【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及煙氣脫硝，特別涉及一種噴氨混合單元以及應(yīng)用該單元的脫硝系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、現(xiàn)有的煙氣脫硝方法主要包括選擇性催化還原(scr)技術(shù)、選擇性非催化還原(sncr)技術(shù)、sncr/scr聯(lián)合煙氣脫硝技術(shù)等。其中，scr技術(shù)具有技術(shù)成熟、脫硝效率高、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣的煙氣脫硝技術(shù)。scr技術(shù)的主要原理是將還原劑氨噴入煙氣中并與之混合均勻，在scr脫硝催化劑的作用下，氨(nh3)把煙氣中的氮氧化物(nox)還原成無(wú)毒、無(wú)污染的氮?dú)夂退瑥亩鴮?shí)現(xiàn)脫除煙氣中nox的目的。
2、針對(duì)scr脫硝技術(shù)，氨氣與煙氣的混合效果是scr裝置設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是保證scr脫硝反應(yīng)完全、提高脫硝效率和氨利用率以及控制較低氨逃逸率的關(guān)鍵因素。在nh3/nox過(guò)高的地方，氨逃逸率會(huì)升高；在nh3/nox過(guò)低的地方，脫硝效率得不到保證。dl/t?296-2011《火電廠煙氣脫硝技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定：在scr反應(yīng)器第一層催化劑入口前500mm處100％煙道橫截面煙氣中各處nh3/nox的摩爾比率的偏差宜為-10％～10％。
3、氨氣與煙氣的混合效果主要由噴氨混合系統(tǒng)決定。《燃煤煙氣脫硝噴氨混合系統(tǒng)》(gb/t?34339-2017)中，將噴氨混合系統(tǒng)分為噴氨格柵(aig)和噴氨靜態(tài)混合器，aig是以格柵管道的形式使氨氣注入煙道的噴射裝置，包括噴氨管道、噴嘴、支撐及配件；靜態(tài)混合器是利用一定的固定部件，通過(guò)改變氨氣與煙氣流動(dòng)狀態(tài)，使其達(dá)到充分混合的裝置。典型的噴氨靜態(tài)混合器有渦流、旋流、縱向渦、v型等結(jié)
4、噴氨格柵和噴氨靜態(tài)混合器為單獨(dú)的設(shè)備，均需一定的安裝空間(高度)；并且上述結(jié)構(gòu)形式的噴氨混合系統(tǒng)需要較長(zhǎng)的混合距離。然而，現(xiàn)有大部分的鍋爐建成時(shí)間已較為久遠(yuǎn)，建設(shè)時(shí)由于環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)較為寬松，當(dāng)時(shí)沒(méi)有煙氣脫硝的需求，因而鍋爐內(nèi)沒(méi)有預(yù)留脫硝空間，布置較為緊湊，空閑的安裝高度/空間有限，采用上述噴氨混合系統(tǒng)進(jìn)行脫硝改造時(shí)難度較大。
5、例如，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)cn112742232a公開(kāi)了噴氨靜態(tài)混合器，該混合器為一層或多層，設(shè)于煙道中，每層混合器由多個(gè)靜態(tài)混合器單元組成且呈矩陣分布，靜態(tài)混合器單元包括：縮徑段，其為上小下大的管狀結(jié)構(gòu)，用于提高氨與煙氣混合氣體的流速；擾流段，其位于縮徑段上方并與縮徑段連通，該擾流段設(shè)置用于將混合氣體進(jìn)行分流的擾流組件，使混合氣體在該擾流段背面形成渦流。該類(lèi)靜態(tài)混合器雖然可顯著降低煙道同一橫截面上氣速分布偏差及氨濃度分布偏差，但混合所需的距離仍有一定的要求；且該類(lèi)噴氨靜態(tài)混合器壓降較大，且主要針對(duì)含粉塵的煙氣，不適用于不含粉塵或粉塵量較低、且對(duì)壓降要求較為苛刻的加熱爐、燃?xì)鈩?dòng)力爐、乙烯裂解爐煙氣、烷基化廢酸再生煙氣以及其他化工裝置的煙氣脫硝。
6、因此，亟需一種噴氨混合單元以及應(yīng)用該單元的脫硝系統(tǒng)，可在較短的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)氨氣與煙氣的均勻混合，適用于舊鍋爐脫硝改造中較低的允許安裝高度以及不含粉塵或粉塵量較低的煙氣脫硝裝置內(nèi)。
7、公開(kāi)于該
技術(shù)介紹
部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種噴氨混合單元以及應(yīng)用該單元的脫硝系統(tǒng)，可在較短的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)氨氣與煙氣的均勻混合，適用于舊鍋爐脫硝改造中較低的允許安裝高度以及不含粉塵或粉塵量較低的煙氣脫硝裝置內(nèi)。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的第一方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種噴氨混合單元，應(yīng)用于不含粉塵或粉塵量較低的煙氣脫硝系統(tǒng)內(nèi)并安裝于煙道中，包括：母管，其在煙道中垂直煙氣流向的方向上布設(shè)并通入氨氣或氨空混合氣；支管，其數(shù)量為多個(gè)，該支管與母管連通并沿?zé)煔夥较蜓由欤环峙涔埽湓O(shè)置在支管靠近自由端處，該分配管沿支管周向均勻分布；分配管上設(shè)有多個(gè)噴射方向與煙氣同向的噴氨氣孔；旋流葉片，其固定連接在煙道內(nèi)的支管中部，用于在煙氣與氨氣混合過(guò)程中將軸向氣流轉(zhuǎn)化為徑向的旋轉(zhuǎn)氣流。
