[实用新型]一种SCR脱硝系统及其喷氨装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及SCR脱硝系统的氨气与烟气混合技术领域，特别涉及一种SCR脱硝系统及其喷氨装置。

背景技术

燃料燃烧过程中产生的氮氧化物(NOx)已成为主要的大气污染物，其过量排放会引发酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等一系列环境问题，因此控制和治理氮氧化物污染是环保科技领域一大重要任务。目前，选择性催化还原(SCR)脱硝技术是国际上应用最为成熟的烟气脱硝技术，其以装置结构简单、可靠性好、脱硝效率高等优点占据了世界80％的烟气脱硝市场。

现结合图1来说明SCR脱硝系统的结构及其工作原理，SCR脱硝系统包括烟气通道1′，以及沿烟气流向依次设置于烟气通道1′内的导流板2′、喷氨装置3′、整流格栅4′和催化剂层5′，其工作原理是通过喷氨装置3′将还原剂NH₃喷入烟气中，NH₃与NO_x混合流动至催化剂层5′时，在催化剂的作用下发生氧化还原反应后将NO_x被还原为无害的N₂。

脱硝效率和氨逃逸率是衡量SCR脱硝系统脱硝性能的两大重要指标，而氨气和烟气中NO_x的均匀混合程度是影响SCR脱硝效率和氨逃逸率的一个关键因素，到达催化剂前氨气与烟气混合效果越好，沿催化剂层断面氨气浓度分布越均匀，越有利于氨气与氮氧化物催化还原反应。因此，为了提高烟气脱硝效率和减小氨逃逸率，应尽力采取措施加强氨气与烟气的混合，使氨浓度沿催化剂层断面分布均匀。但强化氨气与烟气的混合常常是SCR脱硝系统设计的难点。

现有的喷氨装置包括多个间隔设置的喷氨管，每个沿轴向喷氨管依次间隔设置有多个喷氨口，并且每个喷氨口轴线与烟气流向一致。氨气从流量分配系统注入喷氨管并从喷氨口喷入烟气中，依靠气流对流、浓度差扩散作用使氨气与烟气混合。

上述结构喷氨装置的特点是，在喷氨口附近氨气浓度高，喷口之间的氨气浓度低，但由于喷口间距均匀，且喷口数量众多，因此整个喷氨断面的氨浓度是相对均匀的。在喷氨断面至催化剂之间的烟道距离内，氨气依靠气流对流、浓度差实现氨气从高浓度区域向低浓度扩散。理论上，氨气的扩散作用足够强烈时能使催化剂前氨气浓度均匀，但SCR脱硝流场数值模拟、模型试验和工程实践表明单纯依靠气流对流、浓度差引起的氨气扩散很难使催化剂前断面混合气中的氨浓度分布均匀。

有鉴于此，在氨气和烟气混合气达到催化剂层前断面前，采用何种措施以提高混合气中氨浓度的均匀性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型提供一种用于SCR脱硝系统的喷氨装置，以在混合气流达到催化剂层前断面前，提高混合气中氨浓度的均匀性。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于SCR脱硝系统的喷氨装置，包括多列喷氨管组，多列喷氨管组沿垂直烟气流向依次间隔设置于SCR脱硝系统的烟气通道内，并每列喷氨管组包括至少一个喷氨管，每个喷氨管具有多个喷氨口；还包括多列绕流盘组，多列绕流盘组沿垂直烟气流向依次间隔设置于烟气通道内，每列绕流盘组包括至少一个绕流盘，绕流盘相对于喷氨口设置于烟气流向的下游侧，绕流盘的迎流面与烟气流向呈夹角α设置，且0°＜α≤90°。

与现有技术相比，在喷氨装置中增设上述结构的多个绕流盘组后，氨气和烟气流过绕流盘的迎流面并流至其背流面时，将在背流面形成涡流效应，在涡流效应的强烈搅动下，烟气和氨气不断进行充分混合，使混合气在到达催化剂层前断面前其内氨浓度分布较为均匀，从而克服了SCR脱硝系统设计难点，有利于提高SCR脱硝效率、降低氨逃逸率。同时具有重要的实际应用价值，特别适合用于燃煤电厂干涉、烟道形状复杂、氨气与烟气混合距离短的脱硝改造和脱硝提效工程中。

本实用新型的一优选方案中喷氨装置还包括导流件，所述导流件固定连接于所述烟气通道并具有间隙地设置于相邻两列所述喷氨管组之间，用于将部分烟气导流至喷氨区域。导流件的形状为正三棱柱，所述正三棱柱的一侧面垂直于所述烟气流向设置、其另外两侧面分别靠近相邻两列所述喷氨管组并朝向烟气流向。

本方案中的喷氨装置通过增设导流件，当烟气流经导流件时，烟气被三棱柱两侧面导向喷氨区域，被导向喷氨区域的这部分烟气可以与部分氨气相遇，能够减小喷氨区域的氨浓度偏差，可在一定程度上可提高喷氨区域氨浓度均匀性，从而可进一步提高SCR脱硝系统的脱硝效率、降低氨逃逸率，进而进一步提高SCR脱硝系统的脱硝性能。