專利名稱：一種噴氨裝置和鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種噴氨裝置和鍋爐；具體地，涉及一種能夠使煙氣與氨氣混合良好的噴氨裝置和安裝有該噴氨裝置的CO鍋爐。
背景技術(shù)：
氮氧化物(NOx)是大氣污染的主要污染源之一，通常是指幾種含氮?dú)怏w的混合物，也稱為硝煙(氣)，主要為NO和NO2，多以NO2為主。NOx都具有不同程度的毒性，并且是形成光化學(xué)煙霧和酸雨的一個(gè)重要原因。汽車尾氣中的NOx與碳?xì)浠衔锝?jīng)紫外線照射發(fā)生反應(yīng)形成的有毒煙霧，稱為光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧具有特殊氣味，刺激眼睛，傷害植物，并能使大氣能見度降低。NOx與空氣中的水反應(yīng)生成的硝酸和亞硝酸是酸雨的主要成分。NOx對(duì)人體的危害主要表現(xiàn)在損害呼吸道。全世界每年排入大氣的NOx總量約達(dá)5000萬(wàn)噸。2008年，我國(guó)NOx排放量已達(dá)到2000萬(wàn)噸，成為全球NOx排放的第一大排放國(guó)。若不采取措施控制，預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)NOx排放量將達(dá)到3000萬(wàn)噸。我國(guó)^一五”期間削減二氧化硫10%的努力，也將因NOx排放量的顯著上升而全部抵消。目前，我國(guó)已將NOx作為約束性指標(biāo)納入“十二五”期間總量控制范疇。由此可見，減少甚至消除NOx的排放是十分緊迫的問(wèn)題。排放到大氣中的NOxS要有三個(gè)來(lái)源:電廠(約占46%)、汽車尾氣(約占49%)和煉油化工廠(約占5%)。FCC煙氣中的NOx量一般占全廠NOx排放量的50%，是煉油廠最大的NOx排放源。FCC工藝中，催化劑顆粒在催化裂化反應(yīng)區(qū)和催化劑再生區(qū)之間多次循環(huán)操作，在再生期間，催化劑顆粒上的來(lái)自裂化反應(yīng)的焦炭在高溫下通過(guò)空氣氧化除去，使催化劑的恢復(fù)活性，并在裂化反應(yīng)中再次利用。FCC煙氣中NOxS要來(lái)自催化劑上含氮焦炭的燃燒，因此所有處理含氮原料的FCC裝置 都會(huì)存在NOx的排放問(wèn)題。FCC原料中氮含量一般在0.05% 0.35%，原料氮中約45%進(jìn)入液體產(chǎn)品，約10%進(jìn)入氣體產(chǎn)品，其余進(jìn)入焦炭中。焦炭中的氮約有10% 30%作為NO進(jìn)入煙氣，其余則被焦炭和CO還原為N2排放。目前煙氣脫硝技術(shù)主要有:氣相反應(yīng)的SCR法(選擇性催化還原法)和SNCR法(選擇性非催化還原法)、液體吸收法、固體吸附法、高能電子活化氧化法等。SCR法和SNCR法是最常用的方法。SCR法是在催化劑作用下，利用還原劑選擇性地與煙氣中的NOx反應(yīng)，生成無(wú)毒害作用的N2和H2O的技術(shù),其還原劑可以是氨氣、氨水或尿素,亦可選用CO或H2，還可選用小分子烷烴。SCR技術(shù)與其他技術(shù)相比，具有脫硝效率高，放熱量小，技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，是目前國(guó)內(nèi)外煙氣脫硝工程中應(yīng)用最多的技術(shù)。SNCR法是在沒(méi)有催化劑的作用下，向900 1100°C的爐膛中噴入還原劑(一般使用氨、氨水或尿素)，還原劑迅速熱解為NH3,與煙氣中的NOx反應(yīng)生成N2和H2O。爐膛中有一定O2存在，噴入的還原劑選擇性地與NOx反應(yīng)，基本不與O2反應(yīng)。如果FCC裝置配備了 CO鍋爐，SNCR可以直接應(yīng)用。將氨注射到CO鍋爐的上游使得NH3與NOx在CO鍋爐內(nèi)發(fā)生反應(yīng)。但是此法只能脫除40 60%的N0X，而且當(dāng)FCC尾氣中的含有SOx時(shí)會(huì)導(dǎo)致硫酸銨沉積在CO鍋爐內(nèi)。CN201454505U公開了一種新型低溫高效SCR反應(yīng)器，其特征包括殼體、設(shè)于殼體內(nèi)的若干個(gè)催化劑床，所述的殼體的上端設(shè)有煙氣進(jìn)入口和氧氣進(jìn)入口 ；下端設(shè)有凈化氣出口。