝系统，包括分解炉、氨水气化器和如上所述的喷射装置，所述氨水气化器与所述喷射装置的喷射管连通，所述喷射管设置于所述分解炉内。

根据本实用新型提供的一种烟气脱硝系统，所述氨水气化器的顶部与水泥窑尾连通，所述氨水气化器的底部与所述喷射装置的喷射管连通。

根据本实用新型提供的一种烟气脱硝系统，还包括引风机，所述水泥窑尾通过所述引风机与所述氨水气化器连通。

根据本实用新型提供的一种烟气脱硝系统，还包括除尘装置，所述水泥窑尾通过所述除尘装置与所述引风机连通。

本实用新型提供的喷射装置，应用于SNCR脱硝系统，氨水气化成氨气后，通过喷射装置将氨气均布喷射入分解炉内。喷射管位于分解炉内，氨气经过喷射管的管体后，通过在管体上均匀分布的大口径喷嘴喷射到分解炉内，均匀覆盖分解炉的整个反应截面，使氨气与分解炉内的烟气均匀混合，增加氨气与烟气的接触范围，加强氨气与烟气中NOx的接触反应机会，反应生成氮气和水，反应效率高，提高脱硝效率，减少氨逃逸，氨水有效利用率高，且无需额外增加能耗和碳排放。本实用新型通过喷射管的设置，代替了传统的氨水通过双流体喷枪经压缩空气雾化后喷入分解炉的方案，解决了喷枪热态喷射距离短，穿透性差，氨水喷入炉膛内，短时间就会气化，被烟气带走，无法覆盖整个分解炉的烟气流通反应截面，使SNCR脱硝工艺氨水耗量大，有效利用率低的问题。

除了上面所描述的本实用新型解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本实用新型的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实用新型提供的喷射装置的喷射管的结构示意图；

图2是本实用新型提供的喷射装置的结构示意图；

图3是本实用新型提供的烟气脱硝系统的结构示意图。

附图标记：

100、喷射管；110、管体；120、喷嘴；130、第一套管；140、第二套管；150、冷却风进口；160、通道；

200、第一集箱管；

300、支管；310、调节阀；320、流量计；

400、第二集箱管；500、分解炉；600、氨水气化器；700、引风机；800、除尘装置；900、水泥窑尾；1000、储罐。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的喷射装置，包括设置于分解炉500内的喷射管100，喷射管100包括管体110和喷嘴120，多个喷嘴120均匀设置于管体110的外侧并与管体110连通。

本实用新型实施例的喷射装置，应用于SNCR脱硝系统，氨水气化成氨气后，通过喷射装置将氨气均布喷射入分解炉500内。喷射管100位于分解炉500内，氨气经过喷射管100的管体110后，通过在管体110上均匀分布的大口径喷嘴120喷射到分解炉500内，均匀覆盖分解炉500的整个反应截面，使氨气与分解炉500内的烟气均匀混合，增加氨气与烟气的接触范围，加强氨气与烟气中NOx的接触反应机会，反应生成氮气和水，反应效率高，提高脱硝效率，减少氨逃逸，氨水有效利用率高，且无需额外增加能耗和碳排放。本实用新型通过喷射管100的设置，代替了传统的氨水通过双流体喷枪经压缩空气雾化后喷入分解炉500的方案，解决了喷枪热态喷射距离短，穿透性差，氨水喷入炉膛内，短时间就会气化，被烟气带走，无法覆盖整个分解炉500的烟气流通反应截面，使SNCR脱硝工艺氨水耗量大，有效利用率低的问题。

本实施例中，分解炉500还可为预热器等反应或预热装置。为克服分解炉500内高温850～950℃，喷射管100与烟气接触材质均采用310S不锈钢。

根据本实用新型提供的一个实施例，喷嘴120的外侧套设第一套管130。本实施例中，为避免分解炉500内烟气中的粉尘对喷射管100的磨损，在喷嘴120的外部设计第一套管130作为喷嘴120套管，对喷嘴120进行保护，以保证喷射装置能够持续安全，长时间的运行。解决了传统喷枪的喷嘴长时间与高浓度粉尘接触，因磨损造成变形，氨水雾化效果进一步变差，造成氨水耗量大，有效利用率低，氨逃逸高，脱硝效率低的问题。

