CN209564843U - 一种烧结机烟气scr脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置，所述的装置安装在脱硝***入口的烟气主烟道内，烟气主烟道上设置燃气热风炉，烟气主烟道内沿着烧结烟气气流方向依次布置有燃气热风补燃装置、喷氨格栅、静态混合器；所述的燃气热风补燃装置包括在烟气主烟道壁外沿烟气主烟道截面方向依次排布的多个高温烟气注入管道，所述的燃气热风炉与高温烟气注入管道相连，每根高温烟气注入管道的管径沿烧结烟气流动的方向由粗至细，位于每根高温烟气注入管道管壁上均设有多根等径喷管，喷管的管径沿烧结烟气流动的方向由粗至细，且喷管的布置方向与烧结烟气气流方向平行。
Description
技术领域
本实用新型属于烧结烟气氮氧化物控制领域，具体涉及到一种烧结烟气 SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置。
背景技术
目前国内烧结装置已基本配备相应的脱硫设备，且多数采用湿法脱硫，但对于氮氧化物、氟化物及二噁英等未进行有效的深度净化。铁矿烧结工序产生的NOX和SO2分别占钢铁厂NOX和SO2排放总量约48％、51％～62％，可以看出NOX已成为继SO2之后主要的大气污染物。另外，随着2012年新修订完善的 GB28662-2012《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》颁布，新一轮的二氧化硫、氮氧化物、氟化物及二噁英脱除等升级改造即将拉开序幕。
由于SCR脱硝工艺温度为180～400℃，且根据目前工艺流程(按照脱硫后 SCR脱硝的工艺布置)，因此烧结烟气SCR脱硝的关键技术之一就是对烧结烟气进行再加热，使之温度提升至SCR脱硝反应所需的区间段。由于烧结烟气量大，烟道体积也相应较大，一般会设立补燃炉或在烟道中配备火盘式燃烧装置来控制烟气温度的均匀性，但该两种方式均难以保证良好的烟气流场、温度均匀性，从而将直接导致烟气加热效率低、***能耗较高，达不到预期的脱硝效率。
另外，喷氨的均匀性及氨气/烟气混合进行性也是决定烟气SCR脱硝效率高低的关键技术之一，目前现有的技术主要是通过优化烟道导流装置，以及模拟、调整喷氨格栅设计来提高SCR脱硝效率，其中喷氨格栅对于脱硝反应器烟气中 NOX/NH3的均匀性分布影响异常重要。但现行的喷氨格栅在遇到烟气流场偏差较大的工况时，会出现局部喷氨流量相比较于烟气流量过多或过少的现象，难以保证较高的脱硝效率。
综上，因此为了提高烟气加热效率、优化氨气/烟气的均匀性，亟需开发一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置。
实用新型内容
本实用新型提供一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置，其目的是在于提高烟气加热效率、优化氨气/烟气的均匀性，最终实现降低脱硝***运行费用、提高脱硝效率。该一体化装置结构简单，布局合理、运行稳定、便于维护，能够保证补热高温烟气、氨气/空气及烧结烟气三者混合均匀，且混合效率更高。
本实用新型技术方案为：一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置，所述的装置安装在脱硝***入口的烟气主烟道内，烟气主烟道上设置燃气热风炉，烟气主烟道内沿着烧结烟气气流方向依次布置有燃气热风补燃装置、喷氨格栅、静态混合器；所述的燃气热风补燃装置包括在烟气主烟道壁外沿烟气主烟道截面方向依次排布的多个高温烟气注入管道，所述的燃气热风炉与高温烟气注入管道相连，每根高温烟气注入管道的管径沿烧结烟气流动的方向由粗至细，位于每根高温烟气注入管道管壁上均设有多根等径喷管，喷管的管径沿烧结烟气流动的方向由粗至细，且喷管的布置方向与烧结烟气气流方向平行；所述的喷氨格栅由多个喷氨格栅单元构成，每个喷氨格栅单元由六根等径等长的喷氨管道II等间距排列组成；所述的静态混合器由多个整流格栅单元构成，每个整流格栅单元由多组方向交错且等距排列的低阻扰流板组成，每块低阻扰流板与烧结烟气气流方向成30°～60°角。
进一步的，所述的高温烟气注入管道在烟气主烟道壁外沿烟气主烟道截面方向以中间分布数量大于两侧分布数量并排排列***烟气主烟道内。
再进一步的，每个高温烟气注入管道的细端管径为直径336mm～420mm、粗端管径为直径480mm～720mm。