該結(jié)構(gòu)的不足之處在于，煙氣不經(jīng)過(guò)緩沖就直接進(jìn)入反應(yīng)器，導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)煙氣分布不均勻，影響脫硝效率，并產(chǎn)生氨逃逸。CN201524525U公開了一種SCR煙氣脫硝裝置，包括催化反應(yīng)器、氨/空氣混合器、氨噴射隔柵及空氣預(yù)熱器，其特征在于:所述催化反應(yīng)器的一端與連接在鍋爐上的省煤器的后煙道管接，該省煤器與催化反應(yīng)器連接處的管道內(nèi)部設(shè)有氨噴射隔柵，該氨噴射隔柵與氨/空氣混合器的出口管接，所述催化反應(yīng)器的另一端通過(guò)空氣預(yù)熱器與除塵器管接，所述氨/空氣混合器的一入口與稀釋風(fēng)機(jī)管接，所述氨/空氣混合器的另一入口順序管接有氨緩沖槽、氨蒸發(fā)器、液氮儲(chǔ)槽。該實(shí)用新型還公開了在所述省煤器與催化反應(yīng)器連接處的管道內(nèi)部安裝有渦流混合器。所述渦流混合器是利用煙氣流經(jīng)渦流混合器產(chǎn)生的渦流來(lái)卷吸所噴入的氨氣/空氣混合氣，使氨氣充分地與煙氣混合。混合后的煙氣經(jīng)噴氨格柵噴入催化反應(yīng)器中。該結(jié)構(gòu)的不足之處在于，煙氣并不能與氨氣/空氣混合氣很好地混合，影響脫硝效率，并產(chǎn)生氨逃逸。由此可見，要想更好地實(shí)現(xiàn)煙氣脫硝，需要解決煙氣與氨氣混合不好的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決CO鍋爐中煙氣脫硝過(guò)程中煙氣與氨氣混合不好的問(wèn)題，提供一種噴氨裝置和鍋爐。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種噴氨裝置，其中，該噴氨裝置包括噴氨總管、噴氨支管、噴嘴、擴(kuò)散管和濺板，所述噴氨支管與所述噴氨總管連通，所述噴嘴設(shè)置在所述噴氨支管上，所述擴(kuò)散管為兩端具有開口的管道，部分所述噴嘴通過(guò)所述擴(kuò)散管的一端的開口伸入所述擴(kuò)散管中，所述濺板設(shè)置在所述擴(kuò)散管的另一端，并且與所述擴(kuò)散管的另一端的開口分離設(shè)置。優(yōu)選地，所述噴嘴伸入所述擴(kuò)散管內(nèi)的長(zhǎng)度為所述噴嘴總長(zhǎng)度的10-40%。優(yōu)選地，沿著所述擴(kuò)散管內(nèi)的流體流動(dòng)方向，所述擴(kuò)散管依次包括收縮段、喉管和擴(kuò)張段。優(yōu)選地，所述收縮段的收縮角為10-60°，所述擴(kuò)張段的擴(kuò)張角為7-30°，所述收縮段、所述喉管和所述擴(kuò)張段的長(zhǎng)度之比為1.5-2:1:4-6，所述喉管的長(zhǎng)徑比為100-400%。優(yōu)選地，所述濺板到所述擴(kuò)散管的最小距離為所述喉管的直徑的30-150%。優(yōu)選地，所述濺板上設(shè)置有多個(gè)篩孔，所述篩孔的孔徑為3-8_，所述濺板的開孔率為 10-60%。優(yōu)選地，所述濺板為2-3塊，各塊濺板之間平行設(shè)置，相鄰兩塊濺板之間的間距為所述喉管的直徑的30-150%。優(yōu)選地，靠近所述擴(kuò)散管的另一端的開口的濺板的面積為所述擴(kuò)張段另一端的開口的橫截面積的110-180%。優(yōu)選地，相鄰的所述濺板上的篩孔交錯(cuò)排布。本實(shí)用新型還提供了一種鍋爐，該鍋爐包括燃燒室和煙道，沿著所述煙道內(nèi)的流體流動(dòng)方向，所述煙道依次包括第一豎直煙道、水平煙道和第二豎直煙道，所述第二豎直煙道內(nèi)設(shè)置有噴氨裝置和脫硝反應(yīng)器，所述噴氨裝置設(shè)置在所述脫硝反應(yīng)器的上游，其中，所述噴氨裝置為本實(shí)用新型提供的噴氨裝置。優(yōu)選地，該鍋爐還包括排煙管道和水封罐，所述排煙管道的一端與所述煙道的出口連通，另一端與所述水封罐的連通，并且在所述排煙管道中設(shè)置有省煤器。