CN111420542A - 一种用于煤粉锅炉烟气sncr脱硝的烟道混合器结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种用于煤粉锅炉烟气SNCR脱硝的烟道混合器结构，在煤粉锅炉的烟道内合适区域使用结构简单的、高效的烟气/还原剂混合器结构本体，让裹挟着还原剂的烟气在流经其中时能实现充分混合，以提升SNCR脱硝反应效率；该装置整体设计较为简单，可利用烟道内无屏式换热器等内部装置存在的区域进行直接布置，对烟道结构的改动很小，可以收获较好的经济效益与社会效益。

Description

一种用于煤粉锅炉烟气SNCR脱硝的烟道混合器结构
技术领域
本发明涉及燃煤锅炉环保技术领域，特别涉及一种用于煤粉锅炉烟气SNCR脱硝的烟道混合器结构。
背景技术
为适应国家对燃煤机组排放烟气的污染物(如NOx等超低排放要求，煤粉锅炉一般采用选择性催化还原(SCR法进行NOx脱除，该方法存在脱硝装置建设成本高、催化剂耗量大、催化剂失效或中毒、废弃催化剂处置成本高且对环境潜在危害大等诸多问题。如果能在烟气进入SCR装置前大幅度脱除其大部分NOx，可有效缓解下游SCR装置的脱硝压力，有利于延长SCR催化剂的寿命，产生良好的经济与社会效益。
中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司(以下简称清能院在研究烟气的选择性非催化还原反应(SNCR时发现若能快速实现还原剂与烟气的良好混合，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，即使烟气温度较高，SNCR脱硝仍可实现较为理想的脱硝效率，例如清能院通过实验与模拟研究发现，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，即使高达1000℃的高温烟气中，SNCR脱硝效率普遍可达60％～70％，最高可接近80％。若在煤粉锅炉SCR装置上游适当位置设计合理的烟气/还原剂混合与SNCR反应装置，便可有效降低SCR装置前烟气中NOx含量，达到预期目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于煤粉锅炉烟气SNCR脱硝的烟道混合器结构，解决了现有的煤粉锅炉采用选择性催化还原(SCR法进行NOx脱除，存在的装置建设成本高、催化剂使用成本高的缺陷。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种用于煤粉锅炉烟气SNCR脱硝的烟道混合器结构，包括混合器结构本体，所述混合器结构本体布置在烟道内；所述混合器结构本体包括第一引流挡板、混合器内挡板、混合器外挡板和第二引流挡板，其中，所述第一引流挡板设置有两个，对称布置在烟道的侧壁上，且与烟道的侧壁之间设置有倾角；
所述混合器内挡板设置有两个，两个混合器内挡板平行布置在烟道内；且两个混合器内挡板的一端分别与两个第一引流挡板的自由端连接；
所述混合器外挡板设置有两个，两个混合器外挡板置于混合器内挡板的下游；且一一对应设置在混合器内挡板的外侧，与混合器内挡板之间形成S型流道；
所述第二引流挡板设置有两个，两个第二引流挡板的一端连接；两个第二引流挡板的另一端分别与两个混合器外挡板连接。
优选地，所述第一引流挡板和混合器内挡板之间的连接处设置有混合器后挡板，所述混合器后挡板垂直固定在烟道的侧壁上。
优选地，所述混合器后挡板为耐热钢板结构，所述耐热钢板结构的两侧面均涂覆有耐火耐磨材料层。
优选地，所述两个混合器外挡板之间设置有混合器前挡板，所述混合器前挡板垂直布置在两个混合器外挡板之间，且与混合器外挡板之间呈凹型结构。
优选地，所述混合器前挡板和两个第二引流挡板之间呈三角形结构。
优选地，所述混合器前挡板为耐热钢板结构，所述耐热钢板结构的两侧面均涂覆有耐火耐磨材料层。
优选地，所述第一引流挡板上沿其高度方向布置有多个SNCR喷枪，所述SNCR喷枪连接有还原剂储罐。
优选地，所述第一引流挡板、混合器内挡板、混合器外挡板和第二引流挡板均包括耐热钢板结构，所述耐热钢板结构的两侧面均涂覆有耐火耐磨材料层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种用于煤粉锅炉烟气SNCR脱硝的烟道混合器结构，在煤粉锅炉的烟道内合适区域使用结构简单的、高效的烟气/还原剂混合器结构本体，让裹挟着还原剂的烟气在流经其中时能实现充分混合，以提升SNCR脱硝反应效率；该装置整体设计较为简单，可利用烟道内无屏式换热器等内部装置存在的区域进行直接布置，对烟道结构的改动很小，可以收获较好的经济效益与社会效益。
附图说明
图1是本发明涉及的布置于煤粉锅炉烟道内的混合器结构的正视图与俯视图；
图2是混合器结构本体的结构图；
