[发明专利]一种SNCR烟气脱硝喷枪及其双腔混合双层喷射工艺

说明书

技术领域

本发明属于净化废气的方法，涉及选择性非催化还原脱硝(SNCR)应用技术领域，具体涉及一种SNCR烟气脱硝喷枪用双腔混合双层喷射工艺。

背景技术

在大气污染物种，氮氧化物是最近受到极大关注的一种污染物。针对水泥行业及循环流化床排放的氮氧化物，目前可行的技术包括选择性非催化还原脱硝SNCR、选择性催化还原脱硝SCR以及低氮燃烧器等技术。其中，SNCR已其较高的脱硝效率及投资低的特点成为最广泛使用的技术。

针对SNCR工艺的脱硝效率，其主要影响因素包括反应时间及反应程度，而影响该因素的核心工艺就是喷枪的性能，由于喷枪是属于由边壁向中心喷射，因此喷枪需要有足够的穿透性，保证还原剂能够到达中心位置，其次喷枪的喷射需要具有足够的分散程度，能够和烟气进行快速的混合并能够进行大面积的覆盖。传统喷枪很难既满足足够的穿透力，又具有良好的雾化效果。如一种SNCR脱硝工艺专用喷枪(公开号：103170231A)，其发明点主要在寻求更佳的雾化效果，而未考虑实际使用时所需更高的穿透性。如带有钝体装置的SNCR旋流雾化喷枪(公开号：103230740A)，其发明通过增加旋流区来正价扰动，改善混合条件，其注重点也主要是在提升混合效果，而没有提高穿透性。

发明内容

本发明的目的是要克服已有技术中的不足之处，提供一种SNCR烟气脱硝喷枪及其双腔混合双层喷射工艺，该工艺可使喷枪既具有高穿透性，又能实现强雾化效果。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种SNCR烟气脱硝喷枪及其双腔混合双层喷射工艺，其喷枪由中心喷射管，外层环形喷射管，还原剂输送管段，压缩空气输送管段组成，中心喷射管前端设有中心喷射口，后端设有第一混合腔和还原剂输送管段及压缩空气输送管段，在压缩空气输送管段与第一混合腔之间设有输送管路，输送管路的侧壁设有连通管路与外层环形喷射管的第二混合腔连通；外层环形喷射管设在中心喷射管外围，前端设有环形喷射口，后端设有第二混合腔，第二混合腔与中心喷射管的第一混合腔之间设有单向连通管路；在还原剂输送管段设有还原剂流量调节阀和压力表，在压缩空气输送管段设有空气流速调节阀和压力表。

一种SNCR烟气脱硝喷枪及其双腔混合双层喷射工艺，其喷射工艺是，由还原剂输送管段进入的还原剂和压缩空气输送管段进入的压缩空气在第一混合腔进行混合，大部分气液混合物进入中心喷射管，经中心喷射口喷入处理烟气中；

部分第一混合腔的气液混合物通过单向连通管路进入第二混合腔，压缩空气输送管段进入的部分压缩空气不经第一混合腔，直接通过连通管路进入第二混合腔，第二混合腔的气液混合物经外层环形喷射管至环形喷射口喷入处理烟气中。

如上所述的在压缩空气输送管段与第一混合腔之间的输送管路的侧壁设有的连通管路的孔径与在压缩空气输送管段与第一混合腔之间设有的输送管路的孔径比为0.3-0.42。

如上所述的中心喷射管的孔径与第二混合腔和第一混合腔之间设有的单向连通管路的孔径比为0.5-0.58。

压缩空气入口压力调节范围为0.2-0.35MPa。

第一混合腔组成为还原剂和压缩空气，第二混合腔组成为第一混合腔的气液混合物和压缩空气，采用双腔混合可以得到还原剂、压缩空气不同组分的两种气液混合物以完成不同的喷射效果，双层套管可有效利用两个混合腔内气液混合物组分不同的特点，防止两种气液混合物相互影响。

喷枪内部采用两个混合腔，且两混合腔采用分体式设计，两腔之间无法双向循环，两混合腔中的气液混合物中还原剂和压缩空气的比例不同，可实现第一混合腔中气液混合物可提供更强的穿透力、第二混合腔因气量多具有更强的雾化性能。

本技术方案中采用两个混合腔产生组分含量不同的两种还原剂、压缩空气混合物。还原剂通过还原剂输送管段进入第一混合腔，压缩空气通过压缩空气管段部分进入第一混合腔，另外一部分进入第二混合腔。还原剂和压缩空气进行混合后部分直接由中心喷射口喷入烟气中，部分进入第二混合腔再次与压缩空气进行混合，第二混合腔的还原剂、压缩空气直接通过环形喷射口喷入烟气中。第二混合腔中的还原剂、压缩空气与第一混合腔中相比，其压缩空气含量更高，其目的主要是更好的对还原剂进行雾化，同时配合环形喷射口提升气液混合物的分散性。

本技术方案中采用双层套管喷射机构。中心喷射管对应第一混合腔，环形喷射管对应第二混合腔，中心喷射管和环形喷射管无连通部分。

本技术方案中通过调整分布管路的孔径比例，可以调节第一混合腔和第二混合腔中气液混合液中还原剂和压缩空气的比例，从而满足不同的工况。