優(yōu)選地，所述鍋爐還包括引流格柵和/或整流格柵，所述引流格柵設(shè)置在所述第二豎直煙道內(nèi)，并且位于所述脫硝反應(yīng)器的下游；所述整流格柵設(shè)置在所述排煙管道內(nèi)，并且位于所述省煤器的上游。在本實(shí)用新型中，所述噴氨裝置設(shè)置有擴(kuò)散管和濺板，噴嘴伸入擴(kuò)散管中。在使用的過(guò)程中，氨氣經(jīng)過(guò)擴(kuò)散管并與進(jìn)入擴(kuò)散管中的煙氣混合，混合得到的混合氣體流出擴(kuò)散管后遇到濺板的阻擋產(chǎn)生噴濺。在濺板的阻礙作用下，混合氣體會(huì)形成實(shí)心錐分布域，增大了混合氣體與未吸入擴(kuò)散管的煙氣的再次混合，并產(chǎn)生較大的分散域，達(dá)到了良好的混合效果。由于本實(shí)用新型的所述噴氨裝置設(shè)置有擴(kuò)散管和濺板，使得在安裝有該噴氨裝置的CO鍋爐煙道中煙氣和氨氣的混合更充分，因而在煙氣脫硝處理過(guò)程中能夠獲得更好的脫除煙氣中NOx的效果。另外，在優(yōu)選情況下，當(dāng)本實(shí)用新型的所述噴氨裝置中的擴(kuò)散管設(shè)置有收縮段、喉管和擴(kuò)張段時(shí)，在使用的過(guò)程中，氨氣通過(guò)噴嘴噴射進(jìn)入收縮段，由于收縮段的收縮結(jié)構(gòu)，氨氣的流速加快，在收縮段形成負(fù)壓區(qū)并產(chǎn)生抽吸作用，使得更多的收縮段入口附近的煙氣能夠被吸入擴(kuò)散管；氨氣與吸入的煙氣流過(guò)喉管進(jìn)入擴(kuò)張段，由于擴(kuò)張段的擴(kuò)張結(jié)構(gòu)，煙氣與氨氣的流動(dòng)減速并實(shí)現(xiàn)兩種氣體的充分混合；之后，在濺板的作用下，使得來(lái)自所述擴(kuò)散管的混合氣體與未吸入所述擴(kuò)散管的煙氣再次混合。由此可見，當(dāng)所述擴(kuò)散管設(shè)置有收縮段、喉管和擴(kuò)張段時(shí)，更多的煙氣能夠被吸入擴(kuò)散管中，使得煙氣與氨氣能夠更充分地混
口 ο本實(shí)用新型提供的鍋爐，將脫硝反應(yīng)器與鍋爐設(shè)置成一體化結(jié)構(gòu)，借助鍋爐燃燒和取熱所形成的溫度場(chǎng)，在適宜SCR反應(yīng)的溫度點(diǎn)設(shè)置脫硝反應(yīng)器進(jìn)行SCR反應(yīng)。由于SCR反應(yīng)既不吸熱也不放熱，可以在不影響回收利用鍋爐煙氣余熱的情況下，更好地利用煙氣余熱，提高熱量利用效率；而且脫硝反應(yīng)器設(shè)置在鍋爐內(nèi)，節(jié)約了裝置占地空間，減少投資。對(duì)于本實(shí)用新型提供的鍋爐，在優(yōu)選情況下，通過(guò)將省煤器設(shè)置在煙道與水封罐之間的排煙管道上，充分利用了排煙管道的空間，有效降低了鍋爐高度，提高了裝置的安全性，節(jié)省了裝置投資。同時(shí)，將省煤器與所述第二豎直煙道分體設(shè)計(jì)，當(dāng)省煤器換熱管出現(xiàn)爆管的情況時(shí)，產(chǎn)生的大量水蒸氣能夠隨煙氣一起直接進(jìn)入水封罐內(nèi)，從而能夠防止這些水蒸氣進(jìn)入脫硝反應(yīng)器，損壞催化劑，影響脫硝反應(yīng)。對(duì)于本實(shí)用新型提供的鍋爐，在優(yōu)選情況下，通過(guò)在脫硝反應(yīng)器出口和省煤器入口分別設(shè)置引流格柵和整流格柵，可以使脫硝反應(yīng)器內(nèi)部煙氣分布均勻，流態(tài)穩(wěn)定，提高脫硝效率，防止氨逃逸；同時(shí)可以保證煙氣垂直流過(guò)催化劑孔道，降低系統(tǒng)壓降，防止對(duì)催化劑造成損傷；甚至還能為省煤器提供穩(wěn)定的層流流態(tài)，保證省煤器的熱效率。本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

