一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统，包括热风炉和锅炉烟道、烟气换热器和选择性催化还原脱硝(SCR)装置。锅炉烟道包括低温烟道段、高温烟道段和低温出口烟道。热风炉通过热风管道连接到锅炉烟道。热风管道设置有等压配风箱和若干个热风分配管，热风分配管上设置有氨水喷枪，出口设置有等压掺混器。烟气换热器同时设置在低温烟道段和高温烟道段，将高温烟气热量回收后传递给低温烟气，实现低温烟气的第一级升温。热风炉产生的高温烟气先经过等压配风箱均匀分配到各热风分配管内，热风分配管内蒸发的氨水与热风再通过等压掺混器均匀分配到大截面锅炉烟道内，实现热风、氨气、烟气的均匀掺混。本实用新型专利技术具有系统简化、混合特性好、脱硝效率高、氨逃逸低等优点。

An Integrated System of Flue Gas Temperature Control and Ammonia Spraying Denitrification

【技术实现步骤摘要】
一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统
本技术涉及一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统，属于烧结或焦炉的烟气脱硝领域。
技术介绍
近年来，非电行业的大气污染控制已经成为继电力行业后的重点减排对象。自2015年1月起执行的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)中规定：一般地区焦炉烟囱烟气颗粒物、SO2、NOx排放浓度需低于30mg/m3、50mg/m3、500mg/m3；重点地区需低于15mg/m3、30mg/m3、150mg/m3。2018年5月发布的关于征求《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》意见函，提出了推动钢铁行业超低排放改造要求计划将烧结烟气中的NOx排放浓度严格控制在50mg/m3以内，给钢铁企业带来巨大环保压力。2018年，各地方发布的《钢铁工业大气污染物超低排放标准》、《炼焦化学工业大气污染超低排放标准》、《关于部分重点城市执行大气污染物特别排放限制的公告》、《钢铁工业大气污染物超低排放标准(征求意见稿)》等文件使得钢铁行业的污染物超低排放改造迫在眉睫。这意味着我国将进入大规模控制非电行业NOx排放的重要阶段。过去几十年，电力行业在烟气脱硝领域积累了大量先进而成熟的经验，尤其是SCR(选择性催化还原法)脱硝技术，可经济高效的脱除氮氧化物。然而，烧结、焦炉烟气特点不同于电力行业。烧结烟气汇合后烟温一般低于200℃，焦炉烟气温度范围为180～230℃，而达不到SCR脱硝技术催化脱硝温度窗口320～450℃，给钢铁行业烟气脱硝带来巨大挑战。采用外部高温烟气对烧结、焦炉烟气进行加热，是目前采用的常规解决办法。然而，外部氨气(或氨水)、高温烟气和烧结(或焦炉)低温烟气的快速掺混涉及到大截面、短距离的组分混合问题，混合后烟气温度分布和氨浓度分布的均匀度显著影响着脱硝效率，是整套系统投运成功与否的关键。以往的研究，多数都将热风掺混系统和喷氨系统分开设置。热风掺混采用单口或多口射流混合的技术，混合效果差，即使经过结构的优化，混合后到达SCR入口截面的最大温度偏差也高达40℃，并且对速度场的均匀分布也有不利影响，严重影响了系统脱硝效率。此外，喷氨系统采用喷氨格栅，系统包括空气混合器、液氨站、稀释风机等，系统复杂，运维成本较高。
技术实现思路
本技术旨在提供一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统，采用氨水喷枪，在热风支管内实现氨水的蒸发，混入热风，并跟随热风一起进入热风掺混装置，利用等压设计理念设计热风配风箱和热风掺混装置，保证热风在大截面烟道内初始喷出点位均匀，为后续热风、氨气在烟气中的扩散掺混提供保证，并经过低阻高效静态混合器完成各烟气组分的充分混合及对焦炉或烧结机出口低温烟气的均匀加热。本技术通过以下技术方案实现：一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统，包括热风炉和锅炉烟道以及设置在锅炉烟道内的SCR装置，所述锅炉烟道包括依次连接的低温烟道段、高温烟道段和低温出口烟道，所述高温烟道段呈Π型设置；所述热风炉通过热风管道连接到所述锅炉烟道的低温烟道段和高温烟道段之间；所述热风管道设置有氨水喷枪，且所述热风管道位于锅炉烟道的热风出口设置有等压掺混器。上述技术方案中，所述热风管道设置有依次连接的等压配风箱和若干个热风分配管，所述若干个热风分配管呈均匀分布，与所述等压配风箱连接；所述等压掺混器设置在所述热风分配管出口端；所述氨水喷枪与所述热风分配管一一对应设置若干支。上述技术方案中，所述热风分配管为“一”字形、“L”形或“倒L”形，所述等压配风箱设置在所述热风分配管的竖直段入口侧，所述等压掺混器设置在所述热风分配管的水平段出口侧。上述技术方案中，所述若干个热风分配管沿所述等压配风箱内热风流向由前往后等距离分布；所述等压配风箱横截面流通面积沿着热风流向逐级递减，使得热风流向的静压头分布均等。上述技术方案中，相邻两个热风分配管的间距是1～3m。上述技术方案中，所述氨水喷枪倾斜设置在所述热风分配管上，其中心轴线方向与烟气流向夹角为0～150°。上述技术方案中，所述系统还包括静态混合器，所述静态混合器设置在所述高温烟道段，位于所述等压掺混器下游。上述技术方案中，所述静态混合器包括支撑杆和导向对称设置的扰流叶片；所述支撑杆为管状或板状；所述扰流叶片为圆形、椭圆形或多边形。上述技术方案中，所述系统还包括烟气换热器，所述烟气换热器选用回转式换热器，同时设置在低温烟道段和高温烟道段，将高温烟道段中从SCR装置出来的高温烟气热量回收后传递给低温烟道段的低温烟气。上述技术方案中，所述等压掺混器包括等压配风管和设置在所述等压配风管上的热风喷口；所述等压配风管与所述热风分配管一一对应设置有若干个；所述每个等压配风管横截面流通面积沿热风流向逐级递减，使得热风流向的静压头分布均等；所述等压配风管被设置为管内设计流速8～10m/s；所述热风喷口被设置为热风设计流速20～30m/s。上述技术方案中，所述热风喷口设置有若干个，若干个热风喷口沿着等压配风管梯形高度方向均匀布置，且前后两个相邻热风喷口相距0.5～1.5m。作为一种优化方案，所述热风喷口设置若干个，且每两个热风喷口为一组，组成热风喷口组，每一组热风喷口组的两个热风喷口出风方向相背，朝向与梯形高度相垂直的两个方向；所述热风喷口组沿着等压配风管梯形高度方向均匀布置，且前后两组相邻热风喷口组相距0.5～1.5m。上述技术方案中，所述高温烟道段的Π形水平段两侧设置有导流板。本技术具有以下优点及有益效果：1)将喷氨混合与热风掺混结合，取消造价昂贵的喷氨格栅和喷氨稀释风机，简化了系统结构，显著降低工程造价；2)采用等压配风原理设计热风分配风箱和热风-烟气-氨气掺混装置，并通过烟道优化设计，从结构设计上保证了烟温、氨气的均匀分布，并降低了热风、烟气、氨气掺混系统阻力。附图说明图1为本技术所涉及的其中一种实施方式的烟气调温喷氨脱硝一体化系统示意图。图2为本技术所涉及的另一种实施方式的烟气调温喷氨脱硝一体化系统示意图。图3为本技术所涉及的再一种实施方式的烟气调温喷氨脱硝一体化系统示意图。图4为本技术所涉及的烟气调温喷氨脱硝一体化系统的等压风箱、热风分配管和等压掺混器连接示意图。图5为图4的侧视示意图。图6为本技术所涉及的烟气调温喷氨脱硝一体化系统的等压掺混器结构示意图。图7为本技术所涉及的烟气调温喷氨脱硝一体化系统的静态混合器结构示意图。图中：1―热风炉；2―等压配风箱；3―热风分配管；4―等压掺混器；41―等压配风管；42―热风喷口；5―低温烟道段；6―烟气换热器；7―高温烟道段；8―静态混合器；81―支撑杆；82―扰流叶片；9―导流板；10―SCR装置；11―低温出口烟道；12―氨水喷枪。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式及工作过程作进一步的说明。本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。如图1至图3所示，一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统，包括热风炉1、锅炉烟道以及设置在锅炉烟道内的SCR装置10。锅炉烟道包括依次连接的低温烟道段5、高温烟道段7和低温出口烟道11。高温烟道段7呈Π形设置，SCR装置10设置在Π形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统，其特征在于：所述系统包括热风炉(1)和锅炉烟道以及设置在锅炉烟道内的选择性催化还原SCR装置(10)，所述锅炉烟道包括依次连接的低温烟道段(5)、高温烟道段(7)和低温出口烟道(11)，所述高温烟道段(7)呈Π型设置；所述热风炉(1)通过热风管道连接到所述锅炉烟道的低温烟道段(5)和高温烟道段(7)之间；所述热风管道设置有氨水喷枪(12)，且所述热风管道位于锅炉烟道的热风出口设置有等压掺混器(4)。

