專利名稱：一種用于煤粉/油鍋爐的緊密型高效脫硝裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于煤粉/油鍋爐的緊密型高效脫硝裝置，屬于燃煤/油鍋爐高效脫硝技術領域。
背景技術：
在一般無催化的脫硝(SNCR)方案中，利用通過在800-1100°C煙氣處理工藝中注入脫硝劑如液氨、氨氣或尿素溶液來降低氮氧化物(NOx)的排放量，該方法一定程度上可將氮氧化物(NOx)還原成氮氣N2，但SNCR的脫硝效率難以超過50%，尤其對于大型鍋爐而言。主要原因是脫硝效率受以下因素影響1)氮氧化物和脫硝劑在燃燒室難以得到充分的混合；2)脫硝反應區域的煙氣溫度分布不均勻；3)脫硝區域的氮氧化物和脫硝劑濃度之比 不匹配。因此，很多傳統的SNCR方法已不能滿足如今對燃煤鍋爐氮氧化物排放量的嚴格要求。在70和80年代出現一種新方法，即在300-400°C左右低溫區域，利用催化物質促進以氨脫除氮氧化物的反應。目前許多燃煤電廠在鍋爐煙道后部的省煤器和空氣預熱器之間設置選擇性催化反應器(SCR)，該處煙溫降至300-400°C之間。這種脫硝劑，大都為無水氨、液氨或尿素，在省煤器出口處噴入煙氣中，并隨即進入選擇性催化反應器(SCR)中。但是，選擇性催化反應器的效率和性能對多種過程因素很敏感，因而產生多個缺點，總結如下I.催化物質壽命過短。催化物質壽命長短取決于煙氣中的飛灰濃度和其被污染物堵塞程度及催化物的設計。煤燃燒產生大量飛灰會導致加快堵塞催化層，并在運行5000個小時后會大幅降低催化物質活性。每兩年更換一次催化層是經常有的事。2.高投資和高運行成本。催化脫硝系統SCR建設和運行費用昂貴。主要昂貴運行成本之一是與常更換催化物的材料有關。3.良好的催化床設計是非常關鍵的因素，好的設計可減緩煙氣中飛灰在催化物的堆積及其孔隙的堵塞所弓I起的活性降低。4.良好的SCR設計是很重要，尤其對因素如煙溫，含塵量，氮氧化物和脫硝劑在煙氣中的濃度比值。在進入SCR催化器之前這些因素必須均勻分布。欠佳的SCR設計將使脫硝效率降低，縮短催化物質的壽命和形成大量硫酸氨的在可能，即一種粘性物質會堵塞催化物質氣隙并且阻塞煙氣流通。
發明內容為了解決現有SNCR技術中存在的問題，本實用新型提供一種用于煤粉/油鍋爐的緊密型高效脫硝裝置，它應通過一串管道的設置，并在這一串管道上布置圓弧形導向板和脫硝劑噴嘴，讓脫硝劑注入鍋爐煙氣，使鍋爐煙氣能在煙道內產生強勁的渦流，通過互相碰撞和混合，注入煙氣中的脫硝劑也能與煙氣中的NOx有充分的混合，通過充分的接觸和反應，以達到高脫硝的效果。它是針對原無催化脫硝系統的一項重大改進，[0009]本實用新型的技術方案是一種用于煤粉/油鍋爐的緊密型高效脫硝裝置，在鍋爐爐膛內產生的鍋爐煙氣經第一吸熱器、第二吸熱器和第三吸熱器后排放。在所述第一吸熱器與第二吸熱器之間設有一排脫硝劑供給管道，在每個脫硝劑供給管道上設有脫硝劑噴口和圓弧形導向板，脫硝劑噴口設置在脫硝劑供給管道面對鍋爐煙氣流動方向的兩側，圓弧形導向板也設置在脫硝劑供給管道的兩側，而圓弧形導向板的凹弧面正對鍋爐煙氣的流動方向，在脫硝劑供給管道的兩端各設有一個脫硝劑和載體進口 ；脫硝劑和載體一起從脫硝劑和載體進口進入脫硝劑供給管道后，經脫硝劑噴口在垂直于鍋爐煙氣的流動方向噴入煙道。所述脫硝劑供給管道的數量為1-10個。所述脫硝劑噴口采用在脫硝劑供給管道上設置一排小孔的結構，或在脫硝劑供給 管道上設置一排脫硝劑噴嘴。所述脫硝劑采用液氨、氨氣或尿素溶液；所述載體采用水蒸汽、壓縮空氣或水。本實用新型的有益效果是上述的技術方案主要在鍋爐煙道中設置帶有噴射脫硝劑的管道，并通過圓弧形導向板使鍋爐煙氣產生強勁渦流，顯著提高脫硝效率。該裝置簡單、精巧和體積小，易設置在鍋爐煙道內兩個吸熱器之間的狹小空間內。當鍋爐煙氣在830°C以上通過裝置內的弧形導向板時，它將形成強烈的渦流。在兩個相鄰的管道間將產生兩個相反旋轉方向的渦流。這些渦流會碰撞并引起劇烈混合后才離開脫硝裝置。脫硝劑由管道上的孔/噴嘴注入煙氣中，在裝置內煙氣渦流與碰撞的幫助下，能迅速與煙氣中的NOx混合并發生反應，因而有效減少煙氣中的氮氧化物。
