在全球积极推动 “碳中和” 目标的当下，生物质能源凭借其可再生、低碳排放等优势，在能源领域的地位愈发重要。生物质锅炉作为生物质能源高效利用的关键设备，其产业布局也在不断优化与拓展。据相关数据显示，2025年，生物质锅炉在工业供热、区域供暖等领域的应用范围持续扩大，市场规模有望进一步增长。在这样的发展态势下，脱硝技术成为生物质锅炉实现高效清洁运行的关键环节，其中脱硝喷嘴的性能对脱硝效果有着至关重要的影响 。

  一、生物质锅炉脱硝现状与问题

  生物质锅炉在减少碳排放方面发挥着重要作用，但随着环保标准日益严格，其氮氧化物排放问题亟待解决。当前，脱硝技术中选择性催化还原(SCR)应用较为广泛。《2025-2030年中国生物质锅炉行业市场分析及发展前景预测报告》指出，在 SCR 系统里，脱硝喷嘴作为还原剂的源头，其性能直接关乎氨气生成速率，进而影响 SCR 系统的脱硝率。研究表明，喷雾雾化效果能对转化效率产生约 10% 的影响。

  然而，现有生物质锅炉脱硝存在诸多难题。一方面，生物质锅炉吨位通常较大，排气烟道较粗，而市面上多数喷枪喷雾扩散角较窄，一般仅为 15° - 20°，难以满足大口径排烟管中氨气均匀分布的要求。单根喷枪要实现均匀混合，需要较长的混合距离，这不仅造成烟道空间浪费，还增加了成本，且在实际应用中空间也可能受限。另一方面，若采用多支喷枪来提高均匀性，又会导致成本、安装和维护工作量大幅增加。同时，现有喷嘴还面临冷却、防堵塞以及耐高温、抗腐蚀等问题。目前市场上的空气雾化喷嘴多适用于大型锅炉，价格昂贵，面向中小型生物质锅炉的产品较少。

  二、新型脱硝喷嘴设计原理

  为解决上述问题，研发出新型摇摆型空气雾化喷嘴。该喷嘴在设计上有两大创新点。

  (一)隔热设计

  采用同轴管中管结构，利用高压空气的吹散作用，使液体以较高速度喷出并雾化成更细液滴。与传统空气雾化喷嘴不同的是，在喷射管外部增设隔热套，形成 “隔热层 + 空气” 双层隔热结构，且隔热空气量可通过减压阀与节流阀调节。此外，在接近出口处增加小孔，让部分高压空气预先混合，实现 “喷口内 + 喷口外” 二次雾化，有效保证了喷嘴的雾化功能。

  (二)摇摆机构设计

  新型脱硝喷枪将传统往复机构与喷嘴相结合，实现径向摇摆。通过这种设计，可在短距离内实现氨均匀分布，满足不同管径排烟管的脱硝需求。产品能够根据不同的烟气流量和喷枪喷射量，实时调节喷雾扩散角和摆动频率，喷雾锥角可达 15° - 60°。改进后的喷嘴雾化贯穿距较短，雾化锥角较大，雾炬饱满，雾化液滴沿径向分布均匀，显著改善了雾化质量。

  三、新型脱硝喷嘴性能验证

  对新型脱硝喷嘴进行了雾化测试和工程应用验证。

  (一)雾化测试

  利用 DP - 02 喷雾粒度分析仪对产品进行雾滴测量。考虑到 32.5% 尿素水溶液与纯净水在密度和黏度上物性相近(室温下 32.5% 尿素水溶液密度约为 1090kg/m³，黏度为 1.4mPa・S，纯净水密度 1000 - 1000kg/m³，黏度 1mPa・S)，试验采用纯净水作为雾化测试介质。

  从不同流量下的雾化参数曲线来看，随着流量增大，特征粒径逐步增大。在 1000 - 7500mL/h 的喷射量下，特征粒径主要集中在 25 - 30μm，其中 29μm 的粒径数最多，60% 的液滴直径在 30μm 以下，这充分表明该喷嘴雾化效果良好，能满足喷射要求。

  (二)工程应用验证

  该产品已在实际生物质锅炉项目中得到应用。在某锅炉项目烟气脱硝中，在发动机 50% - 100% 负荷范围内进行现场测量，数据显示脱硝率均达到 99% 以上，满足工程设计指标，且已累计运行 2000h 无故障，证明了产品在实际应用中的可靠性和高效性。

  四、新型脱硝喷嘴优势与产业影响

  新型脱硝喷嘴相比传统产品具有显著优势。在性能方面，其喷雾锥角大，能在短距离内实现氨均匀分布，有效提高了脱硝率，比普通喷枪高出将近 5%。在成本方面，售价为 2000 - 3500 元，约为品牌产品的一半，整体性价比高。若将驱动电机升级为伺服电机，还可远程动态调节，根据不同的烟气流量和喷枪喷射量实时调节喷雾扩散角和摆动频率，进一步提升使用的便利性和灵活性。

  从产业角度来看，新型脱硝喷嘴的出现，为生物质锅炉产业发展注入了新动力。它解决了长期以来脱硝过程中的关键难题，有助于推动生物质锅炉在更广泛领域的应用，促进生物质锅炉产业朝着高效、清洁、可持续的方向发展。

  随着 “碳中和” 目标的持续推进，生物质锅炉作为重要的低碳能源设备，其产业发展前景广阔。而新型脱硝喷嘴的研发与应用，为生物质锅炉实现超低排放提供了有力支持。通过优化设计和性能验证，这种新型喷嘴在雾化效果、脱硝率和性价比等方面展现出明显优势，有效解决了现有脱硝喷嘴存在的问题。未来，随着技术的不断升级，如驱动电机升级为伺服电机实现远程动态调节，将进一步提升其性能和应用范围。新型脱硝喷嘴有望在生物质锅炉产业中得到更广泛应用，推动整个产业向绿色、高效方向迈进，助力实现全球 “碳中和” 目标。