【技术特征摘要】
1.一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统，其特征在于：所述系统包括热风炉(1)和锅炉烟道以及设置在锅炉烟道内的选择性催化还原SCR装置(10)，所述锅炉烟道包括依次连接的低温烟道段(5)、高温烟道段(7)和低温出口烟道(11)，所述高温烟道段(7)呈Π型设置；所述热风炉(1)通过热风管道连接到所述锅炉烟道的低温烟道段(5)和高温烟道段(7)之间；所述热风管道设置有氨水喷枪(12)，且所述热风管道位于锅炉烟道的热风出口设置有等压掺混器(4)。2.根据权利要求1所述的一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统，其特征在于：所述热风管道设置有依次连接的等压配风箱(2)和若干个热风分配管(3)，所述若干个热风分配管(3)呈均匀分布，与所述等压配风箱(2)连接；所述等压掺混器(4)设置在所述热风分配管(3)出口端；所述氨水喷枪(12)与所述热风分配管(3)一一对应设置若干支。3.根据权利要求2所述的一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统，其特征在于：所述热风分配管(3)为L形或倒L形，所述等压配风箱(2)设置在所述热风分配管(3)的竖直段入口侧，所述等压掺混器(4)设置在所述热风分配管(3)的水平段出口侧。4.根据权利要求2或3所述的一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统，其特征在于：所述若干个热风分配管(3)沿所述等压配风箱(2)内热风流向由前往后等距离分布；所述等压配风箱(2)横截面流通面积沿着热风流向逐级递减，使得热风流向的静压头分布均等。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓建坤，秦明臣，李水清，李海龙，钟隆春，姚强，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：北京,11