[发明专利]一种SCR脱硝装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及烟气净化装置结构及方法的技术领域，尤指一种SCR脱硝装置及方法。

背景技术

随着经济的发展，煤、石油、天然气等化石燃料的使用量逐年增加，氮氧化物的产生量也随之增加，生态环境面临恶化的较大压力。SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原技术)作为一种最佳可行脱硝技术，已广泛应用于火电、石化、水泥、玻璃及钢铁等行业的尾气/烟气的脱硝处理中。

氨气同尾气/烟气混合均匀程度直接影响SCR脱硝装置的脱硝效率及氨逃逸。传统SCR脱硝装置包括烟道和喷氨装置，喷氨装置一般采用格栅式设计，格栅管道均匀排列在烟道截面内，每个格栅管道上连接多个喷氨分支管，分支管上设有喷射孔，从而将氨气喷射到尾气/烟气中；为增强混合效果，格栅管道的下游一般设有静态混合叶片或设置涡流混合器，但是这种形式的喷氨装置使氨气与尾气/烟气的混合距离较长，且设置混合叶片导致压降较大，混合效果也不尽理想。随着我国对氮氧化物排放指标的要求越来越高，现有的SCR脱硝装置的脱硝效率需要进一步提高。

为解决上述技术问题，本申请人致力于提供一种新型的SCR脱硝装置及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种SCR脱硝装置及方法，其中SCR脱硝装置结构简单，方便安装和拆卸，可以使烟气与氨气实现充分的混合，从而提高了SCR脱硝装置的脱硝效率，降低了氨逃逸率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种SCR脱硝装置，包括：烟道，具有进气口和出气口，烟气从所述进气口流向所述出气口；至少一个喷氨管道层，所述喷氨管道层包括多个喷氨管道，且相邻的所述喷氨管道之间具有间隙，所述间隙的宽度沿着所述烟气的流通方向先减小后增大，所述喷氨管道朝向所述间隙的侧壁上设有多个喷氨气孔；所述喷氨管道层穿设在所述烟道中，且所述烟道中的烟气经所述间隙穿过所述喷氨管道层。

优选地，所述喷氨管道层的数目为多层。

优选地，在所述喷氨管道层中，所述喷氨管道的轴线均位于同一平面上。

优选地，所述喷氨管道层与所述烟道垂直。

优选地，在每层所述喷氨管道层中，所述喷氨管道上的喷氨气孔位于所述喷氨管道的第一侧壁上，所述喷氨管道的第一侧壁为所述喷氨管道靠近所述烟道的出气口的侧壁。

优选地，在每层所述喷氨管道层中，所述喷氨管道的喷氨气孔所在的管径与所述喷氨管道的轴线所在平面的夹角为0～30°。

优选地，所述喷氨管道的横截面为椭圆形。

优选地，所述喷氨管道的横截面为圆形。

优选地，所述喷氨管道的直径为25～80mm。

本发明还公开了一种应用于上述SCR脱硝装置的SCR脱硝方法，包括步骤：

S10：使烟气通过所述烟道中的喷氨管道层中的所述间隙；

S20：使氨气从所述喷氨管道的所述喷氨气孔中喷出，所述氨气与所述烟气在所述间隙中混合。

本发明的SCR脱硝装置及方法可以实现以下任意一项有益效果。

1、本发明的SCR脱硝装置中喷氨管道通过喷氨气孔向喷氨管道之间的间隙中喷射氨气，烟气通过喷氨管道之间的间隙并与氨气混合，烟气经过喷氨管道之间的文丘里管状的间隙时，其流速在间隙的渐扩部分逐渐增大，并且在间隙最小处，流速达到最大(一般被加速到原流速的3～4倍)，并且烟气气流湍冲强度大大增强，文丘里管状的间隙喉口短，阻力小，并且烟气的流速在间隙的渐缩部分逐渐减小，根据流体力学可知，烟气和氨气在文丘里管状的间隙内混合效果较好，并且烟气和氨气的混合距离较短，操作压降较低，从而进一步节约了能源，降低了烟气处理成本；并且本发明的SCR脱硝装置不需要另外设置文丘里管，而是通过喷氨管道的侧壁之间的间隙形成文丘里管状的间隙，从而简化了装置结构，进一步降低了设备的投入成本；

2、本发明的SCR脱硝装置设置有单层喷氨管道层，喷氨管道层中喷氨管道的轴线均位于同一平面上，且喷氨管道层与烟道垂直，这样设置，可以使烟道中的烟气垂直通过喷氨管道层，从而使氨气与烟气的混合效果更好；

3、本发明的SCR脱硝装置中喷氨管道的喷氨气孔设置在喷氨管道靠近烟道出气口且朝向文丘里管状的间隙的侧壁上，并且喷氨气孔所在的管径与喷氨管道的轴线所在平面的夹角为0～30°，经流体动力学可知，烟气气流在此处的流速大，湍冲强烈，压力低，烟气与氨气的混合效果更好；

4、本发明的SCR脱硝装置中喷氨管道的横截面为圆形，且喷氨管道的半径为25～80mm，这样设置时，氨气与烟气的混合效果更好；