RU2686895C2 - Система камеры сгорания и устройства для селективного некаталитического восстановления и сопло - Google Patents

Система камеры сгорания и устройства для селективного некаталитического восстановления и сопло Download PDF

Info

Publication number
RU2686895C2
RU2686895C2 RU2017124153A RU2017124153A RU2686895C2 RU 2686895 C2 RU2686895 C2 RU 2686895C2 RU 2017124153 A RU2017124153 A RU 2017124153A RU 2017124153 A RU2017124153 A RU 2017124153A RU 2686895 C2 RU2686895 C2 RU 2686895C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
reagent
hose
slit
slot
Prior art date
Application number
RU2017124153A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017124153A (ru
RU2017124153A3 (ru
Inventor
Саша КРЮГЕР
Йорг КРЮГЕР
Олифер ГОЛЬКЕ
Original Assignee
Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=52347251&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2686895(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх filed Critical Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх
Publication of RU2017124153A publication Critical patent/RU2017124153A/ru
Publication of RU2017124153A3 publication Critical patent/RU2017124153A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2686895C2 publication Critical patent/RU2686895C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/56—Nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/79—Injecting reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/08—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape of pulsating nature, e.g. delivering liquid in successive separate quantities ; Fluidic oscillators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/003—Arrangements of devices for treating smoke or fumes for supplying chemicals to fumes, e.g. using injection devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2067—Urea
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/40—Nitrogen compounds
    • B01D2257/402—Dinitrogen oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/40—Nitrogen compounds
    • B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/12—Methods and means for introducing reactants
    • B01D2259/124—Liquid reactants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00—Treatment devices
    • F23J2219/20—Non-catalytic reduction devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chimneys And Flues (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системе камеры сгорания и устройства для селективного некаталитического восстановления, в частности к соплу для введения реагента в камеру сгорания. Сопло содержит корпус с полостью, преграду для полости, промежуточный диск между корпусом и преградой, имеющий отверстие для прохода реагента, щель для введения реагента, первую щель между корпусом и промежуточным диском, вторую щель между преградой и промежуточным диском и/или по меньшей мере одна щель имеет по меньшей мере один криволинейный край, определяющий изменяемый размер щели. Изобретение обеспечивает испарение реагента на большой области вокруг сопла. 2 н. и 12 з.п ф-лы, 20 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к системе камеры сгорания и устройства для селективного некаталитического восстановления и соплу. В частности, настоящее изобретение относится к камере сгорания, представляющей собой бойлер, такой как, например, бойлер энергетической установки для выработки электроэнергии; причем камера сгорания может представлять собой любую другую камеру сгорания, например, вращающуюся печь для производства цемента. Дальнейшее описание представлено для бойлера.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Бойлеры содержат трубчатые стенки, образующие внутреннее пространство; топливо, такое как уголь, нефть, отходы, подают во внутреннее пространство и сжигают с помощью окислителя, такого как воздух или кислород. В процессе горения образуется топочный газ, который богат NOx, количество которого должно быть уменьшено ниже заданных пределов перед выбросом топочного газа в атмосферу.
Для удаления NОх из топочного газа в топочный газ можно вводить такой реагент, как аммиак (NH3 в виде жидкого раствора) или мочевина (CH4N2O в виде жидкого раствора), и можно пропускать топочный газ через катализатор для превращения NOx в N2 и Н2О (селективное каталитическое восстановление, СКВ); причем данная реакция проходит при низких температурах, например, в диапазоне 250-450°С.
Катализатор дорог и может разрушаться в процессе работы, по этой причине был разработан способ, согласно которому аммиак или мочевину вводят в топочный газ, имеющий высокую температуру, например, в диапазоне 750-1300°С, так что превращение NOx в N2 и Н2О проходит без использования катализатора (селективное некаталитическое восстановление, СНКВ).
В WO2012/059 184 описан бойлер для отходов для извлечения энергии (т.е. отходы применяют в качестве топлива в бойлере). Бойлер имеет отверстие в его верхней стенке, так что устройство для селективного некаталитического восстановления вводится во внутреннее пространство через это отверстие. Устройство для селективного некаталитического восстановления имеет трубчатую фурму и шланг, вставляемый в фурму. Шланг на конце имеет сопло, которое размещается во внутреннее пространство. В процессе работы фурма свисает с верхней стенки бойлера, а шланг выступает из фурмы; реагент проходит через шланг и вводится через сопла вверх.