3、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，旋流葉片可采用與噴氨氣孔的位置相對(duì)應(yīng)的曲面結(jié)構(gòu)，曲面結(jié)構(gòu)將軸向氣流導(dǎo)引為徑向的旋轉(zhuǎn)氣流。
4、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，分配管可以為四根且呈十字形排布，也可以采用更多數(shù)量且為米字型或星型排布。
5、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，分配管可設(shè)置多層，每層分配管在以支管為中心的圓周上均勻布設(shè)；每層分配管在煙道橫截面上的投影均不重合。
6、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，分配管可設(shè)置兩層，兩層分配管在煙道橫截面上的投影呈均勻間隔布設(shè)。
7、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，母管數(shù)量可為多根且在煙道中均勻間隔布設(shè)，或，母管通過(guò)連接管延伸出多排；多根母管、每根母管或連接管上的多根支管以及每根支管上的多根分配管構(gòu)成的整體結(jié)構(gòu)對(duì)煙道橫截面形成全覆蓋。
8、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，整體結(jié)構(gòu)的安裝高度可以控制在0.5米至1米之間。
9、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，使用本專(zhuān)利技術(shù)的噴氨混合單元的系統(tǒng)壓降<100pa；脫硝后的煙氣中nox<30mg/nm3。
10、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的第二方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種脫硝系統(tǒng)，適用于不含粉塵或粉塵量較低的煙氣脫硝，包括前述任意一項(xiàng)的噴氨混合單元。
11、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，噴氨混合單元可設(shè)置在煙道中的脫硝單元上游。
12、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，噴氨混合單元的每根母管的延伸管路上可設(shè)有流量計(jì)和流量調(diào)節(jié)閥。
13、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，每根母管的氣源可由噴氨總管提供，噴氨總管上設(shè)有氨空混合器，氨空混合器可通過(guò)稀釋風(fēng)管路提供空氣。
14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)具有如下有益效果：
15、1、常規(guī)煙氣scr脫硝在煙道內(nèi)設(shè)置的噴氨混合系統(tǒng)一般包括噴氨格柵及噴氨靜態(tài)混合器，需要較高的安裝高度；本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)將軸向氣流轉(zhuǎn)化為徑向的旋轉(zhuǎn)氣流，在能實(shí)現(xiàn)充分混合的前提下可顯著降低煙道內(nèi)噴氨混合單元所需的安裝高度，尤其適用于已運(yùn)行多年舊鍋爐/工藝加熱爐/裂解爐的脫硝改造；由于替代了現(xiàn)有的噴氨格柵及噴氨靜態(tài)混合器，煙道內(nèi)所需增加的設(shè)備重量大幅降低，與此同時(shí)鍋爐基礎(chǔ)及框架無(wú)需改動(dòng)，只需加固，尤其適合已運(yùn)行多年舊鍋爐的脫硝改造，可顯著降低改造成本；
16、2、本專(zhuān)利技術(shù)的分配管將氨氣在以支管為中心線的圓周上實(shí)現(xiàn)環(huán)形均布，進(jìn)而通過(guò)旋流葉片使氨氣與煙氣繞支管旋轉(zhuǎn)，可有效強(qiáng)化煙氣與氨氣的混合，提高氨氣在同一平面上(與煙氣流動(dòng)方向垂直的平面)的分布均勻性，從而縮短氨氣或氨空混合氣與煙氣均勻混合所需的距離；
17、3、本專(zhuān)利技術(shù)的噴氨混合單元應(yīng)用于不含粉塵或粉塵量較低的煙氣脫硝系統(tǒng)內(nèi)，因而可在分配管上設(shè)置孔徑小、數(shù)量多的噴氨氣孔，噴出的氨氣或氨空混合氣的氣速可以更高，與旋流葉片配合后，制造的旋流效果更好，試驗(yàn)證明，完全可以達(dá)到現(xiàn)有噴氨混合系統(tǒng)中高精度氨氣噴嘴的效果，可替代現(xiàn)有的價(jià)格昂貴的噴氨設(shè)備；