[0030]附圖是用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:圖1是本實(shí)用新型的鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的噴氨裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的噴氨裝置中的噴嘴、擴(kuò)散管和濺板的位置關(guān)系以及使用狀態(tài)的物流流向示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明I 煙道 2 燃燒室 3蒸汽汽包4 噴氨裝置 5 蒸發(fā)器 6脫硝反應(yīng)器7 省煤器 8 第一豎直煙道 9水平煙道10 第二豎直煙道 11 吊梁 12蒸汽吹灰器13 催化劑模塊 14 催化劑支撐架 15噴氨總管16 噴氨支管 18 噴嘴 19擴(kuò)散管20 濺板 21 收縮段 22喉管23 擴(kuò)張段 24 排煙管道 25水封罐
26 引流格柵27 整流格柵
具體實(shí)施方式
以下對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。本實(shí)用新型提供了一種噴氨裝置，如圖2-3所示，該噴氨裝置包括噴氨總管15、噴氨支管16、噴嘴18、擴(kuò)散管19和濺板20，所述噴氨支管16與所述噴氨總管15連通，所述噴嘴18設(shè)置在所述噴氨支管16上，所述擴(kuò)散管19為兩端具有開口的管道，部分所述噴嘴18通過(guò)所述擴(kuò)散管19的一端的開口伸入所述擴(kuò)散管19中，所述濺板20設(shè)置在所述擴(kuò)散管19的另一端，并且與所述擴(kuò)散管19的另一端的開口分離設(shè)置。根據(jù)本實(shí)用新型，所述噴嘴18的入口與所述噴氨支管16連接，所述噴嘴18的出口伸入所述擴(kuò)散管19中。所述噴嘴18優(yōu)選為縮徑結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)，所述噴嘴18的出口的直徑小于與所述噴氨18的入口的直徑。雖然所述噴嘴18伸入所述擴(kuò)散管19中，但是優(yōu)選所述噴嘴18不與所述擴(kuò)散管19發(fā)生接觸，特別是所述噴嘴18不與所述擴(kuò)散管19的任意部位的內(nèi)壁發(fā)生接觸。所述噴嘴18伸入所述擴(kuò)散管19內(nèi)的長(zhǎng)度可以為所述噴嘴18總長(zhǎng)度的10-40%。所述噴嘴18的橫截面形狀可以為圓形。在優(yōu)選情況下，如圖3所示，沿著所述擴(kuò)散管19內(nèi)的流體流動(dòng)的方向，所述擴(kuò)散管19依次包括收縮段21、喉管22和擴(kuò)張段23。在該優(yōu)選情況下，所述噴嘴18伸入所述擴(kuò)散管19內(nèi)的部分僅位于所述收縮段21內(nèi)。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述噴嘴18的縮徑結(jié)構(gòu)可以提高氨氣流出速度，并且配合所述收縮段21的結(jié)構(gòu)，可以在所述收縮段21內(nèi)形成負(fù)壓區(qū)并產(chǎn)生抽吸作用，從而能夠?qū)⑤^多的煙氣從所述收縮段21的入口吸入。所述收縮段21有一定角度的收縮角，保證能在氨氣流過(guò)后形成期望的負(fù)壓，用于吸入煙氣。優(yōu)選情況下，所述收縮段21的收縮角為10-60°，優(yōu)選為15-30°。[0050]所述喉管22是過(guò)渡段，連接所述收縮段21和所述擴(kuò)張段23。所述喉管22的長(zhǎng)徑比可以為100-400%，優(yōu)選為100-300%。所述擴(kuò)張段23有一定角度的擴(kuò)張角，起到減緩煙氣和氨氣的流速，以便于煙氣與氨氣的混合。所述擴(kuò)張段23的擴(kuò)張角的角度保證煙氣與氨氣混合的目的即可，所述擴(kuò)張段23的擴(kuò)張角為7-30°，優(yōu)選為10-20°。所述收縮段21、喉管22和擴(kuò)張段23的各自長(zhǎng)度保證煙氣與氨氣最終有好的混合效果即可。優(yōu)選情況下，所述收縮段21、所述喉管22和所述擴(kuò)張段23的長(zhǎng)度之比為1.5-2:1:4-6。在本實(shí)用新型中，如圖2和3所示，所述收縮角是指在所述收縮段21的縱向截面的倒置梯形中，梯形腰線與軸線之間形成的夾角；所述擴(kuò)張角是指在所述擴(kuò)張段21的縱向截面的梯形中，梯形腰線與軸線之間形成的夾角。在本實(shí)用新型中，所述收縮段21的出口與所述喉管22的入口連接，所述喉管22的出口與所述擴(kuò)張段23的入口連接。所述濺板20設(shè)置在所述擴(kuò)張段23的出口的下游。