用于SNCR脱硝工艺的内混式还原剂雾化喷枪

摘要

用于SNCR脱硝工艺的内混式还原剂雾化喷枪，属于锅炉脱硝装置技术领域。包括喷枪套筒、电动推进装置和喷枪，其特征在于，喷枪套筒安装在锅炉外壁上并与锅炉炉膛连通，喷枪套筒向下倾斜，与水平面成5～15°夹角；电动推进装置与喷枪固定连接，电动推进装置与喷枪套筒固定连接。系统投运时，电机正向旋转，通过联轴器带动丝杆转动，丝母在丝杆的转动作用下前进，并带动喷枪前进，进入炉膛喷射；当系统停运时，电机反转，丝母后退，带动喷枪退出炉膛。本发明具有雾化效果好、自动化程度高、气耗率低、防止水冷壁腐蚀的优点，可用于中小型煤粉炉、循环流化床等类型的锅炉，雾化介质可采用压缩空气或蒸汽。

权利要求

1.一种用于SNCR脱硝工艺的内混式还原剂雾化喷枪，包括喷枪套筒、电动推进装置和喷枪，其特征在于，喷枪套筒安装在锅炉外壁上并与锅炉炉膛连通，喷枪套筒向下倾斜，与水平面成5～15°夹角；电动推进装置与喷枪固定连接，电动推进装置与喷枪套筒固定连接；所述的电动推进装置为一种往复直线运行的电力驱动机构，包括驱动电机、丝杆、丝母、夹爪、外套管和安装法兰，驱动电机的动力轴与丝杆固定连接，丝母设置在丝杆上，丝母通过夹爪与喷枪固定连接，丝母外端的丝杆外设有一个外套筒，外套筒的端部通过螺栓将电动推进装置的安装法兰固定在喷枪套筒上；所述的喷枪由喷枪外壳、第一通道、第二通道、缩放形结构、预混室、雾化内芯和喷射口组成，第一通道、第二通道、缩放形结构、预混室和雾化内芯都安装在喷枪外壳内，第一通道位于第二通道内；第一通道一端设有还原剂入口，第一通道通过缩放形结构与预混室连通，第二通道一端设有雾化介质入口，第二通道通过第一进气口和第二进气口与预混室连通；第一进气口设置在缩放形结构上，第二进气口设置在预混室靠近缩放形结构的部位上，预混室内设有雾化内芯，雾化内芯的外端与喷枪的喷射口连接。

2.一种如权利要求1所述的用于SNCR脱硝工艺的内混式还原剂雾化喷枪的工作方法，其特征在于，工作方法如下：

系统投运时，电机正向旋转，通过联轴器带动丝杆转动，丝母在丝杆的转动作用下前进，并带动喷枪前进，进入炉膛内，雾化介质分别通过第一进气口和第二进气口与还原剂进行两次混合、雾化，经喷射口喷入锅炉炉膛，使还原剂与烟气中的氮氧化物完全反应，达到脱硝目的；当系统停运时，电机反转，丝母后退，带动喷枪退出炉膛。

说明书

用于SNCR脱硝工艺的内混式还原剂雾化喷枪

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于SNCR脱硝工艺的内混式还原剂雾化喷枪，属于锅炉脱硝装置技术领域。

背景技术

[0002] 我国是世界上主要的煤炭生产和消费国，也是以煤炭为主要一次能源的国家。据统计，2002年，原煤在我国一次能源构成中所占比例为70.7％，而用于发电的煤炭约占煤炭消费量的49.1％。煤炭燃烧产生的烟气中含有烟尘、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)和CO2等污染物，这些污染物排入大气，已经造成了严重的环境问题，是我国经济可持续发展急待解决的重要问题。

[0003] 随着烟气排放的氮氧化物，不但会造成温室效应、形成硝酸型酸雨，又是形成光化学烟雾、破坏臭氧层的主要物质之一。而且氮氧化物具有很强的毒性，严重影响人类健康，氮氧化物对人体、环境、生态造成严重危害。随着环保意识的增强，政府对氮氧化物排放的控制和治理力度逐渐增大。推动了脱硝技术的迅速发展。

