燃煤煙氣脫硝噴氨混合系統編制進程

2013年2月18日，國家標準計劃《燃煤煙氣脫硝噴氨混合系統》（20121488-T-303）下達，項目周期24個月，由中華人民共和國國家發展和改革委員會提出，由TC275（全國環保產業標準化技術委員會）歸口上報及執行，主管部門為中華人民共和國國家發展和改革委員會。全國標準信息公共服務平臺顯示，該計劃已完成網上公示、起草、征求意見、審查、批準、發布工作。

2014年8月，按照國家標準任務書的要求，該標準編制工作從2013年5月開始。首先由起草單位組織成立標準編制小組，確定工作方案；編制小組在工作過程中廣泛收集、分析中國國內外相關技術文獻和資料，深入中國相關企業和用戶現場調查研究，采集有關數據；對主要技術指標進行試驗驗證，對標準中的有關問題進行了多次研討，于2014年8月形成標準“征求意見稿”。

2017年10月14日，國家標準《燃煤煙氣脫硝噴氨混合系統》（GB/T 34339-2017）由中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局、中國國家標準化管理委員會發布。

2018年5月1日，國家標準《燃煤煙氣脫硝噴氨混合系統》（GB/T 34339-2017）實施。

燃煤煙氣脫硝噴氨混合系統制定依據

國家標準《燃煤煙氣脫硝噴氨混合系統》（GB/T 34339-2017）依據中國國家標準《標準化工作導則—第1部分：標準的結構和編寫規則》（GB/T 1.1-2009）規則起草。

燃煤煙氣脫硝噴氨混合系統起草工作

主要起草單位：浙江大學、藍天環保設備工程股份有限公司、中建中環工程有限公司、浙江浩普環保工程有限公司、浙江菲達環?？萍脊煞萦邢薰?、哈爾濱鍋爐廠有限責任公司、國電科學技術研究院、浙江天地環保工程有限公司、福建龍凈環保股份有限公司。

主要起草人：鄭成航、高翔、吳衛紅、王鳳君、酈建國、孟煒、翁衛國、朱全勇、張涌新、付智明、蔣善行、溫卿云、許月陽、王少權、黃海鵬、趙健、張成健。

參考資料：

《燃煤煙氣脫硝噴氨混合系統》（GB/T 34339-2017）規定了燃煤煙氣選擇性催化還原法（SCR）脫硝噴氨混合系統的技術要求、檢驗驗收、標牌、標志、包裝、運輸和貯存。該標準適用于噴氨格柵（AIG）、噴氨靜態混合器等燃煤煙氣選擇性催化還原法（SCR）脫硝噴氨混合系統，其他脫硝噴氨混合系統可參照執行。

參考資料：

《燃煤煙氣脫硝噴氨混合系統》（GB/T 34339-2017）的制定有利于燃煤煙氣脫硝噴氨混合系統新技術的推廣，有助于《火電廠大氣污染物排放標準》等一系列國家強制性排放標準的實施，為實現脫硝達標排放提供了可靠的技術支撐和產品保障。

煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置及方法專利目的

《煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置及方法》提供一種煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置，要解決SCR脫硝系統煙道入口傾斜引起的還原劑與反應物混合不均勻的問題 。

煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置及方法技術方案

《煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置及方法》解決其技術問題所采用的技術方案是：

這種煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置，包括固定于垂直煙道內的渦流混合元件、插入垂直煙道內部的噴氨管，以及固定于彎道內的導流葉片，所述垂直煙道上端經彎道II與漸縮段煙道連接，垂直煙道下端經彎道I與入口段矩形傾斜煙道連接，入口段矩形傾斜煙道相對于垂直煙道側向傾斜，傾斜角為α；

所述渦流混合元件為兩個以上大小相等、在垂直煙道內間隔分布的圓形繞流板，各圓形繞流板均向反應器側傾斜固定于垂直煙道下部，圓形繞流板的向流面與進入垂直煙道的煙氣相對，圓形繞流板的背流面傾斜與噴氨管的噴頭相對；

所各圓形繞流板上方分別對應安裝有一個噴氨管，噴氨管水平插入圓形繞流板上方的垂直煙道內部，噴頭豎直向下設置，各噴氨管上連接有獨立的流量控制系統；

所述噴氨管上方的垂直煙道內安裝有橫向間隔分布的均流管，均流管兩端與垂直煙道內壁固定；

所述導流葉片為一組沿彎道弧度半徑等間距排列的彎弧形導流板，相鄰彎弧形導流板之間留有煙氣通道間隙，煙氣進入煙氣通道的一端為進氣口，煙氣流出煙氣通道的一端為出氣口，導流葉片在彎道I及彎道II內分別固定有一組。

所述圓形繞流板與水平方向的夾角β為30°～45°。

所述圓形繞流板的直徑d大于垂直煙道寬度的50%且不超過垂直煙道寬度的80%。

所述圓形繞流板在垂直煙道內的高度低于垂直煙道高度的25%。

所述靠反應器側的均流管與垂直煙道內壁的距離a大于靠入口段矩形傾斜煙道側的均流管與的垂直煙道內壁的距離c。

所述均流管與圓形繞流板圓心之間的垂直距離e為圓形繞流板直徑d的2～3倍。

所述均流管的直徑可為80毫米～120毫米。

所述垂直煙道的高度大于其入口當量直徑的兩倍。

這種煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合方法，步驟如下：

步驟一，安裝煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置，在垂直煙道內對應安裝圓形繞流板、噴氨管和均流管，在彎道I及彎道II內分別固定一組導流葉片；

