目前，陶瓷行业的喷雾塔排放的烟气中含有大量的
氮氧化物，氮氧化物是酸雨的主要原因之一，危害人们
的身体健康。现在国家和地方对各陶瓷厂的烟气排放标
准越来越严，广东地区自2020年7月1日起氮氧化物
执行100mg/m3的排放限值。采用水煤浆作为热源的喷
雾干燥塔烟气氮氧化物的浓度大多在160mg/m3以上，
因此必须要进行脱硝处理后才能排放。
SNCR烟气脱硝技术因其系统操作简单、投资少、设fp6290
施简单、占地少，目前应用广泛。SNCR技术的还原剂一
般为三种，液氨、氨水和尿素。从反应温度来看，温度区 间位于730-950℃之间时，选用氨作为还原剂的脱硝效
率要高于选用尿素的脱硝效率；当反应区域温度在950℃
以上时，尿素的脱硝效率则比氨的脱硝效率高。从系统安
全性看，液氨在空气中的爆炸极限为15%-18%，存在爆
炸危险；氨水虽然不是危险品，但发生泄漏时，挥发的氨
气对人体存在一定的危害；尿素不存在爆炸危险，又是无
毒无害的化学制剂。根据场地和人员安全性的要求，采用
尿素溶液为还原剂的SNCR脱硝系统为最安全的可行技
术
（下文中所述SNCR皆指以尿素为还原剂的SNCR）。喷
SNCR脱硝系统的关键技术
之一，雾化液滴的大小和覆盖面积直接影响整个烟气排
放系统的脱硝效率，
影响氮氧化物的排放值。
亚克力水晶字制作将浓度约40%的尿素溶液通过雾化喷射系统直接
喷入热风炉合适温度区域（850—1050℃），雾化后的尿
素溶液与NO x（NO、NO2等混合物）进行选择性非催化还
原反应，将NO x转化成无污染的氮气、二氧化碳和水。喷
尿素溶液后炉内发生的反应有：
C0(NH2)2（溶液）→C0(NH2)2（固）+H2O（气）
CO(NH2)2→2NH2+CO
NH2+NO→N2+H2O
2CO+2NO→N2+2CO2
为了提高脱氮氧化物的效率并实现氨逃逸的最小
化，需满足以下条件：在溶液喷入的位置没有火焰；在反
应区域维持合适的温度范围（850—1050℃）；在反应区
域有足够的停留时间（至少0.5s，900℃）。当反应区温度
过低时，反应效率会降低；
当反应区温度过高时，NH3的
氧化反而起主导作用，产生新的NO，
而不是还原NO为
N2
。
在SNCR喷射系统中，常用的方式是采用高压泵输
送尿素溶液，用压缩空气作为雾化介质，高压液体和高
采用扇形喷头，因喷头孔径较小，极易发生杂质或尿素
结晶堵塞喷头的问题。同时高压泵输送系统对泵等设备
性能要求高，设备维护成本较高。
我们研究将尿素溶液中转罐放置在喷雾塔高位平
台，取消加压泵，尿素溶液由高位罐自流到脱硝喷，配
套开发自流式
SNCR
ca3660脱硝系统。该系统尿素溶液在管道
任战士，王水清,
赵小兰，曾健，孔郎贤
(佛山市三水新明珠建陶工业有限公司，佛山528100)
SNCR脱硝的方式，喷易堵塞、滴液腐蚀炉墙等缺陷，研制新的SNCR喷。新型SNCR喷可有效改善喷头堵塞、滴液问题，避免了因喷头堵塞造成烟气氮氧化物排放不稳定，甚至超标的问题；改善了喷头滴液导致尿素溶液对炉壁的腐蚀问题。同时新型SNCR喷均匀，液滴总表面积大，脱硝效率高反应更充分
，可有效提高脱硝效率，降低尿素使用量，经济效益显著。
;SNCR脱硝；脱硝喷
节能与环保
Energy Saving&Environmental
Protection
图3改进后喷示意图
图1初步设计喷示意图
2喷射效果
内流动动力只是依靠高位落差产生的势能，自流式SNCR 脱硝系统采的用圆形喷片来代替扇形喷头，圆形喷片特点是雾化颗粒较大，
射程较远。喷雾塔热风炉内热风为旋风，
同时满足SNCR 脱硝的温度范围及空间高度足够，有足够反应时间，用圆形喷片喷射尿素可以满足脱硝需求。圆形喷片口径大，
喷头堵塞几率大幅度降低，能够持续稳定工作，实现持续稳定达标排放。实际使用中发现圆形喷片有较严重滴液现象，对炉壁产生腐蚀，危害设备。现研发设计一种新型喷，解决喷头堵塞、
喷头滴液问题。
喷头喷出的液体，要使其雾化，就是要克服液体分子之间的表面张力，使得液体以较小的颗粒状分离开。