图3是挡板的结构图；
图4基于烟道宽度的混合器相关尺寸图。
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所示，本发明提供的一种用于煤粉锅炉烟气SNCR脱硝的烟道混合器结构，包括煤粉锅炉1、烟道2、第一引流挡板3、混合器后挡板4、混合器内挡板5、混合器外挡板6、混合器前挡板7、第二引流挡板8和SNCR喷枪9，其中，煤粉锅炉1的烟气出口连接烟道2的烟气入口，所述烟道2的烟气出口连接外接SCR装置。
所述外接SCR装置的上游设置有用于烟气SNCR脱硝的混合器结构本体，所述混合器结构本体布置在烟道2内。
所述混合器结构本体包括第一引流挡板3、混合器内挡板5和混合器外挡板6，其中，所述第一引流挡板3设置有两个，对称布置在烟道2的侧壁上，且与烟道2的侧壁之间设置有倾角；使得烟道2的内腔形成减缩型流道。
所述混合器内挡板5设置有两个，两个混合器内挡板5平行布置在烟道2内；且其一端与第一引流挡板3的自由端连接。
由于倾斜的第一引流挡板3的存在造成的狭窄区域，为避免大量烟气流入该区域又返流造成的压力损失，在第一引流挡板3与混合器内挡板5的连接处设置有垂直于烟道壁面的混合器后挡板4，使得烟气流经此处将同样返流至混合器外挡板6与烟道壁面构建的方型流道。
所述第一引流挡板3和混合器内挡板5之间的连接处设置有混合器后挡板4，所述混合器后挡板4固定在烟道2的侧壁上。
所述混合器外挡板6设置有两个，两个混合器外挡板6平行布置在烟道2内；且一一对应设置在混合器内挡板5的下方，与混合器内挡板5之间形成S型流道。
所述烟道2的下游还设置有两个第二引流挡板8，两个第二引流挡板8呈三角结构布置。
两个第二引流挡板8的自由端分别与两个混合器外挡板6连接。
两个第二引流挡板8的自由端之间通过混合器前挡板7连接。
所述混合器前挡板7与混合器外挡板6互相垂直。
烟气流经混合器内挡板5形成的流道，由于混合器前挡板7的阻隔作用返流至混合器内挡板5与混合器外挡板6之间的S型流道。
所述混合器前挡板7与混合器外挡板6之间呈凹型结构；所述混合器前挡板7和两个第二引流挡板8之间呈三角形结构；使得两个第二引流挡板8形成渐扩型流道。
从两侧的方型流道流出的烟气最终汇聚并流向烟道下游，渐扩型烟道的存在避免了烟气在陡然增大的通流区域里流动的压力损失。
所述第一引流挡板3的壁面上沿高度方向布置一定数量的SNCR喷枪9，还原剂如氨水或尿素溶液经SNCR喷枪9破碎后以微小雾滴的形式喷入烟道。
在该流道内，由于截面积的缩小造成了烟气流速逐渐升高，高流速烟气裹挟着还原剂雾滴向前流动；由于混合器前挡板7、混合器外挡板6、混合器后挡板4与烟道的壁面构建的U型流道，烟气/还原剂在混合器内开始沿着U型路线流动，在烟气的行进与转向中，促进了烟气与还原剂的混合，同时，高速流动在U型流道的局部的直角区域会形成强回流区，可进一步提升局部内驱内烟气与还原剂的混合效果。
烟气与还原剂在混合器内经历了两次流动方向的U型偏转，且由于流道的缩小有效提升了流苏，预计可实现有效混合，从而收获较为理想的SNCR脱硝效率如超过60％，可大幅降低SCR装置前的烟气NOx浓度。
如图3所示，所述第一引流挡板3、混合器后挡板4、混合器内挡板5、混合器外挡板6、混合器前挡板7和第二引流挡板8的结构相同，其中，第一引流挡板3为耐热钢板结构10，如310S不锈钢板状结构，该板状结构的两侧面均涂覆有耐火耐磨材料层11.
耐热钢材10与耐火耐磨材料层11的厚度D1、D2与D3可结合煤粉锅炉1与混合器的情况进行综合设计。
如图4所示，确定了第一引流挡板3、混合器后挡板4、混合器内挡板5、混合器外挡板6、混合器前挡板7和第二引流挡板8的厚度d，即d＝D1+D2+D3后，结合烟道2中适于布置混合器的烟道区域的烟道宽度12设计混合器的具体尺寸：
1.第一引流挡板3的倾角α1和第二引流挡板8的倾角α2可结合混合器布置区域的具体长度具体设计，其值越小，流动的减缩或渐扩引起的压力损失就越小；
2.原则上应避免混合器内通流面积的变化，以减少流动的压力损失，即混合器内挡板5和混合器外挡板6之间的通流宽度16等于混合器外挡板6和烟道2侧壁之间的通流宽度15，且两个混合器内挡板5之间的通流宽度13等于混合器内挡板5和混合器外挡板6之间的通流宽度16的2倍；
3.混合器后挡板4的挡板长度14与混合器前挡板7的挡板长度20需结合通流宽度13、15和16和挡板厚度d确定；
4.混合器内挡板5的挡板长度18与混合器外挡板6的挡板长度17需考虑布置混合器的烟道区域的空间具体确定，条件允许时可适当增长，以提升烟气在混合器内的混合效果与停留时间，有利于提升SNCR脱硝效率；
5.由于混合器内挡板5需部分***混合器外挡板6与混合器前挡板7形成的凹型空间内才能形成U型流道，出于减少压力损失的考虑，通流宽度19与通流宽度21相等，并等同于通流宽度16。

