本發明屬于工業尾氣煙氣氮氧化物減排(脫硝)技術領域，尤其是涉及一種用于SCR煙氣脫硝的氨水氣化系統。
背景技術：
煙氣選擇性催化還原(SCR)脫硝技術是目前工業煙氣(包括電力、化工、鋼鐵、水泥、玻璃窯爐、垃圾焚燒等)脫硝的最有效、應用最廣泛的技術。SCR脫硝技術是在催化劑作用下，氨基還原劑與煙氣中的NOx發生選擇性還原反應，使之生成N2和H2O，并且無任何廢氣、廢水排放的潔凈技術。
SCR煙氣脫硝技術中，氨基還原劑可以采用液氨、氨水和尿素，由于液氨屬于危險易爆化學品，其運輸、貯存和使用均有嚴格的限制，因此，隨著人們安全意識的日益提高，越來越多的地方開始限制液氨在SCR脫硝中的應用；尿素是SCR脫硝技術中最安全、環保的氨基還原劑，但其價格較高，使用過程中需要進行高溫、高壓的水解或高溫、高熱量需求的熱解過程，運行費用最高；而25％以下的氨水可以常壓儲存，運輸和使用均不存在安全隱患，同時也是相當多企業的副產品和過剩原料，因此，采用氨水作為SCR脫硝氨基還原劑是比較理想的選擇，特別是對存在氨水過剩的企業來說，脫硝運行費用會顯著降低。由于氨水中氨含量較低，通常含氨濃度在3％-25％，氨水的氣化是需要解決的主要問題，因此，急需一種用于SCR煙氣脫硝的氨水氣化系統。
技術實現要素：
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種用于SCR煙氣脫硝的氨水氣化系統，該系統用于SCR煙氣脫硝工藝的氨水氣化及氨噴射過程，無需專門的氣化裝置和任何外部熱源，完全利用待脫硝煙氣的自身熱量實現氨水的氣化，工藝簡單，實施方便，投資和運行費用極低。
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種用于SCR煙氣脫硝的氨水氣化系統，與脫硝反應器前的原煙氣煙道連接，用于SCR煙氣脫硝工藝的氨水氣化及氨噴射過程，該系統包括依次連接的氨水槽、氨水泵、氨水計量控制裝置及若干氨水噴槍，若干所述氨水噴槍連接一壓縮空氣罐，所述原煙氣煙道的側壁上或原煙氣煙道內部分布有若干所述氨水噴槍，
工作時，所述氨水槽中的氨水通過所述氨水泵增壓后送至所述氨水計量控制裝置，由所述氨水計量控制裝置調節氨水的流量和壓力后送至氨水噴槍，氨水噴槍中的氨水在壓縮空氣罐中壓縮空氣的推動下以霧化形式噴入原煙氣煙道內，在脫硝原煙氣的熱量作用下，霧化后的氨水完全氣化，氣化后的氨水與脫硝原煙氣混合后，為脫硝反應提供氨煙氣混合氣體。
所述氨水槽采用不銹鋼或經過防腐處理的碳鋼制作，能夠有效防止氨水槽在長期使用情況下受到腐蝕。
該系統還包括擾流裝置，所述擾流裝置位于所述原煙氣煙道內且位于所述氨水噴槍的上游和/或下游，且擾流裝置距離下游催化反應器入口處的整流裝置的距離不小于所述氨煙氣混合氣體流動1秒的距離。
擾流裝置用于擾動原煙氣的流向，從而使原煙氣與霧化后的氨水充分接觸和混合，，這里的下游或上游是指煙氣流動下一時間或上一時間的流經位置，并不指方向上的下游或上游的意義，在SCR煙氣脫硝工藝中氨煙氣混合氣體下一時間會經過催化反應器入口處的整流裝置進行整流，然后經過第1層催化劑、第2層催化劑、第3層等催化劑后得到凈煙氣。此處對擾流裝置與整流裝置距離的限定是為了保證霧化后的氨水與原煙氣有足夠長的距離進行混合，保證混合的充分和均勻。
氨水經所述氨水噴槍噴出后形成的霧滴顆粒小于1000μm，霧滴能完全覆蓋原煙氣煙道的橫截面積。氨水霧滴顆粒較小且覆蓋面積大有利于氨水快速的氣化和混合的均勻性，節省時間，提高效率。
