CN109966899B - 一种实现煤粉锅炉烟气高效sncr脱硝的槽式混合器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种实现煤粉锅炉烟气高效SNCR脱硝的槽式混合器装置，包括布置炉膛出口烟道和下游烟道之间的槽式混合器，槽式混合器至少包括两层槽式混合器本体，每层槽式混合器本体包括多个等距设置的槽型钢；本发明实现了较高的SNCR脱硝效率，从而大幅降低了煤粉锅炉SCR装置前的NOx浓度，有利于减少SCR催化剂的用量，并延长催化剂的使用寿命，减低在催化剂更换与处置上的成本，产生良好的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于燃煤锅炉环保技术领域，特别涉及一种实现煤粉锅炉烟气高效SNCR脱硝的槽式混合器装置。
背景技术
随着环境问题日益突出，国家环保政策愈发严格，2014年颁布的《煤电节能减排升级与改造行动计划2014-2020年》要求燃煤机组NOx排放浓度须低于50mg/Nm3。选择性非催化还原SNCR脱硝技术作为仅次于SCR而被广泛应用的烟气脱硝技术，已在循环流化床CFB上得到广泛应用。
SNCR脱硝若要实现高效率，需满足合适的烟温窗口、烟气\还原剂充分混合及足够的停留时间等条件，若将SNCR脱硝技术应用于煤粉锅炉，如相关文献中介绍的在煤粉锅炉炉膛内喷射还原剂，由于烟温高与混合效果差等原因，脱硝效率偏低最高不到30％，故SNCR脱硝技术在煤粉锅炉烟气脱硝中应用较少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现煤粉锅炉烟气高效SNCR脱硝的槽式混合器装置，解决了现有的将选择性非催化还原脱硝技术应用在煤粉锅炉烟气脱硝中，存在脱销效率低的问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种实现煤粉锅炉烟气高效SNCR脱硝的槽式混合器装置，包括布置炉膛出口烟道和下游烟道之间的槽式混合器，槽式混合器至少包括两层槽式混合器本体，每层槽式混合器本体包括多个等距设置的槽型钢。
优选地，第一层槽式混合器本体上槽型钢的开口端与剩余层槽式混合器本体上槽型钢的开口端相对布置。
优选地，同层布置且相邻的两个槽型钢之间形成有流道；后一层槽式混合器本体槽型钢的中心线与前一层槽式混合器本体槽型钢形成的流道的中心线重合。
优选地，炉膛出口烟道的烟道口处设置有第一屏式换热器，第一屏式换热器置于槽式混合器的上游。
优选地，第一屏式换热器和槽式混合器之间设置有SNCR气力式喷枪。
优选地，槽式混合器的下游还布置有第二屏式换热器。
优选地，槽型钢的高度为300mm、腿宽为89mm、腰厚为11.5mm、平均腿厚度为13.5mm。
优选地，置于同层且相邻的两个槽型钢之间的通流间距为123mm；第一层槽式混合器本体槽型钢开口端的上表面与第二层槽式混合器本体槽型钢的开口端的上表面之间的间距为61.5mm；第一层槽式混合器本体槽型钢开口端的下表面与第二层槽式混合器本体槽型钢的开口端的下表面之间的间距为61.5mm；
第一层槽式混合器本体槽型钢的底部与第二层槽式混合器槽型钢的开口端的端部之间的通流间距为39～78mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种实现煤粉锅炉烟气高效SNCR脱硝的槽式混合器装置，高温烟气进入槽式混合器，烟气在槽式混合器内加速，并在槽式混合器内部转角处形成回流区，促进了还原剂雾滴的蒸发及蒸发产物与烟气间的相互作用。同时，由于槽式混合器出口和与其衔接的下游烟道在通流面积上的差异，导致烟气与还原剂在进入下游烟道后由于速度的变化可进一步混合，即槽式混合器的使用将使得还原剂在较短的流动距离下可实现良好的混合效果，将促进SNCR脱硝的深度进行；