进一步的，所述的喷管的管径为直径200mm～300mm。
进一步的，所述的喷氨格栅位于高温烟气注入管道下游2000mm～3000mm 处；所述的静态混合器位于喷氨格栅下游的1000mm～2000mm处。
进一步的，六根等径等长的喷氨管道II分为三组，每组两根等径的喷氨管道 II连接于一根喷氨管道I上，所述的喷氨管道I上设有调节阀。
再进一步的，喷氨管道I沿烟气主烟道截面方向以中间分布数量大于两侧分布数量并排排列，每组两根等径的喷氨管道II沿烟气主烟道截面方向等间距排列、且与喷氨管道I垂直布置。
再进一步的，每根喷氨管道II管壁上均设有多个等径喷氨管道III，喷氨管道 III布置方向与烧结烟气气流方向平行。
再进一步的，所述的喷氨管道I、喷氨管道II、喷氨管道III的管径范围分别为在直径175mm～262mm、直径127mm～190mm、直径45mm～68mm。
本实用新型的技术效果在于：1、采用高温烟气注入管道在烟气主烟道壁外沿烟气主烟道截面方向以中间分布数量大于两侧分布数量(形成的中间或者两侧高温烟气注入管道等距、中间与两侧高温烟气注入管道不等间距)并排排列***烟气主烟道内以实现高温烟气在烟气主烟道截面上的分区域控制，同时高温烟气注入管道采用由粗至细的变径喷嘴的结构，以保证注入高温烟气注入管道与喷嘴管道截面的高温烟气流速近似相同，最终实现烟气主烟道内烟气流场、温度的均匀性。2、每个喷氨格栅单元的喷氨管道同样由粗至细采用变径喷嘴、分区控制的布置，保证了各喷嘴出口氨气流量近似相同，降低了烧结烟气与氨气的混合长度，加强了二者的混合均匀性。3、设置于喷氨格栅后的静态混合器又进一步加强了补热高温烟气、氨气/空气及烧结烟气三者的均匀混合性，实现了补热、喷氨、均混装置的一体化。
本实用新型的高温烟气注入管道变径喷嘴、喷氨格栅管道变径喷嘴及低阻扰流板可依据具体的工况条件进行模拟设计，从而满足不同工况条件下的使用需求，该一体化装置结构简单，布局合理、运行稳定、便于维护，能够保证补热高温烟气、氨气/空气及烧结烟气三者混合均匀，且混合效率更高。
附图说明
图1所示为本实用新型的一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置结构示意图；
图2所示为本实用新型的燃气热风补燃装置上布局高温烟气注入管道的结构示意图；
图3所示为本实用新型的喷氨格栅单元局部结构示意图；
图4为图3的A-A剖视图；
图5为图3的B-B剖视结构示意图；
图6为本实用新型的静态混合器的整流格栅单元结构示意图；
图7为图6的a-a剖视结构示意图；
图8为图6的b-b剖视结构示意图；
图9为图6的c-c剖视结构示意图；
图中：1-燃气热风补燃装置，2-喷氨格栅，3-静态混合器；4-高温烟气注入管道，5-喷管；6-喷氨管道I，7-喷氨管道II，8-喷氨管道III；9-低阻扰流板， 11-角钢。
具体实施方式
为了更加清楚的说明本实用新型的技术方案，下面将对技术方案描述中所需要使用的附图做简单的介绍。
如图1所示的一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置，包括烟气主烟道、燃气热风补燃装置1、喷氨格栅2及静态混合器3，三者沿着烧结烟气气流方向依次排列。燃气热风炉(炉膛)与高温烟气注入管道4相连，高温烟气注入管道4在烟气主烟道壁外沿烟道截面方向以局部等距和局部彼此间不等间距并排排列***烟气主烟道内；喷氨格栅2由若干个喷氨格栅单元构成，每个喷氨格栅单元由六根等径等长的喷氨管道II 7等间距排列组成。静态混合器3由若干个整流格栅单元构成，每个整流格栅由若干组方向交错等距排列的低阻扰流板9组成。该装置能够保证补热高温烟气、氨气/空气及烧结烟气三者获得良好的混合效率，且实现补热、喷氨、均混装置的一体化。
具体的，本实用新型的一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置安装在脱硝***入口的(竖直的)烟气主烟道内，沿着烟气主烟道内(烧结)烟气气流方向依次为若干高温烟气注入管道4、喷氨格栅2、静态混合器3。若干等长高温烟气注入管道4在烟气主烟道壁外沿烟道截面方向以中间或者两侧等局部等距及局部间不等间距并排排列***烟气主烟道内。在烟气主烟道内的每根高温烟气注入管道4采用变径的布置结构，前后端等距，按照高温烟气注入管道4内的烟气流动的方向，前后端的高温烟气注入管道4管径分别在直径336mm～420mm、直径480mm～720mm范围内。在每根高温烟气注入管道4 管壁上均设有若干等径喷管5，管径在直径200mm～300mm范围内，喷管5方向与烧结烟气气流方向平行。高温烟气注入管道4的长度、喷管5的个数及间距依据烟气主烟道的尺寸而定。