所述噴嘴18、擴(kuò)散管19和濺板20的設(shè)置，優(yōu)選使三者的軸線重合。所述擴(kuò)散管19的橫截面形狀可以為圓形或軸對(duì)稱的多邊形。所述濺板20的形狀可以為圓形或軸對(duì)稱的多邊形。優(yōu)選情況下，所述擴(kuò)散管19和所述濺板20的橫截面形狀均為圓形。根據(jù)本實(shí)用新型，所述濺板20對(duì)煙氣與氨氣的混合氣體的流動(dòng)起阻擋作用，以進(jìn)一步加強(qiáng)煙氣與氨氣的混合。所述濺板20與所述擴(kuò)散管19分離設(shè)置，即與所述擴(kuò)張段23的出口相隔一定距離設(shè)置。優(yōu)選情況下，所述濺板20到所述擴(kuò)散管19的最小距離為所述喉管22的直徑的30-150% ;優(yōu)選所述濺板20到所述擴(kuò)散管19的最小距離為所述喉管22的直徑的60-120%。在優(yōu)選情況下，所述濺板20上設(shè)置有多個(gè)篩孔。所述篩孔的孔徑可以為3_8mm。所述濺板20的開孔率可以為10-60%。在優(yōu)選情況下，所述篩孔的孔徑為4-6mm，所述濺板20的開孔率為30-50%。在本實(shí)用新型中，所述篩孔的開設(shè)可以成陣列分布，所述篩孔的形狀可以為圓形或多邊形；優(yōu)選所述篩孔成陳列分布可以是正三角形排布或者正方形排布，所述篩孔的形狀為圓形。所述開孔率是指所述濺板20上所有篩孔的開孔面積之和占所述濺板20總面積的百分?jǐn)?shù)。根據(jù)本實(shí)用新型，為了更好地使煙氣與氨氣混合，優(yōu)選情況下，所述濺板20為多塊，優(yōu)選為2-3塊。更優(yōu)選地，各塊濺板之間平行設(shè)置，而且相鄰兩塊濺板之間的間距為所述喉管(22)的直徑的30-150%。在本實(shí)用新型中，設(shè)置有多塊(2塊以上)所述濺板20時(shí)，各塊濺板之間可以是形狀相同和軸線重合，但面積依次小于上游的濺板。優(yōu)選情況下，靠近所述擴(kuò)散管19的另一端的開口的濺板的面積為所述擴(kuò)張段23另一端的開口的橫截面積的110-180%。例如圖3所示，設(shè)置3塊所述濺板20，靠近所述擴(kuò)張段23的濺板為第一層濺板，面積為所述擴(kuò)張段23下端出口橫截面面積的110-180%，其余1-2塊所述濺板20沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向依次設(shè)置在所述第一層濺板的下游，分別是第二層濺板和第三層濺板；第二層濺板的面積為所述擴(kuò)張段23下端出口橫截面面積的80-105%，第三層濺板的面積為所述擴(kuò)張段23下端出口橫截面面積的50-75%。根據(jù)本實(shí)用新型，有多塊(2塊以上)所述濺板20時(shí)，每塊所述濺板20上都如上描述的所述篩孔，在此不再贅述。優(yōu)選情況下，相鄰的所述濺板20上的篩孔交錯(cuò)排布。根據(jù)本實(shí)用新型，所述噴氨總管15與氨氣源連接；所述噴氨支管16—端與噴氨總管15相連，另一端為封閉。所述噴氨支管16可以為多根。各根噴氨支管16優(yōu)選等間距平行排列。而且，在所述噴氨支管16上設(shè)置的所述噴嘴18可以為多個(gè)，相互間等距離平行排列成一排。所述噴嘴18的軸線與所述噴氨支管16的軸線基本上垂直。相鄰兩個(gè)所述噴嘴18之間的距離，以噴嘴軸線之間的距離計(jì)，與所述噴嘴18的直徑之比為8-10:1。本實(shí)用新型還提供了一種鍋爐，如圖1所示，該鍋爐包括燃燒室2和煙道I，沿著所述煙道I內(nèi)的流體流動(dòng)方向，所述煙道I依次包括第一豎直煙道8、水平煙道9和第二豎直煙道10，所述第二豎直煙道10內(nèi)設(shè)置有噴氨裝置4和脫硝反應(yīng)器6，所述噴氨裝置4設(shè)置在所述脫硝反應(yīng)器6的上游，其中，所述噴氨裝置4為本實(shí)用新型提供的所述噴氨裝置。所述噴氨裝置4用于為下游的所述脫硝反應(yīng)器6中進(jìn)行的選擇性催化還原反應(yīng)提供所需的還原劑氨氣。在優(yōu)選情況下，所述噴嘴18的出口的開口方向與所述第二豎直煙道10內(nèi)的流體流動(dòng)方向基本平行。根據(jù)本實(shí)用新型，所述燃燒室2、第一豎直煙道8、水平煙道9和第二豎直煙道10依次連接。