烟气深度脱硝系统及其喷氨单元技术方案

本实用新型专利技术公开了一种喷氨单元，其设置在烟道中，该喷氨单元沿烟气流动方向依次包括：喷氨管道，其垂直于烟道的轴向设置；多个喷嘴，其分布在喷氨管道上，喷嘴沿烟气流动方向喷射氨气；密封板，其形状与烟道的内径相匹配；以及多个混合组件，每一个混合组件包括：烟气入口，其开设在密封板上与喷嘴相对；以及多个混合通道，其以烟气入口为中心沿径向呈放射状延伸，每一个混合通道沿烟气流动方向依次包括收缩段和喉口段，混合通道的入口与烟气入口相连通，混合通道的出口与烟道相连通。本实用新型专利技术还公开了一种烟气深度脱硝系统。本实用新型专利技术的喷氨单元将烟气与氨气沿烟道轴向混合改为径向混合，易于在原有锅炉的有限空间中进行改造，减少成本。

Flue gas deep denitration system and ammonia injection unit

【技术实现步骤摘要】
烟气深度脱硝系统及其喷氨单元
本技术涉及废烟气处理领域，特别涉及一种烟气深度脱硝系统及其喷氨单元。
技术介绍
选择性催化还原（SCR）脱硝技术是以氨为还原剂，在催化剂和适当的温度条件下，氨与烟气中的NOx反应生成氮气和水的过程。SCR脱硝技术是目前应用最为广泛的烟气脱硝技术，其技术核心是高活性脱硝催化剂和高效喷氨装置。在国家超低排放指标提出后，很多现有的脱硝装置都需要进行改造，例如，通过设置低氮燃烧器或选择性非催化还原（SNCR）等预处理手段，与SCR装置联合使用，锅炉改造投资较大。如中国专利文献CN105251326A采用了“SNCR+SCR+氧化+硝酸吸收+碱吸收”工艺。常用的喷氨装置有三种，分别为涡流式静态混合喷射装置、线性控制式喷氨格栅和分区控制式喷氨格栅。无论哪一种喷氨格栅，都需要在到达催化剂床层前，实现烟气与氨气的均匀混合。《燃煤电厂超低排放烟气治理工程技术规范》（HJ2053-2018）要求首层催化剂上游500mm处：截面各处流速的相对标准偏差率绝对值≤10%、截面各处NH3/NOx的摩尔比率相对标准偏差率绝对值≤5%、截面速度偏离铅垂线的最大角度绝对值≤10°，这就给烟气超低排放系统喷氨格栅等内构件提出了更高的要求。事实上，一些老锅炉因可利用空间受限，烟气和氨气混合距离较短，只能通过改造喷氨格栅来强化氨气与烟气的混合。GB/T34339-2017《燃煤锅炉烟气脱硝喷氨混合系统》所述纵向涡喷氨装置和涡流静态混合器等均在沿烟气方向的氨喷嘴下游增加混合单元的方式实现氨气与烟气的混合，混合距离较长。中国专利文献CN202909629U公开了一种逆喷式喷氨元件，由喷氨管、喷嘴和扩散管构成，其中扩散管又包括直管段、喇叭口和导流筒。中国专利文献CN205109403U与CN205182515U通过喷氨管内静压和动压的变化实现氨气在烟道内的均匀喷射。以上技术均缺乏强化氨气与烟气混合的元件，混合效果均较差，实际应用时将不可避免的造成氨逃逸，并影响脱硝效果。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种喷氨单元，从而改善现有喷氨装置混合距离长和/或混合效果不佳的问题。本技术的另一目的在于提供一种能够实现烟气深度脱硝的系统，从而降低现有锅炉NOx超低排放改造成本。为实现上述目的，根据本技术的第一方面，本技术提供了一种喷氨单元，其设置在烟道中，该喷氨单元沿烟气流动方向依次包括：喷氨管道，其垂直于烟道的轴向设置；多个喷嘴，其分布在喷氨管道上，喷嘴沿烟气流动方向喷射氨气；密封板，其形状与烟道的内径相匹配；以及多个混合组件，每一个混合组件包括：烟气入口，其开设在密封板上与喷嘴相对；以及多个混合通道，其以烟气入口为中心沿径向呈放射状延伸，每一个混合通道沿烟气流动方向依次包括收缩段和喉口段，混合通道的入口与烟气入口相连通，混合通道的出口与烟道相连通。进一步，上述技术方案中，每一个混合组件还包括：挡板，其垂直于烟道的轴向与烟气入口相对设置，挡板将多个混合通道的底部连接在一起。进一步，上述技术方案中，挡板与多个混合通道一体成型。进一步，上述技术方案中，烟气入口为正方形或正六边形，烟气入口的每一条边对应一个混合通道。进一步，上述技术方案中，混合组件的混合通道的出口与相邻的混合组件的混合通道的出口相对设置。进一步，上述技术方案中，混合通道的截面为矩形，混合通道的宽度与烟气入口的边长相等。进一步，上述技术方案中，烟气入口在密封板上的开孔率为16%~50%，多个混合组件的密度为9~25个/m2，相对的两个混合通道之间的距离为20~100mm。进一步，上述技术方案中，收缩段的收缩角为23°~30°。进一步，上述技术方案中，喷氨管道上设有多个调节阀，多个调节阀能够分区控制多个喷嘴的喷射。