喷氨格栅2位于高温烟气注入管道4下游2000mm～3000mm处，由若干个喷氨格栅单元构成，喷氨格栅单元由六根等径等长的喷氨管道II7等间距排列组成，分为三组，每组两根等径的喷氨管道II7连接于一根喷氨管道I6，喷氨管道 I6上设有调节阀，用以控制每个喷氨格栅单元的不同区域。喷氨管道I6同样采用变径的布置结构沿烟气主烟道截面方向等间距排列，每组两根等径的喷氨管道II7沿烟气主烟道截面方向等间距排列、且与喷氨管道I6垂直。每根喷氨管道II7管壁上均设有若干等径喷氨管道III8，喷氨管道III8方向与烧结烟气气流方向平行。喷氨管道I6、喷氨管道II7及喷氨管道III8的管径分别控制在直径175mm～262mm、直径127mm～190mm、直径45mm～68mm范围内，长度依据烟气主烟道的尺寸而定。
静态混合器3位于喷氨格栅2下游的1000mm～2000mm处，由若干个整流格栅单元构成，每个整流格栅由若干组方向交错、等距排列的低阻扰流板9组成，每组低阻扰流板9以角钢11为支撑点等距排列，每块低阻扰流板9与烧结烟气气流方向成30°～60°角，每个整流格栅单元的长宽依据烟气主烟道的尺寸而定。
本实用新型的一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化工艺，包括如下步骤：
(1)烧结烟气经GGH(烟气换热器)一次加热后流向燃气热风炉的高温烟气注入管道4，补热高温烟气通过若干高温烟气注入管道4注入烟气主烟道内，喷管5控制着高温烟气的流量分配，注入若干高温烟气注入管道4与喷管5截面的烟气流速均控制在11.6Nm3/s～17.4Nm3/s范围内，补热高温烟气经喷管5 进入烟气主烟道，与烟气主烟道内的烟气进行区域性多孔喷射掺混，使得补热高温烟气、烧结烟气迅速、充分混合，保证烟气主烟道内烟气流场、温度的均匀性。
(2)均匀混合后的两种高低温烟气顺着烟气主烟道流向位于高温烟气注入管道4下游1000mm～2000mm处的喷氨格栅2，与其均匀喷射出的体积浓度小于5％的氨气/空气混合气体进行初步均匀混合。每个喷氨格栅单元的喷氨管道采用变径喷嘴、分区控制的布置，使得喷入喷氨管道I 6、喷氨管道II 7、喷氨管道III 8截面的氨气/空气混合气体流速分别均控制在12.6Nm3/s～19Nm3/s、 11.2Nm3/s～16.8Nm3/s、10Nm3/s～15Nm3/s范围内，同时喷氨管道I 6设有调节阀，可以调节氨气/空气混合气体的输入量，选择最佳的氨氮摩尔比，以保证烧结烟气与氨气在较短时间内的均匀充分混合。
(3)静态混合器3位于喷氨格栅2下游的1000mm～2000mm处，均匀混合的补热高温烟气、烧结烟气及氨气/空气进入静态混合器3，静态混合器3的整流格栅单元由若干组方向交错、等距排列的低阻扰流板9组成，混合的补热高温烟气、烧结烟气及氨气/空气“冲击”低阻扰流板9，可形成湍流，湍流时可形成烟气流层“切割-偏移-重组”及强烈的涡流，有助于加强烟气的絮乱混合，同时由于整流格栅单元的作用，可使烟气流体不断的左右旋转偏移以改变流动混合方向，从而达到烟气流体间优异的径向混乱、均布的效果，最终实现补燃高温烟气、烧结烟气、氨气/空气相互间的二次均匀混合。
(4)另外本工艺设备采用专利—袋式除尘器气流组织多参数优化方法(公开号CN105912745A)中的计算流体力学(CFD)法进行数值模拟优化设计，可对不同的工况条件分别建立模型模拟以获取优异的脱硝效率。
Claims (9)
1.一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置，其特征在于：所述的装置安装在脱硝***入口的烟气主烟道内，烟气主烟道上设置燃气热风炉，烟气主烟道内沿着烧结烟气气流方向依次布置有燃气热风补燃装置(1)、喷氨格栅(2)、静态混合器(3)；所述的燃气热风补燃装置(1)包括在烟气主烟道壁外沿烟气主烟道截面方向依次排布的多个高温烟气注入管道(4)，所述的燃气热风炉与高温烟气注入管道(4)相连，每根高温烟气注入管道(4)的管径沿烧结烟气流动的方向由粗至细，位于每根高温烟气注入管道(4)管壁上均设有多根等径喷管(5)，喷管(5)的管径沿烧结烟气流动的方向由粗至细，且喷管(5)的布置方向与烧结烟气气流方向平行；所述的喷氨格栅(2)由多个喷氨格栅单元构成，每个喷氨格栅单元由六根等径等长的喷氨管道II(7)等间距排列组成；所述的静态混合器(3)由多个整流格栅单元构成，每个整流格栅单元由多组方向交错且等距排列的低阻扰流板(9)组成，每块低阻扰流板(9)与烧结烟气气流方向成30°～60°角。