根據(jù)本實(shí)用新型，所述燃燒室2包括煙氣進(jìn)口和助燃燃料進(jìn)口。根據(jù)本實(shí)用新型，如圖1所示，所述水平煙道8內(nèi)可以設(shè)置有蒸汽汽包3，用于交換煙氣的熱量，降低煙氣的溫度。所述蒸汽汽包3可以有多個(gè)，與煙氣流動(dòng)方向垂直放置。所述蒸汽汽包3可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)用新型，如圖1所示，所述第二豎直煙道10內(nèi)還可以設(shè)置有蒸發(fā)器5，所述蒸發(fā)器5用于交換煙氣的熱量，可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的結(jié)構(gòu)，例如可以是多列管束交錯(cuò)布置的管式換熱器，與煙氣流動(dòng)方向垂直放置，每列管束內(nèi)設(shè)有若干根平行的換熱管，相鄰換熱管間采用首尾相連的蛇形結(jié)構(gòu)布置，換熱管為帶翅片的圓管。根據(jù)本實(shí)用新型，優(yōu)選情況下，如圖1所示，所述噴氨裝置4設(shè)置在所述蒸發(fā)器5和所述脫硝反應(yīng)器6之間。所述蒸發(fā)器5、所述噴氨裝置4和所述脫硝反應(yīng)器6按煙氣流動(dòng)方向依次間隔放置在所述第二豎直煙道10中，互相均為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，流經(jīng)所述水平煙道9的煙氣先流過(guò)所述蒸發(fā)器5，再向下流過(guò)所述噴氨裝置4，再向下流進(jìn)所述脫硝反應(yīng)器6中。根據(jù)本實(shí)用新型，所述脫硝反應(yīng)器6用于煙氣中的NOx進(jìn)行選擇性催化還原。所述脫硝反應(yīng)器6可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的常規(guī)使用的脫硝反應(yīng)器。例如，在所述脫硝反應(yīng)器6中，有多個(gè)催化單元，每個(gè)催化單元按煙氣流動(dòng)方向依次包括吊梁11、蒸汽吹灰器12、催化劑模塊13和催化劑支撐梁14 ;多個(gè)催化單元在所述脫硝反應(yīng)器6中，沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向在所述第二豎直煙道10中相鄰放置，即在一個(gè)催化單元之后可以再接另一個(gè)催化單元。根據(jù)本實(shí)用新型，如圖1所示，該鍋爐優(yōu)選還包括排煙管道24和水封罐25，所述排煙管道24的一端與所述煙道I的出口連通，另一端與所述水封罐25的連通，并且在所述排煙管道24中設(shè)置有省煤器7。根據(jù)本實(shí)用新型，所述省煤器7為管式換熱器，吸收煙氣中剩余的熱量，可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的結(jié)構(gòu)，例如可以是多列管束交錯(cuò)布置的管式換熱器，與煙氣流動(dòng)方向垂直放置，每列管束內(nèi)設(shè)有若干根平行的換熱管，相鄰換熱管間采用首尾相連的蛇形結(jié)構(gòu)布置，換熱管為帶翅片的圓管。根據(jù)本實(shí)用新型，如圖1所示，所述鍋爐還可以包括引流格柵26和/或整流格柵27，所述引流格柵26設(shè)置在所述第二豎直煙道10內(nèi)，并且位于所述脫硝反應(yīng)器6的下游；所述整流格柵27設(shè)置在所述排煙管道24內(nèi)，并且位于所述省煤器7的上游。所述引流格柵26可以使脫硝反應(yīng)器6內(nèi)部煙氣分布均勻，流態(tài)穩(wěn)定，提高脫硝效率，防止氨逃逸。同時(shí)可以保證煙氣垂直流過(guò)催化劑孔道，降低系統(tǒng)壓降，防止對(duì)催化劑造成損傷；所述整流格柵27能為省煤器提供穩(wěn)定的層流流態(tài)，保證省煤器的熱效率。下面參照?qǐng)D1-3，對(duì)本實(shí)用新型的鍋爐用于煙氣脫硝的工作過(guò)程進(jìn)行描述。由圖1所示，煙氣自燃燒室2上的煙氣入口進(jìn)入，并與從助燃燃料入口加入的助燃燃料(如氧氣)混合燃燒消耗掉煙氣中的CO。然后煙氣進(jìn)入煙道I包括的第一豎直煙道8中，自下向上流動(dòng)再進(jìn)入水平煙道9，在此煙氣與蒸汽汽包3接觸交換去掉部分熱量。