Реагент после введения должен испаряться для смешивания с топочным газом, чтобы смесь подвергалась реакции селективного некаталитического удаления NOx. Авторы изобретения обнаружили, что испарение происходит в ограниченном пространстве вокруг сопла; было бы преимуществом иметь большую зону испарения, чтобы большее количество топочного газа смешивалось с парами реагента и, таким образом, обрабатывать большую порцию топочного газа путем селективного некаталитического восстановления.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Аспект настоящего изобретения состоит в обеспечении устройства и способа, которые обеспечивают испарение реагента на большой области вокруг сопла.
Эти и другие аспекты достигаются путем обеспечения устройства и способа в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Дополнительные признаки и преимущества будут более понятны из описания предпочтительного, но не единственного, воплощения бойлера, приведенного в качестве иллюстрации неограничивающего примера на прилагаемых чертежах, где:
на Фиг. 1 показана схема бойлера в соответствии с изобретением;
на Фиг. 2-4 оказаны различные воплощения фурмы;
на Фиг. 5 показано воплощение сопла в соответствии с уровнем техники;
на Фиг. 6-10С показаны различные воплощения сопла;
на Фиг. 11 показана кривая изотермы во внутреннем пространстве бойлера (выше пламени);
на Фиг. 12 приведена зависимость между открытием клапана и временем для импульсного ввода реагента;
на Фиг. 13 и 14 показаны зоны испарения для различных видов сопел, функционирующих различным способом;
на Фиг. 15 показана фурма, присоединенная на опорной балке;
на Фиг. 16 показана каретка, присоединенная к опорной балке;
на Фиг. 17 показано воплощение опорной балки в регулированием бокового положения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ КОНКРЕТНЫХ ВОПЛОЩЕНИЙ
Со ссылкой на чертежи показаны камера сгорания, представляющая собой бойлер 1, содержащий боковые трубчатые стенки 2, ограничивающие внутреннее пространство 3, и верхнюю стенку 4. В бойлер подают топливо, такое как уголь (но возможны и другие виды топлива, такие как отходы, нефть, газ и т.д.), и окислитель, такой как, например, воздух или кислород, через горелки 5.
Кроме того, бойлер содержит устройство 7 для селективного некаталитического восстановления, СНКВ, причем устройство 7 содержит фурму 8, несущую шланг 9, имеющий по меньшей мере сопло 10; как показано, сопло предпочтительно находится на конечном участке, расположенном внутри внутреннего пространства 3. Устройство 7 дополнительно содержит приводной механизм 11 шланга для управления движением шланга внутри фурмы 8.
На чертежах показан пример 2-проходного бойлера, и в этом случае устройство 7 связано с первым проходом, при этом нужно понимать, что бойлер может быть бойлером любого типа, а устройство 7 может располагаться где угодно, в местах, где существуют температуры для надлежащей селективной некаталитической реакции.
Преимущественно, фурма 8 выступает во внутреннее пространство 3 из боковой трубчатой стенки 5 бойлера. Таким образом, длина шланга, расположенного внутри внутреннего пространства 3, короче, чем в том случае, когда фурма свисала с верхней стенки 4 бойлера, так что реагент, проходящий через шланг во время работы, не испаряется или по меньшей мере не претерпевает испарения в значительной степени до того, как достичь сопла 10. Предпочтительно, фурма 8 выступает по существу горизонтально.
Чтобы дополнительно препятствовать испарению реагента, фурму 8 предпочтительно снабжают системой охлаждения; на Фиг. 2-4 показаны фурмы 8 с разными системами охлаждения.
Система охлаждения включает один или более каналов 15 для охлаждающей среды, такой как, например, воздух и/или другой газ, и/или пар, и/или вода. Каналы 15 предпочтительно имеют кольцевую форму и расположены между стенкой 16 фурмы и шлангом 9. Например, на Фиг. 2 показана фурма 8 со шлангом 9, выступающим из ее открытого конца, где один кольцевой канал 15 образован между стенкой 16 фурмы 8 и шлангом 9. На Фиг. 3 показана фурма 8, имеющая отверстие 19, и шланг 9, выступающий из отверстия 19, где один кольцевой канал 15 образован между стенкой 16 фурмы 8 и шлангом 9. На Фиг. 4 показана фурма 8 со шлангом 9, выступающим из ее открытого конца, где два кольцевых канала 15а и 15b образованы между стенкой 16 фурмы 8 и шлангом 9.