[0004] 目前普遍采用的烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术(SelectiveCatalytic Reduction，简称SCR)、选择性非催化还原技术(Selective Non-Catalytic Reduction，简称SNCR)以及SNCR/SCR混合烟气脱硝技术。

[0005] 选择性非催化还原技术(Selective Non-Catalytic Reduction，简称SNCR)由于具有系统简单、造价低、脱硝效率较高等优点，适合用于中小型锅炉机组，具有广阔的应用前景。还原剂喷枪是SNCR脱硝工艺的关键设备，喷枪性能直接影响脱硝效率。由于我国脱硝技术起步较晚，国内自主研发技术较少，脱硝还原剂喷枪多为国外专利技术，使其应用和发展受到制约。且现有还原剂喷枪具有结构单一、雾化效果差，喷枪停运时，无法自动退出，需要冷却介质对喷枪进行冷却；此外现有SNCR脱硝用喷枪容易造成还原剂漏流，使还原剂滴落到水冷壁上，造成水冷壁腐蚀和泄漏。

发明内容

[0006] 针对现有SNCR脱硝技术中使用的还原剂雾化喷枪的不足，本发明提供一种用于SNCR脱硝工艺的内混式还原剂雾化喷枪。

[0007] 一种用于SNCR脱硝工艺的内混式还原剂雾化喷枪，包括喷枪套筒、电动推进装置和喷枪，喷枪套筒安装在锅炉外壁上并与锅炉炉膛连通，喷枪套筒向下倾斜，与水平面成5～15°夹角；电动推进装置与喷枪固定连接，电动推进装置与喷枪套筒固定连接。

[0008] 所述的电动推进装置为一种往复直线运行的电力驱动机构，包括驱动电机、丝杆、丝母、夹爪、外套管和安装法兰，驱动电机的动力轴与丝杆固定连接，丝母设置在丝杆上，丝母通过夹爪与喷枪固定连接，丝母外端的丝杆外设有一个外套筒，外套筒的端部通过螺栓将电动推进装置的安装法兰固定在喷枪套筒上。

[0009] 所述的喷枪由喷枪外壳、第一通道、第二通道、缩放形结构、预混室、雾化内芯和喷射口组成，第一通道、第二通道、缩放形结构、预混室和雾化内芯都安装在喷枪外壳内，第一通道位于第二通道内；第一通道一端设有还原剂入口，第一通道通过缩放形结构与预混室连通，第二通道一端设有雾化介质入口，第二通道通过第一进气口和第二进气口与预混室连通；第一进气口设置在缩放形结构上，第二进气口设置在预混室靠近缩放形结构的部位上，预混室内设有雾化内芯，雾化内芯的外端与喷枪的喷射口连接。

[0010] 一种用于SNCR脱硝工艺的内混式还原剂雾化喷枪的工作方法如下：

[0011] 系统投运时，电机正向旋转，通过联轴器带动丝杆转动，丝母在丝杆的转动作用下前进，并带动喷枪前进，进入炉膛内，雾化介质分别通过第一进气口和第二进气口与还原剂进行两次混合、雾化，经喷射口喷入锅炉炉膛，使还原剂与烟气中的氮氧化物完全反应，达到脱硝目的；当系统停运时，电机反转，丝母后退，带动喷枪退出炉膛。

[0012] 本发明中，喷枪具有推进装置，能根据需要推进或退出，该喷枪可用于中小型煤粉炉、循环流化床等类型的锅炉、用来将脱硝还原剂尿素或氨水溶液导入锅炉炉膛或旋风分离器，并将还原剂雾化，使其与烟气中的氮氧化物反应，降低锅炉排放烟气的氮氧化物含量，达到保护环境的目的。