溫度降低的煙氣接著流入第二豎直煙道10，煙氣首先與蒸發(fā)器5中的管式換熱器接觸，被交換去掉部分熱量，煙氣的溫度被進(jìn)一步降低后流經(jīng)噴氨裝置4與氨氣混合，形成煙氣與氨氣的混合氣，混合氣溫度在350°C左右適合進(jìn)行脫硝反應(yīng)?；旌蠚膺M(jìn)入脫硝反應(yīng)器6進(jìn)行選擇性催化還原反應(yīng)，利用混合氣中的氨氣為還原劑將混合氣中的NOx催化還原為N2和H20。在脫硝反應(yīng)器6中可以有多個(gè)催化單元，如圖1所示有兩個(gè)催化單元。當(dāng)煙氣中粉塵含量增多，堵塞催化劑孔道時(shí)，可以啟動(dòng)脫硝反應(yīng)器6中的蒸汽吹灰器12進(jìn)行吹灰。經(jīng)脫硝反應(yīng)器6處理后的混合氣流動(dòng)經(jīng)過(guò)引流格柵26，然后進(jìn)入排煙管道24并經(jīng)過(guò)整流格柵27后與省煤器7進(jìn)行熱交換。使得熱量被完全回收，并且經(jīng)過(guò)脫硝處理的混合氣可直接排入大氣或進(jìn)入脫硫裝置。進(jìn)一步優(yōu)選地，還可以在排煙管道24的出口出連接水封罐25。水封罐25 —般不充水，作為一段管道使用。當(dāng)脫硝反應(yīng)器6檢維修時(shí)或者事故狀態(tài)下，通過(guò)向水封罐25內(nèi)注水，形成液封，同時(shí)開啟旁路閥(未示出)，使煙氣通過(guò)旁路(未示出)直接外排，從而將脫硝反應(yīng)器6切出整個(gè)鍋爐。待維修完畢后，將水封罐25內(nèi)的水排出，同時(shí)關(guān)閉旁路閥，煙氣再經(jīng)過(guò)脫硝反應(yīng)器6進(jìn)行脫硝處理。由圖2所示，氨氣經(jīng)噴氨總管15和噴氨支管16流動(dòng)到噴嘴18，從噴嘴18噴進(jìn)入擴(kuò)散管19。如圖3所不,氣體A代表氨氣,氣體B代表煙氣。氨氣從噴嘴18噴出，在噴嘴18的縮徑結(jié)構(gòu)作用下，氨氣噴出速度加快?？焖賴姵龅陌睔膺M(jìn)入收縮段21后，受流動(dòng)空間收縮變小的作用，氨氣的流速進(jìn)一步加快，在收縮段區(qū)域內(nèi)形成負(fù)壓區(qū)，產(chǎn)生抽吸作用，吸入收縮段21入口附近的大部分煙氣。煙氣和氨氣的混合氣體穿過(guò)喉管22進(jìn)入擴(kuò)散管擴(kuò)張段23，并在擴(kuò)張段23中減速，實(shí)現(xiàn)兩種氣體的第一階段混合；混合氣體在濺板20處產(chǎn)生噴濺，利用濺板20對(duì)混合氣體流動(dòng)形成阻礙，使混合氣體經(jīng)過(guò)濺板20后形成實(shí)心錐分布域，增大混合氣體與未被吸入擴(kuò)散管19的煙氣的再混合幾率，并產(chǎn)生較大的分散域，實(shí)現(xiàn)混合氣體與未被吸入擴(kuò)散管19煙氣的第二階段混合，達(dá)到良好的混合效果。[0080]另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求1.一種噴氨裝置，其特征在于，該噴氨裝置包括噴氨總管(15)、噴氨支管(16)、噴嘴(18)、擴(kuò)散管(19)和濺板(20)，所述噴氨支管(16)與所述噴氨總管(15)連通，所述噴嘴(18)設(shè)置在所述噴氨支管(16)上，所述擴(kuò)散管(19)為兩端具有開口的管道，部分所述噴嘴(18)通過(guò)所述擴(kuò)散管(19)的一端的開口伸入所述擴(kuò)散管(19)中，所述濺板(20)設(shè)置在所述擴(kuò)散管(19)的另一端，并且與所述擴(kuò)散管(19)的另一端的開口分離設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴氨裝置，其特征在于，所述噴嘴(18)伸入所述擴(kuò)散管(19)內(nèi)的長(zhǎng)度為所述噴嘴(18)總長(zhǎng)度的10-40%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴氨裝置，其特征在于，沿著所述擴(kuò)散管(19)內(nèi)的流體流動(dòng)方向，所述擴(kuò)散管(19)依次包括收縮段(21)、喉管(22)和擴(kuò)張段