根据本技术的第二方面，本技术提供了一种烟气深度脱硝系统，沿烟气流动方向烟气深度脱硝系统依次包括：如上述技术方案中任意一项的喷氨单元；SCR脱硝装置；氨选择性催化氧化脱硝装置；空预器；除尘器；脱硫反应器；以及排气筒。与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：1.本技术的喷氨单元通过设置多个混合通道，将现有技术中烟气与氨气沿烟道轴向混合改为径向混合，从而大大缩短了混合所需的轴向距离，易于在原有锅炉的有限空间中进行改造，减少改造成本；并通过混合通道文丘里结构的收缩段和喉口段使得混合更加充分。2.本技术中相邻的混合组件的混合通道出口相对设置，这样相对的混合通道喷出的气体发生碰撞混合，从而进一步提高氨气与烟气的混合效果。3.通过分区控制多个喷嘴的喷射，能够适应远期更为严格的NOx排放指标，例如，NOx浓度＜20mg/Nm3（目前该指标为NOx浓度≤50mg/Nm3）。4.本技术的烟气深度脱硝的系统中，逃逸氨明显减少，避免产生NH4HSO4/(NH4)2SO4结垢，影响脱硝效果。上述说明仅为本技术技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本技术的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本技术的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。附图说明图1是现有技术中烟气脱硝系统的流程示意图。图2是根据本技术的一个或多个实施方式的烟气深度脱硝系统的流程示意图。图3是根据本技术的一个或多个实施方式的喷氨单元的结构示意图。图4是根据本技术的一个或多个实施方式的混合组件的结构示意图。图5是根据本技术的一个或多个实施方式的喷氨单元的混合组件在烟道横截面上的分布及分区控制示意图。主要附图标记说明：10-锅炉，11-SNCR脱硝装置，12-换热模块，20-烟气，21-喷氨格栅，22-SCR脱硝装置，23-空预器，24-除尘器，25-脱硫单元，26-氨选择性催化氧化装置，30-排气筒，40-氨气，50-喷氨单元，51-喷氨管道，511-调节阀，52-喷嘴，53-密封板，531-烟气入口，54-混合组件，540-混合通道，541-收缩段，542-喉口段，543-挡板。具体实施方式下面结合附图，对本技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷氨单元，其设置在烟道中，其特征在于，该喷氨单元沿烟气流动方向依次包括：/n喷氨管道，其垂直于所述烟道的轴向设置；/n多个喷嘴，其分布在所述喷氨管道上，所述喷嘴沿烟气流动方向喷射氨气；/n密封板，其形状与所述烟道的内径相匹配；以及/n多个混合组件，每一个所述混合组件包括：/n烟气入口，其开设在所述密封板上与所述喷嘴相对；以及/n多个混合通道，其以所述烟气入口为中心沿径向呈放射状延伸，每一个所述混合通道沿烟气流动方向依次包括收缩段和喉口段，所述混合通道的入口与所述烟气入口相连通，所述混合通道的出口与所述烟道相连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种喷氨单元，其设置在烟道中，其特征在于，该喷氨单元沿烟气流动方向依次包括：
喷氨管道，其垂直于所述烟道的轴向设置；
多个喷嘴，其分布在所述喷氨管道上，所述喷嘴沿烟气流动方向喷射氨气；
密封板，其形状与所述烟道的内径相匹配；以及
多个混合组件，每一个所述混合组件包括：
烟气入口，其开设在所述密封板上与所述喷嘴相对；以及
多个混合通道，其以所述烟气入口为中心沿径向呈放射状延伸，每一个所述混合通道沿烟气流动方向依次包括收缩段和喉口段，所述混合通道的入口与所述烟气入口相连通，所述混合通道的出口与所述烟道相连通。


2.根据权利要求1所述的喷氨单元，其特征在于，每一个所述混合组件还包括：
挡板，其垂直于所述烟道的轴向与所述烟气入口相对设置，所述挡板将所述多个混合通道的底部连接在一起。


3.根据权利要求2所述的喷氨单元，其特征在于，所述挡板与所述多个混合通道一体成型。


4.根据权利要求1所述的喷氨单元，其特征在于，所述烟气入口为正方形或正六边形，所述烟气入口的每一条边对应一个所述混...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明星，李欣，韩天竹，姜阳，高峰，李睿，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11