附图说明

[0013] 图1是SNCR脱硝工艺喷射系统图。

[0014] 图2是喷枪示意图。

[0015] 图3是喷枪结构图。

[0016] 其中，1、喷枪，2、喷枪套筒，3、电动推进装置，4、还原剂入口，5、雾化介质入口，6、第一通道，7、第二通道，8、喷枪外壳，9、缩放形结构，10、第一进气口，11、第二进气口，12、预混室，13、雾化内芯，14、喷射口，15、驱动电机，16、丝杆，17、丝母，18、外套管，19、安装法兰，20、夹爪。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图和实施例方式对本发明作进一步说明。

[0018] 实施例：一种用于SNCR脱硝工艺的内混式还原剂雾化喷枪，如图1、图2和图3所示，包括喷枪套筒(2)、电动推进装置(3)和喷枪(1)，喷枪套筒(2)安装在锅炉外壁上并与锅炉炉膛连通，喷枪套筒(2)向下倾斜，与水平面成5～15°夹角；电动推进装置(3)与喷枪(1)固定连接，电动推进装置(3)与喷枪套筒(2)固定连接。

[0019] 所述的电动推进装置(3)为一种往复直线运行的电力驱动机构，包括驱动电机(15)、丝杆(16)、丝母(17)、夹爪(20)、外套管(18)和安装法兰(19)，驱动电机(15)的动力轴与丝杆(16)固定连接，丝母(17)设置在丝杆(16)上，丝母(17)通过夹爪(20)与喷枪(1)固定连接，丝母(17)外端的丝杆(16)外设有一个外套筒(18)，外套筒(18)的端部通过螺栓将电动推进装置(3)的安装法兰(19)固定在喷枪套筒(2)上。

[0020] 所述的喷枪(1)由喷枪外壳(8)、第一通道(6)、第二通道(7)、缩放形结构(9)、预混室(12)、雾化内芯(13)和喷射口(14)组成，第一通道(6)、第二通道(7)、缩放形结构(9)、预混室(12)和雾化内芯(13)都安装在喷枪外壳(8)内，第一通道(6)位于第二通道(7)内；第一通道(6)一端设有还原剂入口(4)，第一通道(6)通过缩放形结构(0)与预混室(12)连通，第二通道(7)一端设有雾化介质入口(5)，第二通道(7)通过第一进气口(10)和第二进气口(11)与预混室(12)连通；第一进气口(10)设置在缩放形结构(9)上，第二进气口(11)设置在预混室(12)靠近缩放形结构(9)的部位上，预混室(12)内设有雾化内芯(13)，雾化内芯(13)的外端与喷枪(1)的喷射口(14)连接。

[0021] 一种用于SNCR脱硝工艺的内混式还原剂雾化喷枪的工作方法如下：

[0022] 系统投运时，电机正向旋转，通过联轴器带动丝杆转动，丝母在丝杆的转动作用下前进，并带动喷枪前进，进入炉膛内，雾化介质分别通过第一进气口和第二进气口与还原剂进行两次混合、雾化，经喷射口喷入锅炉炉膛，使还原剂与烟气中的氮氧化物完全反应，达到脱硝目的；当系统停运时，电机反转，丝母后退，带动喷枪退出炉膛。

[0023] 混合均匀，雾化充分，经过喷口喷出后的还原剂雾滴粒径满足要求、分布均匀，具有一定的穿透深度，根据炉膛大小，设计合适数量的喷枪，喷出的还原剂能覆盖整个炉膛截面，可提高脱硝反应效率，降低还原剂逃逸率和二次污染。

[0024] 第一通道、第二通道进口介质压力0.4～0.6MPa，还原剂溶液流量10g/s～50g/s。喷枪喷射距离1.5～2.5m，平均索太尔直径：50～100μm。喷枪可调节气液比为15％～30％，比常规SNCR脱硝工艺用喷枪气耗率低20％～50％。

[0025] 脱硝系统开始投运时，电动推进装置在控制指令下，将喷枪通过喷枪套管推进炉膛内部，还原剂溶液和雾化介质管道上的阀门打开，还原剂和雾化介质进入喷枪，介质在喷枪内充分碰撞、雾化后喷入炉膛内部。

[0026] 当脱硝系统停运时，系统发出指令，电动推进装置将喷枪从炉膛内部退出，防止长期高温导致喷枪变形或损毁。