本实施例中，喷嘴120在管体110上相应的孔位设置，一部分位于管体110内部，一部分位于管体110外部，第一套管130将喷嘴120外侧整体包裹，同样一部分位于管体110内部，一部分位于管体110外部，还可保证喷嘴120与孔位之间的密封效果。

其中，第一套管130可采用耐磨耐高温的310S不锈钢材料。

根据本实用新型提供的一个实施例，管体110的外侧套设第二套管140。本实施例中，为避免分解炉500内烟气中的粉尘对喷射管100的磨损，在管体110的外部设计第二套管140作为管体110套管，对管体110进行保护，以保证喷射装置能够持续安全，长时间的运行。由于喷嘴120穿出第二套管140，所以第二套管140设置于喷嘴120相对应的孔位。

其中，第二套管140可采用耐磨耐高温的310S不锈钢材料。

根据本实用新型提供的一个实施例，第二套管140上设有冷却风进口150，第二套管140的内壁与管体110的外壁之间具有通道160，冷却风进口150与通道160连通。本实施例中，管体110与第二套管140之间的间隙形成环形的通道160，第二套管140上的冷却风进口150与冷却空气连通，通过冷却空气进口向通道160内通入冷却风，以使冷却风在通道160内流动，对第二套管140与体管进行降温，降温后再喷入分解炉500内，避免在分解炉500内800～900℃的高温下，引起喷射管100热应力变形的问题，保证喷射装置持续安全，长时间的运行。

根据本实用新型提供的一个实施例，喷嘴120的喷射方向与分解炉500内烟气的流向平行。本实施例中，为避免喷嘴120堵塞，喷射管100上的所有喷嘴120的喷射方向均与分解炉500内烟气流向平行，以此避免烟气中的粉尘在喷嘴120处停留，以及氨气的喷射使与烟气接触，同时利用气流将烟气吹离喷嘴120，最大程度的避免烟气中粉尘在喷嘴120处的堆积。

根据本实用新型提供的一个实施例，喷射装置还包括第一集箱管200、多个支管300和第二集箱管400，第一集箱管200与多个支管300的一端均连通，每个支管300的另一端与第二集箱管400一一对应连通，每个第二集箱管400与多个喷射管100连通，每个支管300上均设置调节阀310和流量计320。本实施例中，氨水气化后形成的氨气通过第一集箱管200进入第二集箱管400，第一集箱管200与第二集箱管400通过支管300连通，氨气由第二集箱管400进入喷射管100，最终从喷嘴120喷出。支管300上安装有流量计320和调节阀310，可以根据分解炉500同一截面不同NOx浓度要求，单独控制每个第二集箱管400的氨气通过量，NOx浓度高，调节阀310开度调大，反之调节阀310开度调小，始终保持分解炉500内每个区域比较合适的氨氮比。

流量计320、调节阀310和每个小集箱管上均设置的多个喷射管100的配合解结构，可使分解炉500内达到分区可调氨气喷入量的效果，根据不同区域NOx浓度的不同，喷入适量的氨气，始终保证最佳的氨氮比，减少氨逃逸，脱硝效率高，氨水耗量少。

如图3所示，本实用新型实施例还提供了烟气脱硝系统，包括分解炉500、氨水气化器600和如上述实施例的喷射装置，氨水气化器600与喷射装置的喷射管100连通，喷射管100设置于分解炉500内。

本实用新型实施例的烟气脱硝系统，储罐1000向氨水气化器600中输送氨水，通过氨水气化器600将氨水气化成氨气，再通过喷射装置在分解炉500内均匀喷布，即喷嘴120将气化后的氨气均匀的喷射到分解炉500整个反应截面，使氨气与分解炉500内的烟气均匀混合，增加氨气与烟气的接触范围，加强氨气与烟气中NOx的接触反应机会，反应生成氮气和水，反应效率高，提高脱硝效率，减少氨逃逸，氨水有效利用率高，且无需额外增加能耗和碳排放。本实用新型通过喷射管100的设置，代替了传统的氨水通过双流体喷枪经压缩空气雾化后喷入分解炉500的方案，解决了喷枪热态喷射距离短，穿透性差，氨水喷入炉膛内，短时间就会气化，被烟气带走，无法覆盖整个分解炉500的烟气流通反应截面，使SNCR脱硝工艺氨水耗量大，有效利用率低的问题。