Claims (8)

1.一种用于煤粉锅炉烟气SNCR脱硝的烟道混合器结构，其特征在于，包括混合器结构本体，所述混合器结构本体布置在烟道(2)内；所述混合器结构本体包括第一引流挡板(3)、混合器内挡板(5)、混合器外挡板(6)和第二引流挡板(8)，其中，所述第一引流挡板(3)设置有两个，对称布置在烟道(2)的侧壁上，且与烟道(2)的侧壁之间设置有倾角；
所述混合器内挡板(5)设置有两个，两个混合器内挡板(5)平行布置在烟道(2)内；且两个混合器内挡板(5)的一端分别与两个第一引流挡板(3)的自由端连接；
所述混合器外挡板(6)设置有两个，两个混合器外挡板(6)置于混合器内挡板(5)的下游；且一一对应设置在混合器内挡板(5)的外侧，与混合器内挡板(5)之间形成S型流道；
所述第二引流挡板(8)设置有两个，两个第二引流挡板(8)的一端连接；两个第二引流挡板(8)的另一端分别与两个混合器外挡板(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于煤粉锅炉烟气SNCR脱硝的烟道混合器结构，其特征在于，所述第一引流挡板(3)和混合器内挡板(5)之间的连接处设置有混合器后挡板(4)，所述混合器后挡板(4)垂直固定在烟道(2)的侧壁上。
3.根据权利要求2所述的一种用于煤粉锅炉烟气SNCR脱硝的烟道混合器结构，其特征在于，所述混合器后挡板(4)为耐热钢板结构，所述耐热钢板结构的两侧面均涂覆有耐火耐磨材料层。
4.根据权利要求1所述的一种用于煤粉锅炉烟气SNCR脱硝的烟道混合器结构，其特征在于，所述两个混合器外挡板(6)之间设置有混合器前挡板(7)，所述混合器前挡板(7)垂直布置在两个混合器外挡板(6)之间，且与混合器外挡板(6)之间呈凹型结构。
5.根据权利要求4所述的一种用于煤粉锅炉烟气SNCR脱硝的烟道混合器结构，其特征在于，所述混合器前挡板(7)和两个第二引流挡板(8)之间呈三角形结构。
6.根据权利要求4所述的一种用于煤粉锅炉烟气SNCR脱硝的烟道混合器结构，其特征在于，所述混合器前挡板(7)为耐热钢板结构，所述耐热钢板结构的两侧面均涂覆有耐火耐磨材料层。
7.根据权利要求1所述的一种用于煤粉锅炉烟气SNCR脱硝的烟道混合器结构，其特征在于，所述第一引流挡板(3)上沿其高度方向布置有多个SNCR喷枪(9)，所述SNCR喷枪(9)连接有还原剂储罐。
8.根据权利要求1所述的一种用于煤粉锅炉烟气SNCR脱硝的烟道混合器结构，其特征在于，所述第一引流挡板(3)、混合器内挡板(5)、混合器外挡板(6)和第二引流挡板(8)均包括耐热钢板结构，所述耐热钢板结构的两侧面均涂覆有耐火耐磨材料层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN111420542A (zh) * 2020-04-29 2020-07-17 华能国际电力股份有限公司 一种用于煤粉锅炉烟气sncr脱硝的烟道混合器结构

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021218075A1 (zh) * 2020-04-29 2021-11-04 华能国际电力股份有限公司 一种用于煤粉锅炉烟气sncr脱硝的烟道混合器结构

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