CN202823144U - 一种用于sncr与sncr-scr脱硝的喷枪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于SNCR与SNCR-SCR脱硝的喷枪，包括进气管，所述进气管一端设有喷嘴，另一端穿设有进液管，所述进液管外壁与所述进气管内壁间为进气腔，所述喷嘴包括壳体、位于壳体内的混合腔、一端与混合腔连通另一端与进液管连通的进液支管、一端与混合腔连通另一端与进气腔连通的进气支管以及设置在进气管端面处且与混合腔连通的至少两个喷口。本实用新型结构合理，减少烟气和烟气中固体颗粒对喷嘴的磨损，能有效地控制还原剂的雾化颗粒的粒度和喷射速度，根据实际情况设置穿透距离和颗粒蒸发时间，使还原剂与烟气中混合均匀并反应，提高烟气脱硝的效率。

Description

一种用于SNCR与SNCR-SCR脱硝的喷枪

技术领域

本实用新型涉及烟气净化脱硝设备领域，具体涉及一种用于SNCR与SNCR-SCR脱硝的喷枪。 

背景技术

随着国家环保要求的不断提高，烟气排放标准日益严格，烟气脱硝成为目前一大热点。目前主要的烟气脱硝技术有下面几种：选择性催化还原法（SCR）、选择性非催化还原法（SNCR）、选择性非催化还原与选择性催化还原联合法（SNCR-SCR）、氧化液体吸收法、微生物法、活性炭吸附法、电子束法等。其中，前三种方法是目前世界上普遍应用的工业化方法，但是这三种方法各有其不足之处。 

SCR法是目前最为常用的脱硝方法，在催化剂的作用下，通过氨、尿素等还原剂把NOx转化成空气中天然含有的氮气和水，该方法脱硝效率高，二次污染小，但催化剂费用通常占到SCR***初始投资的一半左右，且催化剂在使用过程中会因中毒、磨蚀失效等原因而需更换，因而存在着运行费用高、设备投资大的缺点。 

SNCR是在没有催化剂作用下，向900～1100℃炉膛中喷入还原剂，以炉膛为反应器，还原剂NH₃(或汽化成NH₃或迅速热解成NH₃)与烟气中的NOx反应生成氮气，炉膛中会有一定量的氧气存在，喷入的还原剂选择性地与NOx反应，与氧气反应反应速度很慢，该方法不需要催化剂，一次性投资费用较少，但由于反应温度高，对喷枪及***的设计要求较高，如果设计不合理，则脱硝效率较低，也存在着氨逃逸的危险。目前，从工程应用SNCR法的情况来看，大多数喷枪存在雾滴分布不均、穿透距离不足和喷枪易磨损三大缺点，导致还原剂与烟气混合不均从而降低脱硝效率。 

SNCR-SCR脱硝技术并非是SCR技术与SNCR技术的简单组合，它是结合了SCR技术高效、SNCR技术投资省的特点而发展起来的一种新型工艺。但是也继承了一些SNCR与SCR的技术难点，例如喷入混合技术 也面临着与SNCR一样的困境，对对喷枪及***的技术设计要求较高。 

申请号为2011100407546的中国发明专利申请公开了一种SNCR脱硝多喷嘴长枪喷射器，包括枪体组件和至少两个喷嘴，枪体组件包括管道组件、输入组件以及枪头，管道组件由内向外依次包括冷却水输入管、尿素管、空气管和冷却水输出管；输入组件包括进水接头、尿素接头、空气接头以及出水接头，枪头包括尿素封头、设置在空气管出口端的空气封头以及设置在冷却水输出管进口端和冷却水出口端之间的冷却水封头，喷嘴为设置在枪体组件上的内混式喷嘴，喷嘴的混合室分别与尿素腔和空气腔相通，喷嘴的喷口开口于冷却水输出管侧壁。该装置的喷嘴设置在管道组件的两侧，喷射还原剂时其枪体要深入炉膛或烟道内，虽然外层涂有防腐防磨材料，但是在含尘量大的烟气中很难长时间稳定运行。 

申请号为200810156399.7的中国发明专利申请公开了一种用于SNCR法脱硝的还原剂喷嘴，是一种液液混合雾化的喷嘴，包括主管、副管、卡套、液流管和喷嘴，卡套及副管通过螺纹相连形成相对密闭的空间，主管的前端装有喷嘴，且置于副管内，喷嘴的前端与卡套相接触；主管的后端与带有压力表的液流管I相通连；副管与带有压力表的液流管II相通连；在喷嘴上设有沿主管轴向贯通的混合孔，并开设有若干个连通混合孔及副管的支孔；在混合孔出液口处的喷嘴及卡套上开设有橄榄形喷出口。该还原剂喷嘴位于管道的前段，但是该喷嘴采用单个喷口且其喷口采用橄榄形，容易造成雾化颗粒粒径分布不均匀，影响混合效果。 

