SNCR脱硝还原剂喷射系统

摘要

本发明公开了一种SNCR脱硝还原剂喷射系统，涉及一种烟气净化脱硝装置，包括旋风分离器，以及布置于所述旋风分离器入口烟道的脱硝剂喷射装置，其特征在于：所述旋风分离器入口烟道的内侧面沿入口至内的方向依次具有相交的第一面和第二面，且第一面相对分离器的外侧面形成10～45°的角度，所述脱硝剂喷射装置布置于第二面，且距离旋风分离器入口烟道的内侧面最低边的高度L为0.5～0.8整个高度H之间。本发明能够有效减少脱硝剂喷射装置的磨损，尤其是显著提高脱硝效率却同时降低脱硝剂使用量。

权利要求

1.一种SNCR脱硝还原剂喷射系统，包括旋风分离器，以及布置于所述旋风分离器入口烟道的脱硝剂喷射装置，其特征在于：所述旋风分离器入口烟道的内侧面沿入口至内的方向依次具有相交的第一面和第二面，且第一面相对分离器的外侧面形成10～45°的角度，所述脱硝剂喷射装置布置于第二面，且距离旋风分离器入口烟道的内侧面最低边的高度L为

0.5～0.8整个高度H之间；所述旋风分离器入口烟道的内侧面是指旋风分离器入口烟道靠近旋风分离器中心的立面，所述旋风分离器入口烟道的外侧面是指旋风分离器入口烟道与前述内侧面相对的，且远离旋风分离器中心的另一立面，所述脱硝剂喷射装置布置于第二面指的是，脱硝剂经喷射装置从该面喷出。

2.如权利要求1所述的SNCR脱硝还原剂喷射系统，其特征在于：所述L为0.6～0.8H之间。

3.如权利要求2所述的SNCR脱硝还原剂喷射系统，其特征在于：所述L为0.65～0.8H之间。

4.如权利要求1所述的SNCR脱硝还原剂喷射系统，其特征在于：所述第一面相对分离器的外侧面形成20～45°的角度。

5.如权利要求4所述的SNCR脱硝还原剂喷射系统，其特征在于：所述第一面相对分离器的外侧面形成25～45°的角度。

6.如权利要求1所述的SNCR脱硝还原剂喷射系统，其特征在于：所述第二面相对分离器的外侧面形成0～15°的角度。

7.如权利要求6所述的SNCR脱硝还原剂喷射系统，其特征在于：所述第二面相对分离器的外侧面形成0～5°的角度。

8.如权利要求1所述的SNCR脱硝还原剂喷射系统，其特征在于：所述旋风分离器竖直布置，所述脱硝剂喷射装置喷射方向水平垂直所述第二面。

说明书

SNCR脱硝还原剂喷射系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种烟气净化脱硝装置，尤其涉及SNCR脱硝装置，特别涉及燃煤CFB-SNCR。

背景技术

[0002] 我国燃煤发电、钢铁、水泥等行业的工业生产氮氧化物排放量巨大，己成为仅次于二氧化硫的大气污染物，酸雨问题、空气质量问题、大气层臭氧破坏越来越突出。目前中国已继欧洲和北美之后成为世界第三大酸雨区，从而给我国经济的可持续发展造成严重的环境压力。

[0003] SNCR是一种发展成熟的NOx控制技术。SNCR主要原理是在没有催化剂作用下，向870～1150℃高温烟气中喷射脱硝剂(通常为氮剂)，还原剂与烟气中NOx反应生成N2。

[0004] CFB炉本身NOx排放低，火电厂NOx排放限值将从450-1100mg/Nm3(按2003版标准)调整为100-200mg/Nm3。且重点地区(北京、天津、河北、上海、浙江、江苏、广东，火电装机占3
全国29.6％)NOx排放限值100mg/Nm ，因为CFB炉为高灰炉型，这对于实施SCR难度较大。实施SNCR技术将会是CFB炉最经济的手段。

[0005] 现有SNCR中，对于脱硝喷射装置的布置有多种方式，常规布置于旋风分离器入口烟道，该布置方式存在如下主要问题：

[0006] 1)因入口灰含量及流速较高，使得喷枪极易出现磨损现象。

[0007] 2)灰内的组分对脱硝还原剂的利用率有降低的作用，使得相同脱硝效率情况下所需的还原剂量更大。

[0008] 3)更重要的是，现有技术在分离器入口进行布置脱硝剂喷射装置，而且按照常规的思路，布置脱硝剂喷射装置在分离器内的高度越低(高度L为脱硝剂喷射装置距离旋风分离器入口烟道的内侧面最低边高度，高度H为内侧面上下边之间的整个高度)，脱硝剂喷射装置所喷射的脱硝剂与烟气混合产生的产物在分离器内的停留时间越长，混合越充分，所能够产生的脱硝效果越佳。