2.根据权利要求1所述的一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置，其特征在于：所述的高温烟气注入管道(4)在烟气主烟道壁外沿烟气主烟道截面方向以中间分布数量大于两侧分布数量并排排列***烟气主烟道内。
3.根据权利要求1或2所述的一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置，其特征在于：每个高温烟气注入管道(4)的细端管径为直径336mm～420mm、粗端管径为直径480mm～720mm。
4.根据权利要求1所述的一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置，其特征在于：所述的喷管(5)的管径为直径200mm～300mm。
5.根据权利要求1所述的一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置，其特征在于：所述的喷氨格栅(2)位于高温烟气注入管道(4)下游2000mm～3000mm处；所述的静态混合器(3)位于喷氨格栅(2)下游的1000mm～2000mm处。
6.根据权利要求1所述的一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置，其特征在于：六根等径等长的喷氨管道II(7)分为三组，每组两根等径的喷氨管道II(7)连接于一根喷氨管道I(6)上，所述的喷氨管道I(6)上设有调节阀。
7.根据权利要求6所述的一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置，其特征在于：喷氨管道I(6)沿烟气主烟道截面方向以中间分布数量大于两侧分布数量并排排列，每组两根等径的喷氨管道II(7)沿烟气主烟道截面方向等间距排列、且与喷氨管道I(6)垂直布置。
8.根据权利要求7所述的一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置，其特征在于：每根喷氨管道II(7)管壁上均设有多个等径喷氨管道III(8)，喷氨管道III(8)布置方向与烧结烟气气流方向平行。
9.根据权利要求8所述的一种烧结机烟气SCR脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置，其特征在于：所述的喷氨管道I(6)、喷氨管道II(7)、喷氨管道III(8)的管径范围分别为在直径175mm～262mm、直径127mm～190mm、直径45mm～68mm。
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|---|---|---|---|---|
| CN109482063A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-03-19 | 安徽威达环保科技股份有限公司 | 一种烧结机烟气scr脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置及工艺 |
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2018
- 2018-11-15 CN CN201821884945.4U patent/CN209564843U/zh active Active
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| CN109482063A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-03-19 | 安徽威达环保科技股份有限公司 | 一种烧结机烟气scr脱硝补热与氨气均喷混合一体化装置及工艺 |
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