Входное отверстие 20 в каналы 15, 15а, 15b для охлаждающей среды расположено в части фурмы 8, находящейся вне внутреннего пространства 3 (Фиг. 2-4); напротив, выходное отверстие из каналов 15, 15а, 15b может быть расположено в части фурмы 8, находящейся внутри внутреннего пространства 3 (Фиг. 2 и 3), и может быть образовано отверстием 19, и/или выходное отверстие может быть расположено в части фурмы 8, находящейся вне внутреннего пространства 3 (Фиг. 4), и может быть образовано специальным отверстием 21.
Кроме того, фурма 8 может иметь слой 22 внешней изоляции для термоизоляции фурмы и ее защиты от топочного газа. Слой 22 внешней изоляции выполняют, если необходимо, в зависимости от интенсивности отвода тепла системой охлаждения.
Если охлаждающей средой является воздух и/или другой газ, то:
- когда давление воздуха/другого газа низкое (например, воздух/другой газ подают в каналы 15, 15а, 15b через воздуходувное устройство), обычно требуется слой 22 изоляции;
- когда давление воздуха/другого газа среднее (например, воздух/другой газ подают в каналы 15, 15а, 15b через воздуходувное устройство), слой изоляции 22 обычно не требуется, так как увеличенное давление воздуха/другого газа обеспечивает достаточный отвод тепла;
- когда давление воздуха/другого газа высокое (например, воздух/другой газ подают в каналы 15, 15а, 15b через компрессор), слой изоляции 22 обычно не требуется.
Когда охлаждающей средой является воздух/другой газ, ее можно выгружать во внутреннее пространство 3 бойлера (т.е. фурма 8 может иметь структуру, показанную на Фиг. 2 или 3); фактически, воздух может преимущественно обеспечивать дальнейшее протекание реакции топлива (т.е. это может работать как двухступенчатое сжигание топлива).
Если охлаждающей средой является вода, ее можно подавать в каналы 15, 15а, 15b при среднем давлении, обычно без какой-либо необходимости внешнего изолирующего слоя 22; в этом случае воду можно выгружать либо во внутреннее пространство 3 (как на Фиг. 2 и 3), либо вне внутреннего пространства 3 (как на Фиг. 4).
Если охлаждающей средой является пар:
- его можно подавать в каналы 15, 15а, 15b при низком давлении, обычно без какого-либо использования внешнего изолирующего слоя 22; в этом случае пар выгружают во внутреннее пространство 3 (как фурма, показанная на Фиг. 2 и 3);
- его можно подавать в каналы 15, 15а, 15b при высоком давлении, обычно без какого-либо использования внешнего изолирующего слоя 22; в этом случае пар выгружают вне внутреннего пространства 3 (как фурма, показанная на Фиг. 4).
Естественно, что конкретные конструкции фурмы, наличие внешнего изолирующего слоя и расположение входного отверстия 20 и выходного отверстия, конфигурация каналов 15, 15а, 15b, тип охлаждающего средства и давление охлаждающего средства могут быть любой комбинацией и зависят от конкретных условий.
Фурма 8 предпочтительно снабжена системой позиционирования фурмы для регулирования положения шланга 9 внутри внутреннего пространства 3. В частности, система позиционирования фурмы предназначена для регулирования положения фурмы вдоль ее продольной оси 25.
В одном воплощении, система позиционирования фурмы, предназначенная для регулирования положения фурмы вдоль ее продольной оси, имеет опорную балку 26 фурмы и каретку 27, передвигаемую по опорной балке 26, причем фурма 8 присоединена к каретке 27.
Для переноски шланга 9 также предусмотрен барабан 29, причем барабан 29 предпочтительно не соединен с кареткой 27; он может, например, быть соединен с и поддерживаться опорной балкой 26 или внешним поддерживающим элементом.
Каретка 27 дополнительно поддерживает приводной механизм 11 шланга. Приводной механизм 11 шланга имеет противолежащие колеса 31, через которые проходит шланг 9, и двигатель 32 для приведения колес 31 в движение, так что во время работы колеса 31 приводят в движение шланг 9, а барабан 29 используют только для сматывания или разматывания шланга 9. Систему привода, например, с цепью 36 и двигателем 37 используют для приведения в движение каретки 27 вдоль опорной балки 26. В связи с этим каретка 27 прикреплена к цепи 36 в положении 38.
Кроме того, опорная балка может иметь шарнирное соединение 40 и боковой приводной механизм, содержащий, например, цепь 41, имеющую концы, присоединенные к опорной балке 26, и колеса 42, причем по меньшей мере одно из колес 42 присоединено к двигателю 43 для управления и регулирования бокового положения вдоль стрелок S.
