一种高效SNCR脱硝喷枪、系统及使用方法与流程

本发明涉及烟气脱硝的，特别涉及一种高效sncr脱硝喷枪、系统及使用方法。

背景技术：

1、选择性非催化还原（sncr）是一种将还原剂（氨气、氨水或尿素）直接喷入烟气中在特定温度区间（850℃~1100℃）与氮氧化物（nox）还原反应成氮气和水的脱硝工艺。

2、其中反应温度和混合程度是影响sncr脱硝反应效率的主要因素，常规的sncr喷枪设计（如专利号为cn218962242u、cn215654672u）为从壁面喷入还原剂，受窑炉内烟气流动影响，往往喷射距离有限，锅炉、工业窑炉或烟道截面通常较大，因此还原剂覆盖面积较小且无法与中心处烟气充分混合接触。

3、此外sncr还原剂流量通常根据末端排放口nox检测数据反馈控制，往往存在较大延迟，容易产生还原剂的过喷或少喷，导致nox的排放不达标或氨逃逸过高，以及在实际脱硝过程中，高温烟气容易损坏检测设备以及喷枪。

4、目前，在炉内设置贯通式或网格式的喷枪可强化还原剂与烟气的混合（如专利号为cn110064285b、cn110064286b、cn106238259b），但这种形式的喷枪在炉内结构部分较大，均需配置循环冷却系统来保护喷枪，增加了电能消耗的同时也增加了锅炉/窑炉的热损失，而且这种形式位置固定的单层喷枪也缺乏在工况变动时适应炉内温度波动的调节能力。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种高效sncr脱硝喷枪、系统及方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

2、为解决上述技术问题所采用的技术方案：

3、首先本发明提供一种高效sncr脱硝喷枪，包括：

4、主管体，包括内外套合的内套管和外套管，所述内套管与所述外套管之间设有环形通道，所述外套管的其中一端设置为呈封闭设置的封堵端，所述内套管贯通所述封堵端；

5、喷射组件，包括多个喷管，多个喷管呈放射状环形间隔设于所述封堵端的外周，所述喷管的内端与所述环形通道连通，所述喷管设有内径沿流通方向呈逐渐收缩和逐渐放大的文丘里管道段，所述文丘里管道段的外周壁设有抽吸口。

6、本发明的有益效果是：在使用时，还原剂在内套管与外套管之间的环形通道通过，然后流向多个喷管，在经过文丘里管道段时，利用还原剂流经文丘里管道段产生的负压抽吸小部分的烟气，烟气从抽吸口进入后与还原剂混合换热，还原剂部分受热气化产生高压以提高在喷管出口的喷射速度，负压抽吸和高压喷射对还原剂喷射区域烟气产生强烈扰动作用，强化了烟气中氮氧化物和还原剂的混合作用；并且多个喷管可以伸入炉膛中心进行喷射，覆盖面积更广，同时炉内烟气样气沿内套管流动，还原剂与烟气样气逆向流动，通过内套管的管壁进行换热，此时还原剂将烟气样气冷却至采样检测装置的工作温度范围，还原剂升温也能在冷却保护喷枪的同时得到预热，本发明利用还原剂冷却内套管和外套管及气体样品原地快速测量，适应变工况下的烟气温度波动和nox浓度波动调节还原剂和稀释水用量，有效提升sncr脱硝效率和减少氨逃逸。

7、作为上述技术方案的进一步改进，所述抽吸口与所述封堵端朝向相同。

8、在检测时，封堵端和抽吸口位于迎风面，烟气朝向封堵端和抽吸口流过，这样一来使得主管体也沿烟气流动方向延伸，烟气与主管体实现流动换热，降低对烟气排放的风阻，二来使得烟气样气可通过自身的排气流动进行流入内套管，以及令部分烟气流入抽吸口，可更加快速地对烟气样气进行捕抓，提高烟气与还原剂在喷管内换热混合的效果。

9、作为上述技术方案的进一步改进，所述内套管套装有热电偶，所述热电偶穿过所述内套管后伸至所述封堵端的端侧外。

10、本方案将热电偶在内套管中穿过，随喷枪伸入炉内测量炉膛中心烟气温度，提高测温的准确性，并且热电偶受还原剂换热冷却，延长热电偶使用寿命。

11、作为上述技术方案的进一步改进，所述喷管沿所述外套管的径向延伸，所述喷管的外端可拆连接有雾化喷嘴。可根据炉膛结构和工况不同装配不同结构的雾化喷嘴，还原剂与烟气混合后经过雾化喷嘴喷射至窑炉内。

