根据烟气脱硝的化学计量式,还原剂须达到一定的浓度方可除去烟气中的氮氧化物,还原剂的有效覆盖面积对烟气脱硝效果影响至关重要,只有还原剂有效覆盖处才可能发生脱硝反应,而还原剂的有效覆盖需要合适的喷雾及混合过程来保证｡在SNCR装置中,还原剂的喷射位置可以设置在炉膛内,但由于该位置还原剂喷射方向与烟气方向垂直,不利于还原剂在喷雾方向的扩散｡

若达到相应的喷射距离,势必要增加喷雾液滴粒径,而这也会造成蒸发时间延长,容易造成湿壁｡烟气流速越高,相同粒径下的喷射距离越短,即还原剂覆盖面积越小｡比较理想的是,将喷雾位置设在旋风分离器入口,由于烟气在水平方向运动,可以保证喷雾距离,为不造成湿壁现象,液滴粒径应适当减小｡对于外旋式分离器,当喷雾方向与烟气方向不一致时,可适当增加喷雾粒径,以增加喷射距离｡

在此情况下,还原剂的覆盖面积同样受烟气流速度影响｡由于喷雾方向与烟气方向垂直,烟气流速越高,雾炬在宽度方向喷射距离越短,导致有效覆盖面积减小｡

研究了喷嘴喷射的液滴参数对液滴喷射情况的影响｡结果表明,液滴粒径越大,蒸发时间越长,喷射距离也越大,而液滴停留时间与喷射距离基本呈线性关系｡此外,在炉膛高温的影响下,液滴表面的平均温度基本稳定在沸点温度(100℃),随着喷射距离的增长,液滴粒径也逐渐减小,直至蒸发完毕｡

还原剂浓度与喷射距离及蒸发时间有关,雾炬随着烟气向前扩散并逐渐蒸发,使得还原剂有效覆盖区域逐渐增加｡

通过本文的研究,还获得了锅炉的分离器处不同位置截面的还原剂浓度､温度分布情况｡结果表明,当SNCR脱硝喷枪喷水量为1.67L/min,尿素用量为每台锅炉83.6kg/h时,还原剂的有效覆盖区域较大,可以满足烟气脱硝效率的指标｡但此时氨氮比较高,通过结果分析,可适当降低尿素用量,使得NSR为1.5~2的区域在50%~60%范围,此时,尿素使用量为60.61kg/h即可｡