Бойлер 1 дополнительно имеет систему 44 управления для регулирования потока из сопла 10. Преимущественно система 44 управления может быть предназначена для генерации импульсного потока из сопла 10. Например, бойлер может иметь один или более клапанов 45, соединенных с и приводимых в движение системой 44 регулирования для генерации импульсного потока. Дополнительно или альтернативно, реагент может подаваться с помощью насоса, который регулируют для обеспечения импульсного потока. Естественно, возможны и другие средства генерации импульсного потока.
Работа бойлера понятна из того, что описано и проиллюстрировано, и по существу состоит в следующем.
Топливо и окислитель подают во внутреннее пространство 3, где топливо сжигают, генерируя пламя F и топочный газ G, который проходит через бойлер. Топочный газ содержит NOx (в основном, NO и более низкие количества NO2), который нужно, по меньшей мере, частично удалить.
Фурму 8 вводят во внутреннее пространство 3, например, через боковое отверстие боковой трубчатой стенки 2 (но это необязательно и фурму можно вводить во внутреннее пространство, например, со стороны верхней стенки 4 бойлера); отверстие может представлять собой отверстие для разных целей, например, смотровое отверстие или отверстие для специальных целей.
Из фурмы 8 шланг 9 и сопло 10 свисают во внутреннее пространство 3.
Положение сопла можно регулировать по горизонтали и вертикали.
Положение сопла регулируют по вертикали для введения реагента через сопло 10 в зоны, где температура является наилучшей для реакции селективного некаталитического восстановления. Вертикальную регулировку можно выполнять путем запуска двигателя 32 для приведения в движение колес 31 для разматывания/сматывания шланга 9 через фурму 8, как показано с помощью стрелки F1, и регулирования вертикального положения сопла, как показано с помощью стрелки F2.
Положение сопла регулируют вдоль оси 25 (например, горизонтально) для размещения сопла 10 в зонах, где скорость топочного газа (и, следовательно, массоперенос) выше, поскольку основная часть NOx проходит через эти зоны. Положение сопла можно регулировать горизонтально вдоль опорной балки 26 путем запуска двигателя 37 для приведения в движение каретки 27 вдоль опорной балки 26, как показано с помощью стрелки F3. Передвижение каретки 27 приводит к соответствующему перемещению фурмы 8 вдоль опорной балки 26, как показано с помощью стрелки F4.
Кроме того, положение сопла можно регулировать также с возможностью поворота. Это часто не требуется, так как, в частности, для больших бойлеров предусмотрено более одной фурмы; в любом случае, боковая регулировка может сделать регулирование более гибким. В этом случае регулирование может быть выполнено путем запуска двигателя 43 для передвижения цепи 41, как показано с помощью стрелок F5 и, таким образом, поворачивания опорной балки 26 (и закрепленной на ней фурмы 8), как показано с помощью стрелок S.
Положение сопла можно регулировать до запуска бойлера в соответствии с предполагаемыми рабочими условиями, но можно также изменять во время работы бойлера в ответ на изменение рабочих условий, или для более хорошей подстройки положения сопла в текущих рабочих условиях, и/или распределении температуры, и/или распределении скорости топочного газа.
Во время работы бойлера 1 в шланг 9 подают реагент, такой как, например, аммиак или мочевина, из бака 47, при этом реагент проходит через шланг 9 и вводится через сопло 10.
Для введения доступны различные возможности. Предпочтительно реагент вводят вдоль конической поверхности 48, например, через щель, но его также можно вводить через множество отдельных струй, каждая из которых располагается на конической поверхности. Предпочтительно угол А между шлангом 9 и потоком, вводимым через сопло 10, находится в диапазоне 0°<А<180°, более предпочтительно находится в диапазоне 90°<А<180° и еще более предпочтительно находится в диапазоне 135°<А<155°.
Предпочтительным является введение вдоль конической поверхности 48, образующей угол А 90°-180° и предпочтительно 135°-155°, так как это позволяет распылять реагент по площади участков, где температура является однородной. Фактически, температура внутри внутреннего пространства 3 ниже около боковых трубчатых стенок 2 и она ниже вверху (т.е. за пределами пламени); поэтому кривая изотермы имеет форму колокола с концами, направленными вниз и близко расположенными к трубчатым боковым стенкам 2 (Фиг. 11). Таким образом, введение вдоль конической поверхности, имеющей вершину в верхней части и направленной вниз, позволяет реагенту проходить через топочный газ, имеющий по существу однородную или более однородную температуру, чем при других конфигурациях.