根据本实用新型提供的一个实施例，氨水气化器600的顶部与水泥窑尾900连通，氨水气化器600的底部与喷射装置的喷射管100连通。本实施例中，在氨水气化器600内，净化后的高温烟气与被雾化后的氨水充分混合，利用水泥窑尾900的烟气余热，将氨水气化成氨气，形成烟气、氨气混合气体，其温度保证在120℃以上，避免气化的水分在后续管道中低温结露。烟气与氨气的混合气通过喷射装置均匀的喷入分解炉500中，待脱硝的烟气中的氮氧化物与氨气充分接触反应生成氮气和水，以此完成氨水在分解炉500外的预先气化，降低能耗和碳排放。而且，本实施例利用烟气余热气化氨水，不消耗其他能源，节约能耗，降低CO₂排放量。

为保证安全性，烟气与氨气的混合气中氨气的体积比小于或等于5％。

根据本实用新型提供的一个实施例，烟气脱硝系统还包括引风机700，水泥窑尾900通过引风机700与氨水气化器600连通。本实施例中，通过引风机700将水泥窑尾900的预热器出口的温度约300～350℃的烟气增压后送入氨水气化器600内，为保证喷嘴120出口气体有足够的流速30-50m/s，引风机700需要足够的压力8000-10000Pa。

本实施例中，两个引风机700并联后，与水泥窑尾900的预热器和氨水气化器600串联，一个引风机700为运行设备，另一个引风机700作为预备设备，以防引风机700故障停运。

根据本实用新型提供的一个实施例，烟气脱硝系统还包括除尘装置800，水泥窑尾900通过除尘装置800与引风机700连通。本实施例中，通过引风机700将水泥窑尾900的预热器出口的烟气引入除尘装置800中，经除尘后的烟气被引风机700增压送入氨水气化器600，为保证喷嘴120不被烟尘堵塞，除尘装置800可采用金属滤袋除尘器，除尘器的出口粉尘含量小于或等于10mg/Nm³。

使用时，不限定上述调节阀310是截止阀、电动阀、电磁阀或其他形式可通断的阀类。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种喷射装置，其特征在于：包括设置于分解炉内的喷射管，所述喷射管包括管体和喷嘴，多个所述喷嘴均匀设置于所述管体的外侧并与所述管体连通。

2.根据权利要求1所述的喷射装置，其特征在于：所述喷嘴的外侧套设第一套管。

3.根据权利要求1所述的喷射装置，其特征在于：所述管体的外侧套设第二套管。

4.根据权利要求3所述的喷射装置，其特征在于：所述第二套管上设有冷却风进口，所述第二套管的内壁与所述管体的外壁之间具有通道，所述冷却风进口与所述通道连通。

5.根据权利要求1所述的喷射装置，其特征在于：所述喷嘴的喷射方向与所述分解炉内烟气的流向平行。

6.根据权利要求1所述的喷射装置，其特征在于：还包括第一集箱管、多个支管和第二集箱管，所述第一集箱管与多个所述支管的一端均连通，每个所述支管的另一端与各所述第二集箱管一一对应连通，每个所述第二集箱管与多个所述喷射管连通，每个所述支管上均设置调节阀和流量计。

7.一种烟气脱硝系统，其特征在于：包括分解炉、氨水气化器和如权利要求1至6任意一项所述的喷射装置，所述氨水气化器与所述喷射装置的喷射管连通，所述喷射管设置于所述分解炉内。

8.根据权利要求7所述的烟气脱硝系统，其特征在于：所述氨水气化器的顶部与水泥窑尾连通，所述氨水气化器的底部与所述喷射装置的喷射管连通。

9.根据权利要求8所述的烟气脱硝系统，其特征在于：还包括引风机，所述水泥窑尾通过所述引风机与所述氨水气化器连通。

10.根据权利要求9所述的烟气脱硝系统，其特征在于：还包括除尘装置，所述水泥窑尾通过所述除尘装置与所述引风机连通。