[0009] 因此，现有技术都是倾向于将该布置高度L设置得尽量低。

发明内容

[0010] 本发明的目的在于：提出一种SNCR脱硝还原剂喷射系统，能够有效减少脱硝剂喷射装置的磨损，尤其是显著提高脱硝效率却同时降低脱硝剂使用量。

[0011] 本发明的目的通过下述技术方案来实现：

[0012] 一种SNCR脱硝还原剂喷射系统，包括旋风分离器，以及布置于所述旋风分离器入口烟道的脱硝剂喷射装置，所述旋风分离器入口烟道的内侧面沿入口至内的方向依次具有相交的第一面和第二面，且第一面相对分离器的外侧面形成10～45°的角度，所述脱硝剂喷射装置布置于第二面，且距离旋风分离器入口烟道的内侧面最低边的高度L为0.5～0.8整个高度H之间。

[0013] 上述方案中，本发明人发现，对于循环流化床实施SNCR的研究表明烟气中的灰含量对SNCR有一定的逆制作用，同时因为入口高流速及高灰量的存在使得喷枪极易出现磨损情况，本方案首先通过将喷枪布置在分离器内侧，内侧相比外侧本身就灰浓度略低，同时内侧面特定的双面转折结构，使得第二面区域灰浓度更进一步明显降低，有效减少灰浓度对脱硝反应影响的可能，由此，将喷射装置布置在低灰低速区的第二面，提高了还原剂的利用率同时减少了喷枪的磨损。其中，所述脱硝剂喷射装置布置于第二面指的是，脱硝剂经喷射装置从该面喷出。

[0014] 更重要的是，在前述结构设计的基础上，本发明人进一步在研究中发现，采用该结构后，并不是如现有技术的惯性思维或偏见中一直所认识的“布置脱硝剂喷射装置在分离器内的高度越低，脱硝剂喷射装置所喷射的脱硝剂与烟气混合产生的产物在分离器内的停留时间越长，混合越充分，所能够产生的脱硝效果越佳”，根据本发明人大量试验的结果，可以很明显的看出，通过将喷枪位置优化为0.5H～0.8H之间后，脱硝效率能够达到80％左右，这比现有技术中同样采取其他常规手段，且仅在旋风分离器布置喷射装置的条件下，脱硝效率要高很多，同时比现有技术在L低于0.5H布置喷射装置相同脱硝效率情况下，节约还原剂达到50％以上，可见本方案在前述结构改进的基础上，进一步的布置高度的改进打破的常规喷枪布置的思路，取得了预想不到的效果。

[0015] 作为选择，所述L为0.6～0.8H之间。

[0016] 作为进一步选择，所述L为0.65～0.8H之间。

[0017] 作为选择，所述第一面相对分离器的外侧面形成10～45°的角度。

[0018] 作为进一步选择，所述第一面相对分离器的外侧面形成25～45°的角度。

[0019] 上述方案中，本发明人在研究中发现，第一面相对分离器的外侧面形成的角度越大，产生的惯性低灰区越明显，所以作为进一步选择，所述第一面相对分离器的外侧面形成20～45°的角度，更优选25～45°的角度。

[0020] 作为选择，所述第二面相对分离器的外侧面形成0～15°的角度。

[0021] 作为进一步选择，所述第二面相对分离器的外侧面形成0～5°的角度。

[0022] 上述方案中，第二面的特定角度，便于安装维护及防护产生的低灰区。

[0023] 作为选择，所述旋风分离器竖直布置，所述脱硝剂喷射装置喷射方向水平垂直所述第二面。

[0024] 前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案：如本发明，各选择即可和其他选择任意组合，本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