На Фиг. 5-10 показаны разные воплощения сопла 10.
На Фиг. 5 показано воплощение согласно уровню техники, в котором сопло 10 имеет корпус 50, имеющий полость (предпочтительно корпус 50 имеет трубчатую форму), сделанный, например, из стали или другого металла, с присоединенным в нем несущим рычагом 51. Один конец сопла 10 соединен со шлангом 9, а другой конец имеет преграду 53 для соединения полости с несущим рычагом 51. Преграда 53 совместно с корпусом 50 образует щель 54. Щель 54 может иметь (но необязательно) сужающийся участок прохода из внутреннего пространства корпуса 50 наружу. Во время работы реагент проходит через шланг 9 и поступает в полость корпуса 50, после чего реагент вводится во внутреннее пространство 3 бойлера через щель 54.
На Фиг. 6-8 показано воплощение сопла 10 согласно настоящему изобретению. В этом воплощении сопло 10 имеет корпус 50 с полостью и несущим рычагом 51, который поддерживает один или более (в примере показан только один) промежуточных дисков 56 и преграду 53.
В дисках 56 обеспечены отверстия 57 для прохода реагента. Диск 56 образует с корпусом 50 первую щель 54а, а с преградой 53 - вторую щель 54b, причем щели 54а и 54b могут иметь одинаковый размер SZ, но предпочтительно они имеют разный размер SZ.
Введение через разные щели обеспечивает более хорошее распределение капель через топочный газ. Кроме того, в случае введения через щели разного размера, после введения образуются капли разного диаметра, при этом капли разного диаметра испаряются в разных частях бойлера (более мелкие капли испаряются быстрее), так что достигают более хорошего распределения реагента во внутреннем пространстве 3. Естественно, что также возможно наличие более одного диска и, следовательно, более двух щелей. Например, на Фиг. 10А показано воплощение сопла с более чем одним промежуточным диском 56. В этом случае, первая, вторая и третья щели предпочтительно имеют разный размер. Кроме того, хотя на прилагаемых чертежах показан несущий рычаг 51 для удерживания промежуточного диска(ов) 56 и преграды 53, возможны и другие конфигурации. Например, промежуточный диск(и) 56 может быть непосредственно закреплен в корпусе 50 и/или на другом промежуточном диске(ах) 56; в этом случае щели могут занимать только часть окружности сопла 10, а не всю его окружность. Аналогично, преграда 53 может присоединяться непосредственно к промежуточному диску 56, а не несущему рычагу 51; в этом случае вторая щель 54b может занимать только часть окружности сопла 10.
На Фиг. 9 и 10 показан дополнительный пример сопла 10 согласно настоящему изобретению; в этом воплощении диск 56 имеет край 59, ограничивающий щель 54а, который является не прямым (как в предыдущих примерах), а криволинейным для образования щели переменного размера от минимального размера (SZ1) до максимального размера (SZ2). Аналогично, на Фиг. 10 В показан пример сопла в одной щелью 54 и преградой 53, имеющей криволинейный край.
Естественно, возможны также воплощения, объединяющие решения, описанные выше, как, например, криволинейный край можно обеспечить как на диске 56, так и на преграде 53, или вместо или в дополнение к краю 59, внутренний край 60 (Фиг. 10С) тоже может иметь криволинейную форму.
Дополнительно или альтернативно к признакам сопла (например, числу щелей и/или их конфигурации) распределение и испарение реагента тоже можно улучшить посредством импульсного введения, регулируемого с помощью системы 44 управления и предпочтительно клапанов 45.
На Фиг. 12 показана зависимость между открытием клапана и временем; ясно, что минимальное открытие 65 клапана, максимальное открытие 66 клапана, продолжительность 67 максимального открытия и линейно изменяющаяся частота могут быть установлены в зависимости от потребностей.
Во время работы из-за изменения скорости потока скорость выхода из щелей увеличивается и/или уменьшается, что приводит к изменению диаметра капель реагента. Капли разного диаметра испаряются по-разному, так что при импульсном вводе можно достичь большей зоны испарения, чем без него.
В качестве примера, на Фиг. 13 и 14 показан вид сверху области, где капли реагента испаряются внутри внутреннего пространства 3; Фиг. 13 относится к воплощению сопла с разными щелями 54а, 54b (например, сопло может иметь такую конфигурацию, как показана на Фиг. 6-8), а Фиг. 14 относится к воплощению сопла с импульсным вводом реагента (например, сопло может иметь такую конфигурацию, как показана на Фиг. 5).