所述氨水泵為離心泵、容積泵或管道計量泵中的任意一種，為所述氨水噴槍提供的氨水壓力為0.3-0.8Mpa，氨水流量為20-200kg/h。進入氨水噴槍的氨水壓力和氨水流量保證了氨水噴槍噴出后的氨水形成的霧滴顆粒小于1000μm，霧滴能完全覆蓋原煙氣煙道的橫截面。
若干所述氨水噴槍在原煙氣煙道的側壁上或在原煙氣煙道的內部均勻分布，保證霧化后的氨水在原煙氣煙道內部分布均勻。
所述氨水噴槍采用順流直噴或側噴形式。這里直噴是指氨水從氨水噴槍的噴嘴沿著原煙氣的流動方向噴出，側噴是指氨水從噴槍的噴嘴噴出的方向與原煙氣流動方向垂直。
所述壓縮空氣罐為壓縮空氣緩存容器，通過管道和控制閥門與所述氨水噴槍連接，為氨水噴槍提供穩定壓力和流量的壓縮空氣，所述壓縮空氣的壓力為0.4—1.0Mpa。壓縮空氣穩定的壓力可以保證氨水經過噴槍后的充分霧化，穩定的流量可以保證氨水流量變化時，氨水氣化的可靠性。
所述氨水噴槍為雙介質氨水霧化裝置，其噴嘴為圓形、扁形、三角形中的任意一種。氨水和壓縮空氣在壓縮空氣的推動力下，使得壓縮空氣與氨水充分混合與霧化，并使霧化后的氨水具有一定的穿透力。當然，壓縮空氣可由氮氣、氬氣、過熱蒸汽等具有穩定壓力的氣體代替。
所述氨水計量控制裝置包括調節閥和流量計等，可以根據脫硝反應需要的氨氣量，調節氨水的供應量和供應壓力。
所述氨水的濃度為3％-25％，重金屬含量在2000ppm以下。如果氨水中重金屬含量太高，特別是含有鉛、鉻等離子時，可能會對下游SCR催化劑產生毒化作用。
所述氨水氣化系統用于原煙氣溫度不低于120℃的SCR脫硝工藝，溫度太低時，容易造成氨水氣化的不充分及氣化時間過長，造成煙道壁的沖擊或腐蝕。
所述氨水為市售產品或廠區的剩余原料、副產品。
與現有技術相比，本發明用于SCR煙氣脫硝工藝的氨水氣化及氨噴射過程，無需專門的氣化裝置和任何外部熱源，完全利用待脫硝煙氣的自身熱量實現氨水的氣化，工藝簡單，實施方便，投資和運行費用極低。
附圖說明
圖1為本發明的氨水氣化系統與與脫硝反應器連接的結構示意圖；
圖中標識為：1、氨水槽，2、氨水泵，3、氨水計量控制裝置，4、壓縮空氣罐，5、氨水噴槍，6、擾流裝置。
具體實施方式
下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
如圖1所示，本發明實施例所提供的用于SCR煙氣脫硝的氨水氣化系統與脫硝反應器前的原煙氣煙道連接時的整體結構示意圖，該系統用于SCR煙氣脫硝工藝的氨水氣化及氨噴射過程，包括依次連接的氨水槽1、氨水泵2、氨水計量控制裝置3及若干氨水噴槍5，若干氨水噴槍5連接一壓縮空氣罐4，原煙氣煙道的側壁上和/或原煙氣煙道內部分布有若干氨水噴槍5，
工作時，氨水通過管道或槽車送至氨水槽1，氨水通過氨水泵2增壓后送至氨水計量控制裝置3，由氨水計量控制裝置3調節氨水的流量和壓力后送至氨水噴槍5，氨水噴槍5中的氨水在壓縮空氣罐4中壓縮空氣的推動下以霧化形式噴入原煙氣煙道內，在脫硝原煙氣的熱量作用下，霧化后的氨水完全氣化，氣化后的氨水與脫硝原煙氣混合后，為脫硝反應提供氨煙氣混合氣體。
本實施例所使用的氨水為廠區現有或外購的氨水，可以為廠區產品/副產品、過剩原料或外購產品，濃度為3％-25％的水溶液，其重金屬含量在2000ppm以下。
優選的，氨水槽1由不銹鋼或經過防腐處理的碳鋼制作，能夠有效防止氨水槽1在長期使用情況下受到腐蝕。氨水槽1處還配有液位計、呼吸閥、壓力表等設施，液位計用于檢測氨水槽1中氨水的液位，壓力表用于檢測氨水的壓力，呼吸閥根據液位和壓力進行開啟或關閉，以保證氨水的流出量。