圖I是一種緊湊型脫硝裝置工作原理圖。圖2是圖I的A-A視圖。圖3是圖2的B-B視圖。圖4是煙氣渦流形成示意圖。圖中1、鍋爐爐膛，2、鍋爐煙氣，3、第一吸熱器，4、脫硝劑供給管道，5、圓弧形導向板，6、第二吸熱器，7、向下轉彎煙氣，8、第三吸熱器，9、脫硝劑噴口，10、脫硝劑和載體進口，11、煙道，12、12a、煙氣渦流。
具體實施方式
圖1、2、3示出了一種緊湊型脫硝裝置工作原理圖。圖中，在鍋爐爐膛I內產生的鍋爐煙氣2經第一吸熱器3、第二吸熱器6和第三吸熱器8后排放。在第一吸熱器3與第二吸熱器6之間設有4個脫硝劑供給管道4，在每個脫硝劑供給管道4上設有12個脫硝劑噴口 9和2個圓弧形導向板5，脫硝劑噴口 9設置在脫硝劑供給管道4面對鍋爐煙氣2來流方向的兩側，圓弧形導向板5也設置在脫硝劑供給管道4的兩側，而圓弧形導向板5的凹弧面正對鍋爐煙氣2的來流方向，在脫硝劑供給管道4的兩端各設有一個脫硝劑和載體進口10。脫硝劑和載體一起從脫硝劑和載體進口 10進入脫硝劑供給管道4后，經脫硝劑噴口 9在垂直于鍋爐煙氣2的流動方向噴入煙道11。上述的脫硝劑噴口 9可以采用在脫硝劑供給管道4上設置二排、每排6個小孔的結構，或在脫硝劑供給管道4上設置二排、每排6個脫硝劑噴嘴。上述的脫硝劑采用液氨、氨氣或尿素溶液；所述載體采用水蒸汽、壓縮空氣或水。脫硝劑和載體經外圍設備充分混合后進入脫硝劑供給管道4。圖4示出了煙氣渦流形成示意圖。在裝置內，鍋爐煙氣2沿著圓弧形導向板5形 成一股強而有力的煙氣渦流12。但在離開前，煙氣渦流12與另一股有相反方向的煙氣渦流12a碰撞和混合。脫硝劑從管壁上一連串的孔或噴嘴注入煙氣渦流中，在煙氣渦流互相碰撞/混合的幫助下，脫硝劑能迅速蔓延/混合，接觸煙氣中的氮氧化物，能迅速與NOx反應并導致NOx的還原。
權利要求1.一種用于煤粉/油鍋爐的緊密型高效脫硝裝置，在鍋爐爐膛(I)內產生的鍋爐煙氣(2)經第一吸熱器(3)、第二吸熱器(6)和第三吸熱器(8)后排放，其特征是在所述第一吸熱器(3)與第二吸熱器(6)之間設有一排脫硝劑供給管道(4)，在每個脫硝劑供給管道(4)上設有脫硝劑噴口(9)和圓弧形導向板(5)，脫硝劑噴口(9)設置在脫硝劑供給管道(4)面對鍋爐煙氣(2)流動方向的兩側 ，圓弧形導向板(5)也設置在脫硝劑供給管道(4)的兩側，而圓弧形導向板(5)的凹弧面正對鍋爐煙氣(2)的流動方向，在脫硝劑供給管道(4)的兩端各設有一個脫硝劑和載體進口(10);脫硝劑和載體一起從脫硝劑和載體進口(10)進入脫硝劑供給管道(4 )后，經脫硝劑噴口( 9 )在垂直于鍋爐煙氣(2 )的流動方向噴入煙道(11)。
2.根據權利要求I所述的一種用于煤粉/油鍋爐的緊密型高效脫硝裝置，其特征是所述脫硝劑供給管道(4)的數量為1-10個。
3.根據權利要求I所述的一種用于煤粉/油鍋爐的緊密型高效脫硝裝置，其特征是所述脫硝劑噴口(9)采用在脫硝劑供給管道(4)上設置一排小孔的結構，或在脫硝劑供給管道(4)上設置一排脫硝劑噴嘴。
4.根據權利要求I所述的一種用于煤粉/油鍋爐的緊密型高效脫硝裝置，其特征是所述脫硝劑采用液氨、氨氣或尿素溶液；所述載體采用水蒸汽、壓縮空氣或水。
專利摘要一種用于煤粉/油鍋爐的緊密型高效脫硝裝置，屬于燃煤/油鍋爐高效脫硝技術領域。該脫硝裝置主要在鍋爐煙道中設置帶有噴射脫硝劑的管道，并通過圓弧形導向板使鍋爐煙氣產生強勁渦流，顯著提高脫硝效率。該裝置簡單、精巧和體積小，易設置在鍋爐煙道內兩個吸熱器之間的狹小空間內。當鍋爐煙氣在830℃以上通過裝置內的弧形導向板時，它將形成強烈的渦流。在兩個相鄰的管道間將產生兩個相反旋轉方向的渦流。這些渦流會碰撞并引起劇烈混合后才離開脫硝裝置。脫硝劑由管道上的孔/噴嘴注入煙氣中，在裝置內煙氣渦流與碰撞的幫助下，能迅速與煙氣中的NOx混合并發生反應，因而有效減少煙氣中的氮氧化物。
文檔編號B01D53/90GK202527068SQ20112054498
公開日2012年11月14日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年12月23日
發明者唐遵義 申請人:中能東訊新能源科技(大連)有限公司, 迅泰有限公司