同时，若能快速实现还原剂与烟气的充分混合，可有效减少氨基还原剂在高温环境中的自氧化份额，从而提升其用于NOx还原的份额。在合适的氨氮摩尔比和烟气/还原剂快速均匀混合的条件下，高达1000℃的高温烟气的SNCR脱硝效率普遍可达60％～70％，最高可接近80％；
本发明实现了较高的SNCR脱硝效率，从而大幅降低了煤粉锅炉SCR装置前的NOx浓度，有利于减少SCR催化剂的用量，并延长催化剂的使用寿命，减低在催化剂更换与处置上的成本，产生良好的经济效益。
附图说明
图1是本发明涉及的槽式混合器装置在煤粉锅炉烟道内的布置图；
图2是槽式混合器装置在煤粉锅炉烟道内的俯视图；
图3是用于构建槽式混合器的槽型钢图；
图4是槽型钢在槽式混合器内的布置图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进一步详细说明。
如图1和图2所示，本发明提供的一种实现煤粉锅炉烟气高效SNCR脱硝的槽式混合器装置，包括炉膛出口烟道1、第一屏式换热器2、SNCR气力式喷枪3、槽式混合器4、第二屏式换热器6和下游烟道5，其中，第一屏式换热器2、SNCR气力式喷枪3、槽式混合器4和第二屏式换热器6依次安装在煤粉锅炉的炉膛出口烟道1的内腔中。
如图3所示，槽式混合器4的基本组成单元为槽型钢6，槽型钢6的材质为310S不锈钢，可使用标准槽型钢件或依据优化模拟数据定制，其关键尺寸为高度、腰厚、平均腿厚度与腿宽。适用于大型煤粉锅炉烟气高效SNCR脱硝的槽式混合器4的槽型钢6的具体尺寸可选择为：槽型钢6的高度H为300mm，腿宽W为89mm，腰厚D为11.5mm，平均腿厚度d为13.5mm，长度L依据下游烟道5高度而定。
如图4所示，槽式混合器4至少包括两层槽式混合器本体，每层槽式混合器本体包括多个等距设置的槽型钢6；置于同层的两个相邻的槽型钢6之间形成有流道。
第一层槽式混合器本体上槽型钢6的开口端与剩余层槽式混合器本体上槽型钢的开口端相对布置。
后一层槽式混合器本体槽型钢6的中心线与前一层槽式混合器本体槽型钢6形成的流道的中心线重合。
本实施例中，槽式混合器4采用二层结构，其中，第一层槽式混合器本体槽型钢6等距布置，第二层槽式混合器本体槽型钢6与第一次槽式混合器本体槽型钢6扣接布置，在布置时，第二层槽式混合器本体槽型钢6的中心线与第一层槽式混合器本体形成的流道的中心线重合。
其中，置于同层的槽型钢6的通流间距L3为123mm，第一层槽式混合器本体槽型钢6开口端的上下表面分别与第二层槽式混合器本体槽型钢6的开口端的上下表面之间的间距L2相等，且均为61.5mm，槽型钢6内通流间距应尽量保持恒定，以避免高速烟气在其内部流动因流道面积的变化而产生较大的压力损失。
第二层槽式混合器本体槽型钢6***第一层槽式混合器本体槽型钢中，且第二层槽式混合器本体槽型钢6的槽底通流间距L1为39～78mm，具体数值取决于预期SNCR脱硝效率与流动阻力间的权衡。
本实施例中，槽式混合器4采用三层结构，其中，第一层槽式混合器本体槽型钢6等距布置，第二层槽式混合器本体槽型钢6与第一次槽式混合器本体槽型钢6扣接布置，第三层槽式混合器本体槽型钢6与第一次槽式混合器本体槽型钢6扣接布置。
在布置时，第二层槽式混合器本体槽型钢6的中心线与第一层槽式混合器本体形成的流道的中心线重合；第三层槽式混合器本体槽型钢6的中心线与第二层槽式混合器本体形成的流道的中心线重合。
第三层槽式混合器本体槽型钢6的开口端的端部与第二层槽式混合器本体槽型钢6的底部之间的通流间距L1为39～78mm。