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于SNCR与SNCR-SCR脱硝的喷枪，其结构合理，减少烟气和烟气中固体颗粒对喷嘴的磨损，能有效地控制还原剂的雾化颗粒的粒度和喷射速度，根据实际情况设置穿透距离和颗粒蒸发时间，使还原剂与烟气中混合均匀并反应，提高烟气脱硝的效率。 

一种用于SNCR与SNCR-SCR脱硝的喷枪，包括进气管，所述进气管一端设有喷嘴，另一端穿设有进液管，所述进液管外壁与所述进气管内壁间为进气腔，所述喷嘴包括壳体、位于壳体内的混合腔、一端与混合腔连通另一端与进液管连通的进液支管、一端与混合腔连通另一端与进气腔连通的进气支管以及设置在进气管端面处且与混合腔连通的至少两个 喷口。 

工作时，本实用新型的喷枪贯穿烟道壁安装在烟道内壁上或者贯穿反应炉炉膛壁安装在炉膛内壁上，只需喷嘴部位伸入烟道或炉膛内即可，无需整个喷枪伸入烟道或炉膛内中心处，液体还原剂通过进液管及进液支管送入混合腔中，高压气体通过进气管及进气支管送入混合腔中，液体还原剂和高压气体在混合腔中混合，然后从喷枪前端的喷口将还原剂雾化喷入烟道或炉膛中。 

所述的喷口的设置数量会影响还原剂的喷射效率，优选地，所述喷口为3个；更优选地，所述喷口位于同一直线上。 

在混合腔中液体还原剂由于高压气体的冲击破碎后形成液滴，由高压气体从喷口雾化喷出，在烟道或炉膛内与烟气混合并与烟气中的氮氧化物发生反应，将烟气中的氮氧化物还原，喷口设置为3个，使还原剂液滴分布均匀，在同一平面内分散范围广，覆盖面积大，从而烟气均匀混合并反应。 

为了增强喷嘴的喷射强度和雾化效果，优选地，所述喷口为圆台形，其进口直径与出口直径的比为1:1.05～1.5；所述喷口的出口直径与喷口的长度的比为1:1.5～4.0。 

更优选地，所述喷口出口直径与所述进液管的直径的比为1:1.05～1.5。喷口的进口直径是指喷口与混合腔连通处的直径，出口直径是指出口处的直径。 

为了保证还原剂液体和高压气体能够顺利的进入混合腔中混合并能顺利的经喷口雾化喷出，所述进液支管的直径与进液管直径的比为1:3.0～5.0。 

更优选地，所述进气支管为圆台形，其进口直径与出口直径的比为1:1.1～1.2。进气支管的进口直径是指进气支管与进气腔连通处的直径，出口直径是指与混合腔连通处的直径。 

优选地，所述进液支管沿进液管轴向布置，所述进气支管与进液支管之间互成30～60度夹角。 

在上述优选尺寸比例范围内，液体在混合腔中撞击壁面破碎，然后在高压空气的冲击下再次破碎并且混合均匀。因此，经过本实用新型喷枪喷出的还原剂液滴雾化粒度为50～250μm，喷射速度能达到35～55m/s， 直径小的液滴分散在喷嘴周围便蒸发，直径大的液滴抵达反应炉的炉膛深处，由于有三个喷口，使还原剂分散范围广，覆盖面积大，能与烟气均匀混合并反应。 

优选地，所述进气管及喷嘴前端外侧涂有耐高温耐磨层，利于喷嘴在高温、高腐蚀、高磨损的烟气环境中不受磨损长时间稳定运行。 

本实用新型的有益效果： 

（1）喷枪垂直于壁面安装且伸入长度不超过壁厚，减少烟气和烟气中固体颗粒对喷嘴的磨损，而且在伸入部分进气管和喷嘴外端设有耐高温耐磨层，这样有利于喷嘴在高温、高腐蚀、高磨损的烟气环境中不受磨损长时间稳定运行。 

（2）喷枪设有三个喷口，使还原剂液滴分布均匀，在同一平面内分散范围广，覆盖面积大，从而烟气均匀混合并反应。 

（3）喷枪结构简单，能有效地控制还原剂的雾化颗粒的粒度和喷射速度，从而能有效控制穿透距离可以针对不同的烟道尺寸，喷嘴入口气、液路压力为0.2～1.0MPa，喷出的液滴雾化粒度为50～350μm，喷射速度能达到35～55m/s。 

附图说明

图1是实用新型的结构示意图； 

图2为图1的A-A剖面图； 

图3为图2的B向视图。 

图中：1为壳体、2为进气管、3为进液管、4为进气接头、5为进液接头、6为喷口、7为混合腔、8为进液支管、9为进气支管。 

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，一种用于SNCR与SNCR-SCR脱硝的喷枪，包括进气管2和置于进气管2内的进液管3，进气管2的尾端（即图1中的右端）向内弯折与进液管3的外壁连接，对进气管2尾端进行封端，在进气管2上设置进气接头4，气体输送装置通过管路连接至该进气接头4，进液管3的尾端（即图1中的右端）设置进液接头5，液体还原剂供给装置通过管路连接至该进液接头5，进液管3的内腔为进液腔，进液管3 外壁与进气管2内壁之间的空腔为进气腔。 

