在开始正文前，需要说明一下，有朋友反映之前的文章写的有点简单了，蜻蜓点水。其实这是有意为之的，一则文章发是在微信公众号中的，如果太长了，怕大家看着太累；二则文章的受众是普通的相关行业从业者不是科研人员，所以作者没有以科技论文的形式来撰写。如果大家有进一步交流的需求可以微信联系作者，作者微信二维码见文章末尾。

上篇文章介绍了CFD模拟对于SNCR设计的重要性，其中提到了通过调整喷枪参数去改善脱硝效率，很多朋友问怎么调整，那么今天就简单的说一下如何选择喷枪参数。

在SNCR脱硝、SCR脱硝的配套的尿素热解系统和氨水蒸发系统、脱硫上游的喷水减温、急冷塔等环保项目或设施中都要用到双流体喷枪，常用的双流体喷枪可以简单分为前混和后混两种不同型式。

对于CFD模拟来说主要的喷枪参数包括喷射形状（扇形、锥形）、颗粒大小、喷射速度、喷射角度等。通常大家都认为颗粒越小，则说明喷枪性能越好，这个观点是不完整正确的。颗粒越小说明喷枪厂家的设计和制造工艺更优这是没有问题的，但是应用在不同场合时并非颗粒越小越好。

上述提到应用喷枪的场合可以简单地分为两类，一类是以传热传质为主要目的，例如尿素热解、氨水蒸发、喷水减温等等，这类项目从理论上讲好的喷枪参数是角度大、速度大、颗粒小，而实际上当喷枪类型确定后，角度、速度和粒径是互相限制的，不可能同时达到好的值，因此需要在三个参数之间做出平衡，选择一个好的平衡点。此外当选择小颗粒喷枪后还有一个问题需要注意，那就是液滴颗粒小了，颗粒的动能就小了，同样的速度下穿透力就小了，所以为了提高传热传质性能还需要考虑如何提高喷射后的混合效果。好在以上这些项目温度都不是很高，喷枪的布置位置可以比较灵活，另外也可以选择多布置几根喷枪，因为无论怎么说，其它条件一致的情况下，两根喷枪总比一根喷枪的分配效果要好很多（下文会有专门的案例介绍）。既然有角度、速度、颗粒大小等这么多因素需要考虑，那么怎么才能确定出比较合适的方案呢，经济、快速又可靠的方法当然还是通过CFD模拟来实现了。

上面介绍了以传热传质为主要目的场景下喷枪选择原则，下面重点介绍以输送为主要目的同时又兼顾传热传质的场景下如何选择喷枪。

首先解释一下什么是以输送为主要目的同时又兼顾传热传质的场景。还是通过举个例子来说明一下吧，用于SNCR的氨水喷枪和尿素喷枪就是以输送为主要目的兼顾传热传质的项目。传热传质大家比较容易理解，SNCR中***终参与反应的是氨分子因此需要蒸发氨水和尿素分解出氨来，这就是一个传热传质的过程。那么什么是输送呢？我们都知道SCR还原剂的输送以采用氨气+喷氨格栅的形式居多，氨气可以通过设置在喷氨格栅上众多的小喷口相对均匀地喷入烟道；而SNCR通常采用氨水或者尿素溶液。为什么SNCR不用氨气+喷氨格栅呢？这是因为SNCR通常处于较高的温度区间，没有办法设置类似于SCR的喷氨格栅；那么SNCR喷枪为什么不直接喷入氨气呢？这是因为氨气分子动能太小了，如果直接喷氨气，则氨气只能分布在喷口附近，远远达不到混合的要求。因此必须采用溶液的形式喷入，此时溶液的颗粒主要的目作用是还原剂的载体，载着还原剂以相对较大的动能冲向烟道内部。

那么对于以输送为目的项目，该如何选择喷枪呢？当然是速度大、角度大、颗粒适当大，上文提到过，实际上这三个参数是相互制约的，不可能同时达到好的值，因此也需要在三者之间平衡点。下面以一个实际案例来说明SNCR中不同颗粒大小对脱硝效率的影响。（注：由于氨水和尿素产生氨的过程截然不同，因此在喷枪选择时也不尽相同。为了避免混乱，本文所有的案例都是以氨水为还原剂，以后的文章会详细说明氨水和尿素的区别）

图2是SNCR模拟的效果图，左侧是氮氧化物（主要是NO为主）的浓度分布，右侧NH3的分布，图2采用的喷枪颗粒较小，从图上可以看到只有在喷口附件的NOx被还原了（颜色暗的部分），而中间大部分NO并没有被还原（颜色亮的部分），这是因为氨水颗粒太小没有足够的动能流动到烟道中央，从图右边可以看出NH3只分布在喷口附件（颜色亮的部分），而中央部分几乎没有NH3，因此也就谈不上和NOx的反应了。

为了改善脱硝效果，我们更换了喷枪参数，选择了颗粒更大一些的喷枪，效果如图3所示。很明显可以看到由于颗粒的增大，动能相应的提高了，因而NH3的覆盖率增加了，与NOx接触的面积更大，效率显然也提高了。

那再进一步增大液滴颗粒会有什么样的结果呢？效率还会进一步提高吗？当然不会了。请看图4所示，把颗粒增加到******，此时喷射角度就会变小（上段描述过颗粒大小、喷射速度、角度是相互制约的），从图右侧部分可以看到NH3的覆盖率并没有增加，虽然每个喷枪都喷到烟道中央，但是每个喷枪的覆盖角度减少了，总的覆盖面积相应也是减少的，而且中间重叠的部分还可能会引起氨逃逸，由此可见对于以输送为主要目的同时又兼顾传热传质的场景喷枪的颗粒要适当的大，但不能过大。

除此之外，作者还模拟了喷枪数量变化对脱硝效果的影响。图5中右侧的喷枪数量是左侧数量的一半，同时翻倍右侧单根喷枪的流量，也就是所有喷枪总的氨流量是一样的。从图5中很明显看可以看到，左侧喷枪多，NH3的覆盖率大，NOx只在少部分区域浓度高；而右侧喷枪少，总的覆盖率低，大部分区域NOx都是没有被还原。因此在投资预算允许的范围内尽可能增加喷枪数量也是提高脱硝效率的一种选择。

综上所述，无论是那种应用场景都需要在颗粒大小、喷射速度、喷射角度三者之间找到一个好的平衡点，而采用CFD模拟可以快速有效的帮助设计人员确定颗粒大小、喷射速度和喷射角度。