[发明专利]一种采用喷氨格栅的SCR脱硝装置及脱硝工艺

说明书

本发明公开了一种采用喷氨格栅的SCR脱硝装置及脱硝工艺，通过将来自锅炉省煤器出口含有氮氧化物的烟气经连接烟道送入由多根并列喷氨管组成的喷氨格栅，经氨气混合器使氨气与含有氮氧化物NO_X的烟气充分均匀混合后，经导流板进入SCR反应器的上部气室，使氨气与烟气的混合气体经整流器后进入多层催化剂层中还原成N₂和H₂O；最后，SCR反应器出来的经脱硝后的烟气返回锅炉空预器前的烟道，经热交换、除尘和脱硫后排出。本发明不仅使喷出的氨气量均匀，使NH₃与烟气混合反应均匀，并且通过调整氨气喷嘴开度，使各氨气喷嘴流量与烟气中需还原的NO_X含量相匹配，以免造成局部喷氨过量，保证脱硝效果。

技术领域

本发明涉及环保脱硝技术领域，具体涉及一种采用喷氨格栅的SCR脱硝装置及脱硝工艺，同样适用于各种燃烧设备排放烟气中的喷氨格栅装置。

背景技术

氮氧化物作为主要的大气污染物之一，是继二氧化硫之后国家严格控制排放的对象，目前我国氮氧化物排放的总量约为1624.5万吨。现在应用最广泛的烟气脱硝技术是SCR技术，SCR技术脱硝效率可达到95％以上，由脱销效率高、选择性好、适用范围广、运行稳定可靠等优点，自七十年代后期在日本安装第一台电厂SCR装置以来，得到迅猛发展，在日本已有超过170个商业SCR装置在运行，SCR脱销装置已成为发达国家电厂的必备，其工作原理是在280-420℃温度下，烟气中NO₂和上游烟道内喷入的还原剂NH₃在催化剂作用下发生还原反应，生产N₂和H₂O等。

目前，选择性催化还原（SCR）脱硝工艺在很多领域应用广泛，SCR 脱硝工艺需要氨作为还原剂，一般有三种形态：液氨、尿素、氨水，现有技术使用较多的为液氨，大多 SCR 脱硝技术也都采用此工艺，SCR系统的性能指标主要包括脱硝效率和NH₃逃逸率，氨的扩散及与烟气的混合均匀程度是影响脱硝效率的关键因素之一，也是各个公司的核心技术所在。目前SCR主要的喷氨混合装置是喷氨格栅（AIG），喷氨格栅设计不当时，容易造成NO_X和NH₃的混合及反应不均匀，不但影响脱硝效率及经济性，而且极易造成局部喷氨过量，还会影响脱硝效果及稳定运行。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提出了一种采用喷氨格栅的SCR脱硝装置及脱硝工艺，充分考虑喷氨格栅中气体静压对混合长度的影响，通过对现有的喷氨格栅的结构进行改进，使喷口喷出的氨气量大致均匀，使NH₃与烟气混合反应均匀，并且通过调整各氨气喷嘴阀门的开度，使各氨气喷嘴流量与烟气中需还原的NO_X含量相匹配，以免造成局部喷氨过量；保证在喷氨过程中，各喷氨孔喷出的氨气量保持相同，从而不会影响到氨气与烟气的混合长度，保证脱硝效果。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是，一种采用喷氨格栅的SCR脱硝装置，包括气体混合装置和SCR反应器，所述气体混合装置的入口连接锅炉省煤器出口烟道，气体混合装置的出口连接SCR反应器的入口；所述气体混合装置内，沿烟气进入方向依次设置有喷氨格栅和氨气混合器，所述氨气混合器使氨气与含有氮氧化物NO_X的烟气充分且均匀混合后进入SCR反应器的入口管道，所述SCR反应器的入口管道内设置有导流板，所述 SCR反应器内部设置有整流器、催化剂层，所述导流板、整流器、催化剂层沿烟气流动方向依次连接。

进一步的，所述喷氨格栅采用变径喷孔，其由多根并列的喷氨管构成，喷氨管上沿轴向均匀设置多个喷氨孔。

进一步的，所述氨气从喷氨格栅的喷氨孔喷出，所述喷氨管由氨气母管和氨气支管组成，输送氨气的氨气母管、氨气支管上都装有阀门调控，从而调节氨气的输入量，选择最佳氨氮摩尔比。

进一步的，所述氨气支管一端设有固定端头及上面设有若干个氨气喷头，所述氨气喷头的两端的上部连接有流量平衡管，所述氨气喷头上设有喷氨孔。