进液管3的头部穿设进进气管2中，进液管3的头端（即图1中的左端）与进气管2的头端（即图1中的左端）之间间隔一定的空间，在该空间内安装喷嘴，整个喷嘴被包覆在进气管2内侧，头端端面与进气管2的头端端面平齐。 

喷嘴包括壳体1，壳体1一端与进液管3的头端相连并对进液管3进行封端，另一端端面向外弯折与进气管2的壁面固定连接，对进气管2的头端进行封端，壳体1内设置混合腔7，混合腔7的尾部（即连接进液管3部分的壳体内部）设有连通至进液管3的圆柱形内腔，该圆柱形内腔为进液支管8，该进液支管8沿进液管3的轴向布置，混合腔7的两侧分别设有进气支管9与进气腔连通，两进气支管9倾斜设置，位于进液支管8的两侧，与进液支管8之间的夹角为30～60度，本实施方式中为45度。 

在壳体1头端（即与进气管2头端平齐的一端）端面上设置三个连通混合腔7的喷口6，三个喷口6位于同一直线上，在喷嘴外侧及进气管2前端的外侧均涂覆耐高温耐磨层。 

进液接头5与进液管3连接处的直径与进液管3的直径相同，进液支管8为内径均一的圆柱形腔，进液支管8的直径与进液管3的直径比为1:3.0～5.0，本实施方式中为1:4。 

进气支管9的内腔为圆台形，其进口直径与出口直径的比例为1:1.1～1.2，本实施方式中为1:1.2，进气支管9的进口直径是指进气支管9与进气腔连通处的直径，出口直径是指与混合腔7连通处的直径。 

喷口6的内腔呈圆台形，其进口直径与出口直径的比例为1:1.05～1.5，本实施方式中为1:1.3；喷口6的出口直径与喷口6的长度的比为1:1.5～4.0，本实施方式中为1:3，喷口6的进口直径是指喷口6与混合腔7的连通处的直径，出口直径是指出口处的直径。 

本实用新型的工作过程如下： 

将本实施方式的喷枪垂直于壁面安装在反应炉炉膛壁上，只需要喷枪的喷嘴位部分伸入炉膛内即可，且伸入长度不超过炉膛壁厚，液体还原剂通过进液接头5、进液管3及进液支管8送入混合腔7中，高压空气通过进气接头4、进气管2及进气支管9送入混合腔7中，液体还原剂在高压空气的冲击下破碎成50～250μm的液滴，然后再高压空气的作用下以 35～55m/s的速度从喷口6雾化喷出，喷入炉膛深处，与炉膛内的烟气混合反应，喷枪设有三个喷口，使还原剂液滴分布均匀，在同一平面内分散范围广，覆盖面积大，从而烟气均匀混合并反应。喷嘴外的耐高温耐磨层使喷嘴在高温、高腐蚀、高磨损的烟气环境中不受磨损长时间稳定运行。 

本实用新型喷枪既保证脱硝效率，又使炉膛内固体颗粒对喷嘴的磨损降到最低。 

Claims (8)

1.一种用于SNCR与SNCR-SCR脱硝的喷枪，包括进气管(2)，所述进气管(2)一端设有喷嘴，另一端穿设有进液管(3)，所述进液管(3)外壁与所述进气管(2)内壁间为进气腔，其特征在于，所述喷嘴包括壳体(1)、位于壳体(1)内的混合腔(7)、一端与混合腔(7)连通另一端与进液管(3)连通的进液支管(8)、一端与混合腔(7)连通另一端与进气腔连通的进气支管(9)以及设置在进气管(2)端面处且与混合腔(7)连通的至少两个喷口(6)。

2.根据权利要求1所述的喷枪，其特征在于，所述喷口(6)为3个。

3.根据权利要求2所述的喷枪，其特征在于，所述喷口(6)位于同一直线上。

4.根据权利要求3所述的喷枪，其特征在于，所述喷口(6)为圆台形，其进口直径与出口直径的比为1∶1.05～1.5；所述喷口(6)的出口直径与喷口(6)的长度的比为1∶1.5～4.0。

5.根据权利要求4所述的喷枪，其特征在于，所述喷口(6)出口直径与所述进液管(3)的直径的比为1∶1.05～1.5。

6.根据权利要求5所述的喷枪，其特征在于，所述进液支管(8)的直径与进液管(3)的直径的比为1∶3.0～5.0。

7.根据权利要求6所述的喷枪，其特征在于，所述进气支管(9)为圆台形，其进口直径与出口直径的比为1∶1.1～1.2。

8.根据权利要求7所述的喷枪，其特征在于，所述进液支管(8)沿进液管(3)轴向布置，所述进气支管(9)与进液支管(8)之间互成30～60度夹角。

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