按照雾化方式的不同，雾化机理可分为机械雾化，介质雾化，超声波雾化，静电雾化等，其中介质雾化常用的雾化介质是空气，蒸汽等气体，也称为空气雾化。常见的机械雾化有直射式喷嘴，压力式喷嘴和旋转雾化器。介质雾化则是利用低速的液体和高速气体之间的速度差，将液体撕裂，达到雾化效果。
尿素溶液罐放置高位自流式SNCR 脱硝，尿素溶液由高度差产生的势能自流到SNCR 喷，尿素溶液压力较低，因此新型喷设计采用空气雾化，利用高压压缩空气产生高速气流将尿素溶液剪切、
撕裂，达到雾化效果。初步设计喷如图1所示。
图1说明：1、压缩空气第一入口；2、第一压缩空气管；3、尿素溶液入口；4、尿素溶液管、5、进液孔；6、压缩空气第二入口；7、气液混合管；8、第二压缩空气管；9、第二压缩空气管射入口；10、喷出口。
尿素溶液进液孔5靠近第一压缩空气管2末端，进液孔有8个，沿圆周均匀分布。第二压缩空气管射入口9位于气液混合管7尾部，第二压缩空气管射入口有8个。第二压缩空气管射入口9与气液混合管7形成夹角，夹角为45°。气液混合管7的直径为13mm，压缩空气管射入口9与喷出口10的距离为16mm，此距离设
定条件是能使压缩空气管射入口9射出的高速气流在气液混合管7的末端管壁上形成反射。
具体的工作流程为：压缩空气由压缩空气第一入口1进入，在第一压缩空气管2末端高速喷出；尿素溶液由尿素溶液入口3进入，流经尿素溶液管4，进液孔5与第一入口的压缩空气两相混合。第一压缩空气管2喷出高速气流，使气液混合管7在进液孔5处形成一定真空度，对尿素溶液产生吸力作用，在气液混合管7中尿素溶液与压缩空气不断撞击剪切，使液滴不断雾化。压缩空气管射入口9高速射出的高速气流对气液混合管7中已经雾化的液滴进行撞击剪切，进行二次雾化，高速气流在气液混合管7的末端管壁上反射对雾化液滴再
次撞击、剪切，进行三次雾化，尿素溶液经三次雾化后从喷出口喷出。
经试验验证，新设计素溶液雾化效果较好，喷射角度较大，无滴液现象；但压缩空气耗量较大，同时因雾化液滴较细导致射程较近。喷射效果如图2。
根据试验，将新型喷进行改进，
主要以下几个方面：将喷出口端9、10与本体切割开变更为喷本体与喷头两部分的组合结构，喷本体与喷头采用螺纹连接。将压缩空气进口改为一个进口；
压缩空气管射入口与气液混合管夹角由45度改为30度；压缩空气管射入口与喷出口的距离由16mm 改为20mm。
改进后喷如图3。
图4新型喷效果
图5圆形喷片图3说明：1、尿素溶液入口；2、压缩空气入口；3、尿
素溶液管；4、压缩空气管；5、连接部；6、进液孔；7、压缩
空气管射入口；8、气液混合管；9、喷出口
尿素溶液由尿素溶液入口1进入，流经尿素溶液管
3，进液孔6进入气液混合管8。压缩空气由压缩空气入
电极箔口2进入，流经压缩空气管4，经压缩空气管射入口7高
速射入气液混合管8。压缩空气管射入口7高速射出的
气流使气液混合管8在进液孔6处局部形成一定的真
空度，对尿素溶液起吸力作用，高速气流对进液孔6吸
入的液滴进行高速剪切、撞击，将液滴雾化，高速气流在
气液混合管8的管壁上反射对细小液滴再次进行撞击、
剪切，再次雾化，雾化后的尿素溶液经喷出口9高速
喷出。
改进后的新型SNCR喷，射程与雾化颗粒均可满
足使用需求，同时新型SNCR喷可有效改善喷头堵
塞、滴液问题，避免了还原剂对炉壁的腐蚀。新型喷与
圆形喷片喷射雾化效果对比如下。新型喷见图4，圆形
喷片见图5（由图可见喷头下面有滴液现象）。
新研制的SNCR喷，利用高速气体将尿素溶液撞
击、剪切成细小雾滴，高速气液混合体再高速撞击喷嘴
内壁，再一次进行机械撞击雾化，形成更小的雾化颗粒，
使雾化效果更均匀，表面积更大，反应更充分。新型
SNCR喷可有效改善喷头堵塞、滴液问题，避免了因喷
头堵塞造成烟气氮氧化物排放不稳定，甚至超标的问
题；改善了喷头滴液导致尿素溶液对炉壁的腐蚀问题。烫毛机
同时新型SNCR
空气雾化喷嘴
喷均匀，液滴总表面积大，脱硝效率
高反应更充分，可有效提高脱硝效率，降低尿素使用量，
经济效益显著。
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