作為一種實施例，本系統還包括擾流裝置6，擾流裝置6位于原煙氣煙道內且位于氨水噴槍5的上游和/或下游，且擾流裝置6距離下游催化反應器入口處的整流裝置的距離不小于氨煙氣混合氣體流動1秒的距離。
擾流裝置6用于擾動原煙氣的流向，從而使原煙氣與霧化后的氨水充分接觸和混合，這里的下游或上游是指煙氣流動下一時間或上一時間的流經位置，并不指方向上的下游或上游的意義，在SCR煙氣脫硝工藝中氨煙氣混合氣體下一時間會經過催化反應器入口處的整流裝置進行整流，然后經過第1層催化劑、第2層催化劑、第3層等催化劑后得到凈煙氣。此處對擾流裝置6與整流裝置距離的限定是為了保證霧化后的氨水與原煙氣有足夠長的距離進行混合，保證混合的充分和均勻。擾流裝置6可以為列管式、格柵式、擾流板式、圓盤式及其他形式。
氨水泵2為離心泵、容積泵或管道計量泵等，能夠為氨水噴槍5提供的氨水壓力為0.3-0.8Mpa，氨水流量為20-200kg/h。進入氨水噴槍5的氨水壓力和氨水流量保證了氨水噴槍5噴出后的氨水形成的霧滴顆粒小于1000μm，霧滴能完全覆蓋原煙氣煙道的橫截面。
若干氨水噴槍5在原煙氣煙道的側壁上或原煙氣煙道的內部均勻分布，保證霧化后的氨水在原煙氣煙道內部分布均勻。具體的氨水噴槍5的安裝方式根據煙道的尺寸、形狀及氨水噴槍5的霧化能力決定，當煙道尺寸足夠大(橫截面積足夠大)或者氨水噴槍5的霧化能力較弱時，氨水噴槍5設置數量較多，且在煙道側壁和內部均有設置，當煙道尺寸較小、氨水噴槍5的霧化能力較強時，可少量不布置氨水噴槍5。
氨水經氨水噴槍5噴出后形成的霧滴顆粒小于1000μm，霧滴能完全覆蓋原煙氣煙道的橫截面。氨水霧滴顆粒較小且覆蓋面積大有利于氨水快速的氣化，節省時間，提高效率。
氨水噴槍5為雙介質氨水霧化裝置，即氨水和壓縮空氣兩種介質，其中壓縮空氣作為霧化推動力，提供穩定的壓縮空氣壓力和流量，氨水作為霧化原料，兩種介質通過噴嘴后充分霧化噴射至脫硝原煙氣中，噴嘴可以為圓形、扁形、三角形等形狀，其作用是保證壓縮空氣與氨水的充分混合與霧化，并使霧化后的氨水具有一定的穿透力；當然，氨水噴槍5也可以采用氮氣、氬氣、過熱蒸汽等具有壓力的氣體作為霧化推動力；
氨水噴槍5采用順流直噴或側噴形式。這里直噴是指氨水從氨水噴槍5的噴嘴沿著原煙氣的流動方向噴出，側噴是指氨水從氨水噴槍5的噴嘴噴出的方向與原煙氣流動方向垂直。具體的噴出形式根據煙道尺寸及現場條件確定，以使得噴出后的霧化氨水能與原煙氣能夠充分混合。
作為一種實施例，壓縮空氣罐4為壓縮空氣緩存容器，通過管道與控制閥門與氨水噴槍5連接，為氨水噴槍5提供穩定壓力和流量的壓縮空氣，壓縮空氣的壓力為0.4—1.0Mpa，如果壓力不穩定不能保證充分的霧化效果，另外，廠區如果可以提供穩定壓力、流量的壓縮空氣，本氨水氣化系統也可以不設置此壓縮空氣罐4。
氨水氣化系統用于原煙氣溫度不低于120℃的SCR脫硝工藝。本發明對原煙氣溫度不低于120℃的SCR脫硝工藝處理過程，因為溫度太低時，容易造成氨水氣化的不充分及氣化時間過長，造成煙道壁的沖擊或腐蝕。
綜上，本發明用于SCR煙氣脫硝工藝的氨水氣化及氨噴射過程，無需專門的氣化裝置和任何外部熱源，完全利用原煙氣的自身熱量實現氨水的氣化，工藝簡單，實施方便。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。