18、4、本專(zhuān)利技術(shù)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種噴氨混合單元，其特征在于，應(yīng)用于不含粉塵的煙氣脫硝系統(tǒng)內(nèi)并安裝于煙道中，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴氨混合單元，其特征在于，所述旋流葉片采用與噴氨氣孔的位置相對(duì)應(yīng)的曲面結(jié)構(gòu)，所述曲面結(jié)構(gòu)將軸向氣流導(dǎo)引為徑向的旋轉(zhuǎn)氣流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴氨混合單元，其特征在于，所述分配管為四根且呈十字形排布。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴氨混合單元，其特征在于，所述分配管設(shè)置多層，每層分配管在以支管為中心的圓周上均勻布設(shè)；每層分配管在煙道橫截面上的投影均不重合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴氨混合單元，其特征在于，所述分配管設(shè)置兩層，兩層分配管在煙道橫截面上的投影呈均勻間隔布設(shè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴氨混合單元，其特征在于，所述母管數(shù)量為多根且在煙道中均勻間隔布設(shè)，或，母管通過(guò)連接管延伸出多排；多根母管、每根母管或連接管上的多根支管以及每根支管上的多根分配管構(gòu)成的整體結(jié)構(gòu)對(duì)煙道橫截面形成全覆蓋。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴氨混合單元，其特征在于，所述整體結(jié)構(gòu)的安裝高度為0.5米至1米。
8
9.一種脫硝系統(tǒng)，其特征在于，適用于不含粉塵的煙氣脫硝，包括如權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的噴氨混合單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的脫硝系統(tǒng)，其特征在于，噴氨混合單元設(shè)置在煙道中的脫硝單元上游。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的脫硝系統(tǒng)，其特征在于，噴氨混合單元的每根母管的延伸管路上設(shè)有流量計(jì)和流量調(diào)節(jié)閥。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的脫硝系統(tǒng)，其特征在于，每根母管的氣源由噴氨總管提供，所述噴氨總管上設(shè)有氨空混合器，所述氨空混合器通過(guò)稀釋風(fēng)管路提供空氣。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種噴氨混合單元，其特征在于，應(yīng)用于不含粉塵的煙氣脫硝系統(tǒng)內(nèi)并安裝于煙道中，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴氨混合單元，其特征在于，所述旋流葉片采用與噴氨氣孔的位置相對(duì)應(yīng)的曲面結(jié)構(gòu)，所述曲面結(jié)構(gòu)將軸向氣流導(dǎo)引為徑向的旋轉(zhuǎn)氣流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴氨混合單元，其特征在于，所述分配管為四根且呈十字形排布。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴氨混合單元，其特征在于，所述分配管設(shè)置多層，每層分配管在以支管為中心的圓周上均勻布設(shè)；每層分配管在煙道橫截面上的投影均不重合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴氨混合單元，其特征在于，所述分配管設(shè)置兩層，兩層分配管在煙道橫截面上的投影呈均勻間隔布設(shè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴氨混合單元，其特征在于，所述母管數(shù)量為多根且在煙道中均勻間隔布設(shè)，或，母管通過(guò)連接管延伸出多排；多根母管、每根母管或連接管上的多根支管以及每根支管...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李欣，李磊，金平，王明星，韓天竹，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)石油化工股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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