步驟二，煙氣的噴氨與渦流混合。

A、煙氣從入口段矩形傾斜煙道進入彎道I，經導流葉片調整煙氣流向和流速后進入垂直煙道內；

B、進入垂直煙道的煙氣受到傾斜的圓形繞流板向流面阻擋，在圓形繞流板的邊緣形成渦流；調節各噴氨管的流量，使各噴氨管氨的噴射速度與其下方對應的煙氣流速相適應，氨噴射到圓形繞流板的背流面，并擴散至圓形繞流板邊緣與煙氣形成渦流并混合均勻；

C、煙氣與氨的混合氣體流向上在均流管周圍形成繞流，煙氣與氨進一步混合均勻，同時流速更加均衡；

D、煙氣與氨的混合氣體流向上通過彎道II內的導流葉片調整煙氣流向和流速后，進入漸縮段煙道，再經格柵式整流器整流后，最終進入反應器內。

所述步驟一中的圓形繞流板和噴氨管在垂直煙道內共安裝有五組，五個噴氨管按照與入口段矩形傾斜煙道內傾斜角α距離由近到遠，其氨噴射速度分別為V1～V5，其中V1、V2為7～8米/秒，V3、V4、V5為10米/秒。

《煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置及方法》的工作原理如下：

《煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置及方法》的渦流混合元件利用了空氣動力學中的駐渦理論，在煙氣的作用下，在渦流混合元件背面形成渦流區，即“駐渦區”。駐渦的特點是其位置恒定不變，無論煙氣流速的大小如何變化，駐渦區的位置基本不變。由于入口煙道結構上的偏斜，導致渦流混合器入口截面速度分布不均勻，V5側速度大，V1側速度低。煙氣在圓形繞流板周圍形成卷吸力，卷吸力大小與速度呈正比關系，V5對應的圓形繞流板周圍煙氣卷吸能力最強，氨氣與煙氣迅速摻混。

煙氣與氨的混合氣體流經均流管時，在圓管周圍形成繞流，圓管下游流體會發生繞流物體后旋渦脫落的現象，即存在“卡門渦街”，交替產生的周期性旋渦增加了煙道內部流體的湍流強度，強化了煙氣與還原劑氨進一步均勻混合，均流管還起到了一定的整流作用，在垂直煙道內實現了煙氣與還原劑氨的混合。同時，垂直煙道越長，催化劑入口截面流場和濃度場越均勻，垂直煙道高度應大于其入口當量直徑2倍。

《煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置及方法》的有益效果如下：

《煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置及方法》是在前期SCR脫硝工程和理論研究基礎上，提出的一種煙氣SCR脫硝系統的噴氨及渦流混合裝置，優化了NH₃/NOx混合效果，提高了催化劑的利用率和脫硝效率。

《煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置及方法》利用煙氣在渦流混合元件周圍形成的渦流實現煙氣與還原劑氨的充分混合，利用在均流管周圍形成的繞流實現煙氣與還原劑的進一步均勻混合，使NH₃/NOx在第一層催化劑入口截面濃度均勻偏差在±5%以內。其中渦流混合元件采用多個圓形繞流板，并將其傾斜布置在垂直煙道內。渦流混合元件具有雙重作用：一方面實現煙氣與還原劑的混合，另一方面可增加流場的均勻程度。每個繞流板上方對應一個噴氨管，噴氨管均具有獨立的流量控制系統。通過合理分配噴氨管的氨噴射速度V1～V5，使氨噴射速度與煙氣的流速相適應，可以使還原劑氨與煙氣混合更加均勻。在垂直煙道內橫向加裝有均流管，均流管可起到進一步加強煙氣與氨的混合和整流的作用，并使煙氣流速更加均勻?！稛煔饷撓跸到y的噴氨與渦流混合裝置及方法》在彎頭I和彎頭II內分別加裝一組弧形導流葉片，改善了流動方向變化引起的流場不均勻，提高了垂直煙道入口截面速度的均勻性 。

煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置及方法改善效果

《煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置及方法》結構簡單、調節時間短、便于安裝、不需要維護，煙氣適應性強，NH₃/NOx混合效果好，提高了催化劑的利用率和脫硝效率。《煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置及方法》可廣泛應用于燃煤電廠選擇性催化還原SCR煙氣脫硝系統中，有效地解決了SCR脫硝系統煙道入口傾斜引起的流場和反應物混合不均勻等問題，方便了SCR煙氣脫硝系統的工程設計和施工安裝 。

2020年7月14日，《煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置及方法》獲得第二十一屆中國專利優秀獎 。2100433B

下面結合附圖和實施例對《煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置及方法》進一步說明。

圖1是《煙氣脫硝系統的噴氨與渦流混合裝置及方法》的結構示意圖。

圖2是圖1A-A剖面的結構示意圖。

圖3是圖1B-B剖面的結構示意圖。

附圖標記：1-入口段矩形傾斜煙道、2-彎道I、3-圓形繞流板、4-噴氨管、5-均流管、6-垂直煙道、7-導流葉片、8-漸縮段煙道、9-格柵式整流器、10-第一層催化劑、11-反應器、12-彎道II 。