(23)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴氨裝置，其特征在于，所述收縮段(21)的收縮角為10-60°，所述擴(kuò)張段(23)的擴(kuò)張角為7-30°，所述收縮段(21)、所述喉管(22)和所述擴(kuò)張段(23)的長(zhǎng)度之比為1.5-2:1:4-6，所述喉管(22)的長(zhǎng)徑比為100-400%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴氨裝置，其特征在于，所述濺板(20)到所述擴(kuò)散管(19)的最小距離為所述喉管(22)的直徑的30-150%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴氨裝置，其特征在于，所述濺板(20)為2-3塊，各塊濺板之間平行設(shè)置，相鄰兩塊濺板之間的間距為所述喉管(22)的直徑的30-150%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴氨裝置，其特征在于，靠近所述擴(kuò)散管(19)的另一端的開口的濺板的面積為所述擴(kuò)張段(23)另一端的開口的橫截面積的110-180%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴氨裝置，其特征在于，相鄰的所述濺板(20)上的篩孔交錯(cuò)排布。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴氨裝置，其特征在于，所述濺板(20)上設(shè)置有多個(gè)篩孔，所述篩孔的孔徑為3-8mm,所述派板(20)的開孔率為10_60%。
10.一種鍋爐，該鍋爐包括燃燒室(2)和煙道(1)，沿著所述煙道(I)內(nèi)的流體流動(dòng)方向，所述煙道(I)依次包括第一豎直煙道(8 )、水平煙道(9 )和第二豎直煙道(10 )，所述第二豎直煙道(10 )內(nèi)設(shè)置有噴氨裝置(4 )和脫硝反應(yīng)器(6 )，所述噴氨裝置(4 )設(shè)置在所述脫硝反應(yīng)器(6)的上游，其特征在于，所述噴氨裝置(4)為權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的噴氨裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鍋爐，其特征在于，該鍋爐還包括排煙管道(24)和水封罐(25)，所述排煙管道(24)的一端與所述煙道(1)的出口連通，另一端與所述水封罐(25)的連通，并且在所述排煙管道(24)中設(shè)置有省煤器(7)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鍋爐，其特征在于，所述鍋爐還包括引流格柵(26)和/或整流格柵(27)，所述引流格柵(26)設(shè)置在所述第二豎直煙道(10)內(nèi)，并且位于所述脫硝反應(yīng)器(6 )的下游；所述整流格柵(27 )設(shè)置在所述排煙管道(24 )內(nèi)，并且位于所述省煤器(7 )的上游。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種噴氨裝置，其中，該噴氨裝置包括噴氨總管、噴氨支管、噴嘴、擴(kuò)散管和濺板，所述噴氨支管與所述噴氨總管連通，所述噴嘴設(shè)置在所述噴氨支管上，所述擴(kuò)散管為兩端具有開口的管道，部分所述噴嘴通過(guò)所述擴(kuò)散管的一端的開口伸入所述擴(kuò)散管中，所述濺板設(shè)置在所述擴(kuò)散管的另一端，并且與所述擴(kuò)散管的另一端的開口分離設(shè)置。還公開了一種使用該噴氨裝置的鍋爐。該裝置能夠使煙氣與氨氣充分混合提高消除煙氣中NOx的效果。
文檔編號(hào)B01D53/90GK203002506SQ20122069481
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者張達(dá), 姜陽(yáng), 李桂霞, 李欣, 彭德強(qiáng), 陳新, 劉志禹, 王明星 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司