Из Фиг. 13 понятно, что капли, имеющие меньший диаметр (например, вводимые через щель 54b), испаряются быстрее, чем капли, имеющие больший диаметр (например, вводимые через щель 54а). В этом отношении, кольцевая область 68 определяет зону, где испаряются капли меньшего диаметра, а область 69 определяет зону, где испаряются капли большего диаметра. Из Фиг. 13 понятно, что две (и возможно более чем две) щели обеспечивают испарение на гораздо большей площади, чем в случае использования только одной щели.
На Фиг. 14 показана зона 70, где происходит испарение капель реагента; в этом случае также очевидно, что испарение с импульсным вводом намного больше, чем без импульсного ввода; в качестве примера, линия 71 определяет возможную начальную точку испарения в случае, когда не используется импульсный режим.
После введения и испарения реагент смешивается с топочным газом и проводит известную реакцию селективного некаталитического восстановления для по меньшей мере частичного удаления NOx из топочного газа.
Естественно, описанные функции могут быть предусмотрены независимо друг от друга.
На практике используемые материалы и размеры могут быть выбраны по желанию в соответствии с требованиями и уровнем техники.
ССЫЛОЧНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
1 бойлер
2 боковая трубчатая стенка
3 внутреннее пространство
4 верхняя стенка
5 горелка
7 устройство для селективного некаталитического восстановления
8 фурма
9 шланг
10 сопло
11 приводной механизм шланга
15, 15а, 15b охлаждающий канал
16 стенка фурмы
19 боковое отверстие
20 входное отверстие
21 отверстие
22 слой изоляции
25 продольная ось
26 опорная балка
27 каретка
29 барабан
31 колесо
32 двигатель
36 цепь
38 фиксирующее положение
37 двигатель
40 шарнирное соединение
41 цепь
42 колесо
43 двигатель
44 система управления
45 клапан
47 бак
48 коническая поверхность
50 корпус
51 несущий рычаг
53 преграда
54, 54а, 54b щель
56 промежуточный диск
57 отверстие
59 внешний край
60 внутренний край
65 минимальное открытие клапана
66 максимальное открытие клапана
67 продолжительность максимального открытия
68 зона испарения капель меньшего диаметра
69 зона испарения капель большего диаметра
70 зона испарения капель
71 возможная начальная точка испарения капель без импульсного ввода
А угол
F пламя
F1 разматывания/сматывания шланга
F2 регулирование вертикального положения сопла
F3 передвижение каретки на опорной балке
F4 передвижение фурмы
F5 передвижение цепи 42
G топочный газ
S стрелка
SZ, SZ1, SZ2 размер щели

Claims (21)

1. Сопло (10) для введения реагента в камеру сгорания, содержащее:
корпус (50) с полостью,
преграду (53) для полости,
щель (54, 54а, 54b) для введения реагента,
отличающееся тем, что дополнительно содержит
по меньшей мере один промежуточный диск (56) между корпусом (50) и преградой (53), причем по меньшей мере один промежуточный диск (56) имеет по меньшей мере одно отверстие (57) для прохода реагента, где сопло (10) дополнительно имеет первую щель (54а) между корпусом (50) и по меньшей мере одним промежуточным диском (56), вторую щель (54b) между преградой (53) и по меньшей мере одним промежуточным диском (56),
и/или
по меньшей мере одна щель (54, 54а, 54b) имеет по меньшей мере один криволинейный край (59), определяющий изменяемый размер щели от минимального размера (SZ1) до максимального размера (SZ2).
2. Сопло по п. 1, отличающееся тем, что первая и вторая щели (54а, 54b) имеют разный размер (SZ).
3. Сопло по п. 1, отличающееся тем, что содержит множество промежуточных дисков (56), где по меньшей мере третья щель (54с) образована между соседними промежуточными дисками (56).
4. Сопло по п. 1, отличающееся тем, что первая щель (54а), вторая щель (54b) и по меньшей мере третья щель (54с) имеют разный размер.
5. Сопло по п. 1, отличающееся тем, что содержит несущий рычаг (51), соединенный с корпусом (50) и несущий по меньшей мере один промежуточный диск (56).
6. Сопло по п. 1, отличающееся тем, что содержит несущий рычаг (51), соединенный с корпусом (50) и несущий преграду (53).
