三、喷氨系统调整

三、喷氨系统调整

喷氨装置的设计直接影响到氨气和烟气的混合情况。喷射系统应尽可能在压力损失不太大的情况下,使流速、温度和反应物浓度均匀分布和稳定混合。喷氨格栅的位置选择不当或烟气气流分布不均匀时,容易造成NOx与NH3的混合及反应不充分,不但极易造成局部喷氨过量,导致副反应的发生,而且会影响脱硝效果。

优化运行采取特定的方式,把喷嘴布置在烟气流通截面上,并在氨喷入的位置造成烟气的强烈扰动,从而使反应物充分混合,这样引起的压降和所需安装空间都较小。喷氨系统包括喷嘴和静态混合器。合理选择喷嘴直径、个数与混合器的形态、尺寸是设计和优化的关键。喷氨后的混合气体速度分布均匀性、喷氨后截面上各组分分布均匀性是系统设计和优化的目的。在脱硝系统运行中,为避免氨泄漏,且更好地使氨均匀分布在烟道中,必须对喷氨的位置进行调整。

在SCR脱硝系统中,喷氨位置对于整个流场、速度场和浓度场的影响很大。如果喷氨的位置过于靠近催化剂层,则氨尚未完全扩散均匀就进入反应器,使脱硝反应效率低且氨逃逸量大;如果喷氨的位置过于靠前,则由于流道的转折,烟气本身的速度场将发生很大的变化;喷氨装置过早地喷入氨气,此时烟气还未扩散均匀,则喷入的氨气也较难扩散开。因此,氨气的喷入位置应该在烟气速度扩散比较均匀的地方。这样就需要在数值模拟中,首先计算出整个烟道内未喷氨时的烟气流速分布,找到烟气流速分布均匀的截面,在此位置喷入氨能获得较好的效果。有研究者通过计算发现,这个位置应该在烟道的上升段。在这段区域喷入氨气还可利用上升阻力使氨气的扩散速度加快。为了使喷入氨气的强烈扰动,在喷氨点之后可设置混合器。混合器的设计应具体考虑叶片的形式、大小、倾角和距喷嘴的距离,通过不断地调整模型,确定合理的设计方案。在静态混合器设计合理和喷氨点的选取适当的情况下,脱硝反应器前后均可以实现了氨组分的良好扩散和混合,从而为脱硝反应的高效进行打下基础。