第三层槽式混合器本体槽型钢6的上表面与第二层槽式混合器本体槽型钢6的中心线之间的通流间距L4为61.5mm。
在煤粉锅炉的炉膛出口烟道1的屏式换热器2的下游布置SNCR气力式喷枪3，用以向炉膛出口烟道1内喷射SNCR脱硝还原剂溶液如氨水或尿素溶液等。经气力破碎的还原剂雾滴在高温烟气的裹挟作用下开始蒸发并进入槽式混合器4，烟气在槽式混合器4内加速，并在槽式混合器4内部转角处形成回流区，促进了还原剂雾滴的蒸发及蒸发产物与烟气间的相互作用。同时，由于槽式混合器4出口和与其衔接的下游烟道5在通流面积上的差异，导致烟气与还原剂在进入下游烟道5后由于速度的变化可进一步混合，即槽式混合器4的使用将使得还原剂在较短的流动距离下可实现良好的混合效果，将促进SNCR脱硝的深度进行。
Claims (6)
1.一种实现煤粉锅炉烟气高效SNCR脱硝的槽式混合器装置，其特征在于，包括布置炉膛出口烟道（1）和下游烟道（5）之间的槽式混合器（4），槽式混合器（4）采用三层结构槽式混合器本体，每层槽式混合器本体包括多个等距设置的槽型钢（6）；
第一层槽式混合器本体上槽型钢（6）的开口端与剩余层槽式混合器本体上槽型钢（6）的开口端相对布置；
同层布置且相邻的两个槽型钢（6）之间形成有流道；后一层槽式混合器本体槽型钢（6）的中心线与前一层槽式混合器本体槽型钢（6）形成的流道的中心线重合；
第一层槽式混合器本体槽型钢（6）等距布置，第二层槽式混合器本体槽型钢（6）与第一次槽式混合器本体槽型钢（6）扣接布置，第三层槽式混合器本体槽型钢（6）与第一次槽式混合器本体槽型钢（6）扣接布置。
2.根据权利要求1所述的一种实现煤粉锅炉烟气高效SNCR脱硝的槽式混合器装置，其特征在于，炉膛出口烟道（1）的烟道口处设置有第一屏式换热器（2），第一屏式换热器（2）置于槽式混合器（4）的上游。
3.根据权利要求2所述的一种实现煤粉锅炉烟气高效SNCR脱硝的槽式混合器装置，其特征在于，第一屏式换热器（2）和槽式混合器（4）之间设置有SNCR气力式喷枪（3）。
4.根据权利要求1所述的一种实现煤粉锅炉烟气高效SNCR脱硝的槽式混合器装置，其特征在于，槽式混合器（4）的下游还布置有第二屏式换热器。
5.根据权利要求1所述的一种实现煤粉锅炉烟气高效SNCR脱硝的槽式混合器装置，其特征在于，槽型钢（6）的高度为300mm、腿宽为89mm、腰厚为11.5mm、平均腿厚度为13.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种实现煤粉锅炉烟气高效SNCR脱硝的槽式混合器装置，其特征在于，置于同层且相邻的两个槽型钢（6）之间的通流间距为123mm；第一层槽式混合器本体槽型钢（6）开口端的上表面与第二层槽式混合器本体槽型钢（6）的开口端的上表面之间的间距为61.5mm；第一层槽式混合器本体槽型钢（6）开口端的下表面与第二层槽式混合器本体槽型钢（6）的开口端的下表面之间的间距为61.5mm；
第一层槽式混合器本体槽型钢（6）的底部与第二层槽式混合器槽型钢（6）的开口端的端部之间的通流间距为39~78mm。
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| Title |
|---|
| SCR烟气脱硝工艺喷氨混合装置研究进展;韩发年;闫志勇;;化工进展(12);全文 * |
| 一种π形槽混合式气体轴颈轴承的性能研究;高进, 张武, 杨克剑;低温工程(03);全文 * |
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