7. Система камеры сгорания и устройства для селективного некаталитического восстановления (7), отличающаяся тем, что устройство для селективного некаталитического восстановления (7) содержит сопло (10) согласно по меньшей мере одному из пп. 1-6.
8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что устройство для селективного некаталитического восстановления (7) содержит фурму (8), несущую шланг (9), имеющий сопло (10) и приводной механизм (11) шланга для приведения в движение шланга внутри фурмы (8).
9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что сопло (10) расположено для введения потока под углом А между шлангом (9) и вводимым потоком, который находится в диапазоне 0°<А<180°.
10. Система по п. 9, отличающаяся тем, что угол А находится в диапазоне 90°<А<180°.
11. Система по п. 9, отличающаяся тем, что угол А находится в диапазоне 135°<А<155°.
12. Система по п. 7, отличающаяся тем, что камера сгорания представляет собой бойлер, имеющий боковые трубчатые стенки (2), образующие внутреннее пространство (3).
13. Система по пп. 8 и 12, отличающаяся тем, что фурма (8) выступает во внутреннее пространство (3) из боковой трубчатой стенки (2) бойлера (1).
14. Система по п. 7, отличающаяся тем, что дополнительно содержит систему (44) управления для регулирования потока из сопла (10), причем система управления предназначена для генерации импульсного потока из сопла (10).
RU2017124153A 2015-01-20 2016-01-12 Система камеры сгорания и устройства для селективного некаталитического восстановления и сопло RU2686895C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15151716.6 2015-01-20
EP15151716.6A EP3047898B1 (en) 2015-01-20 2015-01-20 Arrangement of a combustor and a device for selective non catalytic reduction and injection nozzle
PCT/EP2016/050446 WO2016066861A1 (en) 2015-01-20 2016-01-12 Arrangement of a combustor and a device for selective non catalytic reduction and injection nozzle

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017124153A RU2017124153A (ru) 2019-02-21
RU2017124153A3 RU2017124153A3 (ru) 2019-02-21
RU2686895C2 true RU2686895C2 (ru) 2019-05-06

Family

ID=52347251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017124153A RU2686895C2 (ru) 2015-01-20 2016-01-12 Система камеры сгорания и устройства для селективного некаталитического восстановления и сопло

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10563862B2 (ru)
EP (1) EP3047898B1 (ru)
CN (1) CN106029207B (ru)
PL (1) PL3047898T3 (ru)
RU (1) RU2686895C2 (ru)
WO (1) WO2016066861A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111558297B (zh) * 2020-05-12 2021-08-17 山东交通学院 一种降低发动机尾气排放的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5453258A (en) * 1993-05-08 1995-09-26 Bayer Aktiengesellschaft Method of removing nitrogen oxides from hot flue gases
DE102010050334A1 (de) * 2010-11-05 2012-05-10 Jörg Krüger Verfahren und Vorrichtung zur nicht-katalytischen Entstickung von Abgasen von Verbrennungsanlagen
US20120177553A1 (en) * 2010-12-07 2012-07-12 Lindemann Scott H Injector And Method For Reducing Nox Emissions From Boilers, IC Engines and Combustion Processes
DE202014004495U1 (de) * 2014-06-04 2014-07-24 M.A.L. Umwelttechnik - Gmbh Einspritzvorrichtung und System zur Rauchgasentstickung

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2558238A (en) * 1945-02-21 1951-06-26 Bowser Inc Nonsplash discharge nozzle tip
US2413083A (en) * 1945-04-03 1946-12-24 Snowden Chemical Company Injection nozzle
US2701738A (en) * 1952-11-20 1955-02-08 Vincent C Cerasi Sprinkler head
US3737105A (en) * 1971-09-13 1973-06-05 Peabody Engineering Corp Double spray nozzle
US4700894A (en) * 1986-07-03 1987-10-20 Grzych Leo J Fire nozzle assembly
JPS645697A (en) 1987-06-27 1989-01-10 Amada Co Ltd Nozzle for laser beam processing device