12、以及本发明还提供一种高效sncr脱硝系统，包括所述喷枪，还包括采样检测装置、还原剂供应装置，所述采样检测装置与所述内套管连接，所述还原剂供应装置与所述外套管连接，并连通于所述环形通道。

13、经过冷却后的烟气样气沿着内套管流至采样检测装置，通过采样检测装置来测量烟气中的氮氧化物浓度和氧量等，还原剂供应装置根据不同工况给外套管提供还原剂。

14、作为上述技术方案的进一步改进，所述还原剂供应装置包括还原剂供应管路、稀释水供应管路和混合器，所述还原剂供应管路、所述稀释水供应管路连接于所述混合器的进口，所述混合器的出口与所述外套管连接。

15、本方案通过稀释水与还原剂混合，以调节还原剂的浓度，同时通过负压抽吸入的烟气对部分稀释水汽化以产生高压。

16、作为上述技术方案的进一步改进，所述还原剂供应管路包括依次连接的还原剂输送泵和还原剂输送管道；

17、所述稀释水供应管路包括依次连接的稀释水输送泵和稀释水输送管道。

18、本方案通过还原剂输送泵来给还原剂提供动力，并且根据不同的工况，可调节还原剂输送泵的功率以调节还原剂的量，通过稀释水输送泵给稀释水提供动力，并且根据不同的工况，可调节稀释水输送泵的功率以调节稀释水的量。

19、作为上述技术方案的进一步改进，所述采样检测装置包括依次连接的采样泵和样气检测器。

20、本方案通过采样泵来给烟气样气提供动力，将烟气样气从炉内抽出，通过样气检测器来测量氮氧化物浓度和氧量等。

21、作为上述技术方案的进一步改进，还包括调节装置、炉膛，所述调节装置与所述喷枪传动连接，所述喷枪设于所述炉膛内，所述封堵端迎向所述炉膛的烟气，所述调节装置用于带动所述喷枪沿所述炉膛的烟气流动方向移动。

22、本方案通过调节装置来调整喷枪伸入炉内的深度，以保证还原剂喷射区域烟气温度为sncr最佳反应温度窗口。

23、此外本发明还提供一种适用于所述的高效sncr脱硝系统的使用方法，还包括安装于所述喷枪的热电偶；

24、所述使用方法的步骤：

25、根据所述热电偶探测的温度值，控制所述稀释水供应管路的供应量和控制所述喷枪的移动位置；

26、根据采样检测装置检测的数值，控制还原剂供应管路的供应量。

27、本发明根据采样检测装置检测结果实时反馈控制还原剂的供应量，有效减少还原剂流量控制迟滞，避免nox排放和氨逃逸超标，热电偶测得温度反馈控制稀释水流量和喷枪插入深度，调整sncr喷射区域的温度至最佳反应温度区间，提升sncr脱硝效率。

28、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种高效sncr脱硝喷枪，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高效sncr脱硝喷枪，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的高效sncr脱硝喷枪，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的高效sncr脱硝喷枪，其特征在于：

5.一种高效sncr脱硝系统，其特征在于：包括如权利要求1至4任一项所述喷枪，还包括采样检测装置、还原剂供应装置，所述采样检测装置与所述内套管连接，所述还原剂供应装置与所述外套管连接，并连通于所述环形通道。

6.根据权利要求5所述的高效sncr脱硝系统，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的高效sncr脱硝系统，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的高效sncr脱硝系统，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的高效sncr脱硝系统，其特征在于：

10.一种适用于如权利要求9所述的高效sncr脱硝系统的使用方法，其特征在于：还包括安装于所述喷枪的热电偶；

技术总结本发明公开了一种高效SNCR脱硝喷枪、系统及使用方法，包括：主管体、喷射组件；主管体包括内外套合的内套管和外套管，内套管与外套管之间设有环形通道，外套管的其中一端设置为呈封闭设置的封堵端，内套管贯通封堵端；喷射组件包括多个喷管，多个喷管呈放射状环形间隔设于封堵端的外周，喷管的内端与环形通道连通，喷管设有文丘里管道段，文丘里管道段的外周壁设有抽吸口。本发明利用还原剂冷却内套管和外套管及气体样品原地快速测量，适应变工况下的烟气温度波动和NOx浓度波动，有效提升SNCR脱硝效率和减少氨逃逸，本发明涉及烟气脱硝的技术领域，本发明用于工业窑炉脱硝。技术研发人员：李智锐,杜建国,周吉伟,于洲,朱旭仁,王宇,周航,马柳昊,靳世平,程一兵受保护的技术使用者：佛山仙湖实验室技术研发日：技术公布日：2024/8/5