[0025] 本发明的有益效果：有效减少脱硝剂喷射装置的磨损，尤其是显著提高脱硝效率却同时降低脱硝剂使用量。

附图说明

[0026] 图1是本发明实施例的平面布置示意图；

[0027] 图2是图1的布置角度示意图；

[0028] 图3是图1的布置高度示意图；

[0029] 图中，1旋风分离器内侧面，2旋风分离器外侧面，3旋风分离器入口，4旋风分离器，5喷枪，11第一面，12第二面。

具体实施方式

[0030] 下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

[0031] 实施例1：

[0032] 参考图1-3所示，一种SNCR脱硝还原剂喷射系统，包括旋风分离器4，以及仅布置于旋风分离器入口烟道的脱硝剂喷射装置，旋风分离器入口烟道的内侧面1沿入口3至内的方向依次具有相交的第一面11和第二面12，且第一面11相对分离器的外侧面形成45°的角度a，第二面12相对分离器的外侧面形成0°的角度b，脱硝剂喷射装置布置于第二面12，且距离旋风分离器入口烟道的内侧面最低边的高度L为0.8H。作为选择，旋风分离器4竖直布置，脱硝剂喷射装置喷射方向水平垂直第二面12，如图中箭头方向所示。其脱硝效率最高达到83％，脱硝剂的化学当量比最高为1.5，同时喷枪运行2年内未出现磨损。

[0033] 实施例2：

[0034] 本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：第一面相对分离器的外侧面形成25°的角度，第二面相对分离器的外侧面形成0°的角度。其脱硝效率最高达到80％，脱硝剂的化学当量比最高为1.56，同时喷枪运行2年内未出现磨损。

[0035] 实施例3：

[0036] 本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：脱硝剂喷射装置布置于第二面12，且距离旋风分离器入口烟道的内侧面最低边的高度L为0.7H。其脱硝效率最高达到80％，脱硝剂的化学当量比最高为1.65，同时喷枪运行2年内未出现磨损。

[0037] 实施例4：

[0038] 本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：脱硝剂喷射装置布置于第二面12，且距离旋风分离器入口烟道的内侧面最低边的高度L为0.6H。其脱硝效率最高达到81.5％，脱硝剂的化学当量比最高为1.7，同时喷枪运行2年内未出现磨损。

[0039] 实施例5：

[0040] 本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：脱硝剂喷射装置布置于第二面12，且距离旋风分离器入口烟道的内侧面最低边的高度L为0.55H。其脱硝效率最高达到81.5％，脱硝剂的化学当量比最高为1.71，同时喷枪运行1年内未出现磨损。

[0041] 实施例6：

[0042] 本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：脱硝剂喷射装置布置于第二面12，且距离旋风分离器入口烟道的内侧面最低边的高度L为0.5H。其脱硝效率最高达到80.5％，脱硝剂的化学当量比最高为1.72，同时喷枪运行1年内未出现磨损。

[0043] 实施例7：

[0044] 本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：第一面相对分离器的外侧面形成35°的角度，脱硝剂喷射装置布置于第二面12，且距离旋风分离器入口烟道的内侧面最低边的高度L为0.65H。其脱硝效率最高达到82.7％，脱硝剂的化学当量比最高为1.65，同时喷枪运行2年内未出现磨损。

[0045] 实施例8：

[0046] 本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：脱硝剂喷射装置布置于第二面12，且距离旋风分离器入口烟道的内侧面最低边的高度L为0.77H。其脱硝效率最高达到84.7％，脱硝剂的化学当量比最高为1.61，同时喷枪运行2年内未出现磨损。

[0047] 对比例1：

[0048] 本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：第一面相对分离器的外侧面形成40°的角度，第二面相对分离器的外侧面形成0°的角度。喷枪布置于分离器外侧，其脱硝效率虽然最高达到80％，但是氨耗量比实施例1高1/3，同时喷枪一个月内就存在较为明显的磨损。

[0049] 对比例2：

[0050] 本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：第一面相对分离器的外侧面形成10°的角度，第二面相对分离器的外侧面形成0°的角度。喷枪布置于第一面，其脱硝效率最高只能达到75％，但是氨耗量比实施例1高1/4，同时喷枪二个月内就存在较为明显的磨损。

[0051] 对比例3：

[0052] 本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：脱硝剂喷射装置布置于第二面12，且距离旋风分离器入口烟道的内侧面最低边的高度L为0.2H，其脱硝效率最高只能达到35％，但是氨耗量比实施例1高1倍，同时喷枪二个月内就存在较为明显的磨损。

[0053] 对比例4：

[0054] 本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：脱硝剂喷射装置布置于第二面12，且距离旋风分离器入口烟道的内侧面最低边的高度L为0.35H，其脱硝效率最高只能达到55％，但是氨耗量比实施例1高1/2。

[0055] 对比例5：

[0056] 本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：脱硝剂喷射装置布置于第二面12，且距离旋风分离器入口烟道的内侧面最低边的高度L为0.45H，其脱硝效率最高只能达到65％，但是氨耗量比实施例1高1/3。

[0057] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。