US5281403B1 (en) * 1991-09-27 1996-06-11 Noell Inc Method for converting urea to ammonia
DE10120338B4 (de) 2001-04-26 2022-01-13 Clyde Bergemann Gmbh Vorrichtung zur Online-Kesselreinigung von Abfallverbrennungsanlagen
CN2528517Y (zh) 2002-01-15 2003-01-01 清华大学 一种用于液柱喷射烟气脱硫塔的喷嘴
DE10247763A1 (de) * 2002-10-14 2004-06-03 Robert Bosch Gmbh Zerstäuberdüse
US6988454B2 (en) * 2003-09-09 2006-01-24 Advanced Combustion Technology Method and apparatus for adding reducing agent to secondary overfire air stream
FI120234B (fi) * 2004-01-27 2009-08-14 Waterix Oy Laite ja menetelmä veden ilmastamiseksi/sekoittamiseksi
US20060008393A1 (en) * 2004-07-06 2006-01-12 Diesel & Combustion Technologies Llc Pollutant reduction system with adjustable angle injector for injecting pollutant reduction substance
US8375872B2 (en) * 2007-02-23 2013-02-19 Intertek APTECH Process for reduction of sulfur compounds and nitrogen compounds in the exhaust gases of combustion devices
CN102728491A (zh) 2012-06-05 2012-10-17 四川美丰化工股份有限公司 同心双层喷头
GB201401604D0 (en) * 2014-01-30 2014-03-19 Fosbel Inc Method and apparatus for removal of particulate material from refinery processes and power generation systems
US10006633B2 (en) * 2014-06-03 2018-06-26 Peerless Mfg. Co Infinitely variable injector for improved SNCR performance

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5453258A (en) * 1993-05-08 1995-09-26 Bayer Aktiengesellschaft Method of removing nitrogen oxides from hot flue gases
DE102010050334A1 (de) * 2010-11-05 2012-05-10 Jörg Krüger Verfahren und Vorrichtung zur nicht-katalytischen Entstickung von Abgasen von Verbrennungsanlagen
US20120177553A1 (en) * 2010-12-07 2012-07-12 Lindemann Scott H Injector And Method For Reducing Nox Emissions From Boilers, IC Engines and Combustion Processes
DE202014004495U1 (de) * 2014-06-04 2014-07-24 M.A.L. Umwelttechnik - Gmbh Einspritzvorrichtung und System zur Rauchgasentstickung

Also Published As

Publication number Publication date
EP3047898B1 (en) 2017-09-06
PL3047898T3 (pl) 2018-02-28
US10563862B2 (en) 2020-02-18
EP3047898A1 (en) 2016-07-27
WO2016066861A1 (en) 2016-05-06
CN106029207A (zh) 2016-10-12
US20180017252A1 (en) 2018-01-18
RU2017124153A (ru) 2019-02-21
CN106029207B (zh) 2019-12-17
RU2017124153A3 (ru) 2019-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004361078A (ja) 煙道ガス内の窒素酸化物を低減するための多重コンパートメント式オーバファイア空気・ｎ−剤噴射システム及び方法
JP4381208B2 (ja) オーバファイア空気及びオーバファイア空気／ｎ−剤噴射システムの段付きディフューザ
RU2696462C2 (ru) Система камеры сгорания и устройства для селективного некаталитического восстановления и способ импульсного введения
EP3507545B1 (en) Injection lance for injecting a liquid reducing reagent into a flue gas from the combustion of fuel in a boiler or furnace to reduce the amount of nitrogen oxides in the flue gas
RU2684151C1 (ru) Узел камеры сгорания и нагревательный прибор
JP2897036B2 (ja) 煙道ガスから窒素酸化物を除去する方法及びその方法を実行するための装置
RU2686895C2 (ru) Система камеры сгорания и устройства для селективного некаталитического восстановления и сопло
US20040201142A1 (en) Injection lance for uniformly injecting a steam/ammonia mixture into a fossil fuel combustion stream
US10434470B2 (en) Boiler and device for selective non catalytic reduction
JP5078320B2 (ja) 減温塔
KR101508216B1 (ko) 가스 및 오일 겸용 저녹스 버너
EP3431167B1 (en) Method and installation of selective, non-catalytic reduction of nitrogen oxides in grate boilers
JP2006194564A (ja) 管状火炎バーナ
JP2019070488A (ja) 脱硝装置を備えた燃焼炉
JPH07124439A (ja) 噴霧用ノズル
CZ30294U1 (cs) Chlazená sonda s rozprašovací tryskou pro dávkování reakčního činidla
RU2103607C1 (ru) Устройство для очистки дымовых газов котельной установки от оксидов азота
KR20090090175A (ko) 열매체 보일러
SU1638463A1 (ru) Горелка
JPH07185262A (ja) 窒素酸化物除去装置の取付構造
KR20180075053A (ko) 선택적 촉매 환원 시스템
UA23748U (en) Appliance for water evaporation cooling of high-temperature gases