專利名稱：一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氨氣與空氣的混合器，特別是一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國(guó)能源消費(fèi)的快速增長(zhǎng)，氮氧化物排放含量迅速上升。氮氧化物作為主要的大氣污染物之一，如何有效的控制其排放，已成為當(dāng)今環(huán)保領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題。其中，選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction,簡(jiǎn)稱SCR)作為一種有效控制氮氧化物排放的重要手段，因其脫硝效率高，工藝成熟等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。SCR技術(shù)是在催化劑的作用下，利用還原劑(液氨等)與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)生成氮?dú)夂退?，從而去除氮氧化物的技術(shù)。
液氨作為SCR技術(shù)中重要的脫硝原料，在注入SCR反應(yīng)器之前，經(jīng)蒸發(fā)器氣化，在混合器中與空氣按一定比例混合后噴入SCR反應(yīng)器。因此，氨氣空氣混合器的混合效果直接制約著煙氣脫硝系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和高效性。目前的氨氣空氣混合器主要為文丘里混合器，專利號(hào)為ZL201120067465. O的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種氨氣、空氣文丘里混合器，它包括文丘里管和與之連接的筒體，在文丘里管進(jìn)口處設(shè)有噴嘴。目前這種氨氣、空氣文丘里混合器被廣泛采用，但是在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，這種混合器混合效果差，壓損較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，氨氣、空氣混合效果好和壓力損失小的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，包括氨氣入射管道、氨氣入射噴嘴、擾流鈍體、筒體、收縮管、混合管和擴(kuò)壓管，筒體依次連接收縮管、混合管和擴(kuò)壓管，筒體內(nèi)設(shè)有氨氣入射管道，氨氣入射噴嘴設(shè)于氨氣入射管道的尾端，氨氣入射噴嘴的正前方設(shè)有擾流鈍體。前述的這種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器中，筒體的端部設(shè)有空氣入口法蘭，氨氣入射管道的端部設(shè)有氨氣入口法蘭，擴(kuò)壓管的尾部設(shè)有混合氣出口法蘭。前述的這種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器中，混合氣出口法蘭與擴(kuò)壓管右側(cè)的距離為Im 2m。前述的這種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器中，擾流鈍體與氨氣入射噴嘴之間的距離為25 35_。前述的這種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器中，擾流鈍體為母線與軸的夾角為30° 60。，母線長(zhǎng)度為60mm 180mm的圓椎體。前述的這種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器中，擾流鈍體為母線與軸的夾角為45° ,母線長(zhǎng)度為120mm的圓椎體。
前述的這種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器中，氨氣入射管道由水平管道和垂直管道組成，水平管道的中軸線與筒體的中軸線重合，垂直管道貫穿于筒體。前述的這種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器中，收縮管和擴(kuò)壓管均為變截面管。前述的這種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器中，筒體的直徑為200mm 300mm,混合管的直徑為IOOmm 300mm,收縮管的長(zhǎng)度為200mm 300mm,擴(kuò)壓管的長(zhǎng)度為500mm 600mm。前述的這種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器中，筒體的直徑為250mm，混合管的直徑為200mm，收縮管的長(zhǎng)度為250mm，擴(kuò)壓管的長(zhǎng)度為550mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明在筒體內(nèi)設(shè)置了擾流鈍體，擴(kuò)大了氨氣與空氣的接 觸面積，使氨氣與空氣混合更加均勻。另外由于經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)對(duì)比，最終得到各部件的最佳尺寸，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)混合器壓損較大的問題。采用現(xiàn)有的文丘里混合器，氨氣從噴嘴后會(huì)形成一股狹長(zhǎng)的氨氣氣流，這股氣流與空氣氣流混合后，由于較大的速度梯度的存在很難被空氣氣流融合，除非氨氣自噴嘴噴出后形成霧狀噴射，但也在無形中增加了噴嘴的復(fù)雜程度和加工難度。相反，如果本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，從圖2和圖4中可以看出，狹長(zhǎng)的氨氣氣流沿著鈍體表面被打散，有效地阻止了氣體聚集，在短距離內(nèi)減弱了氣流強(qiáng)度，強(qiáng)化了兩股氣流的混合。同時(shí)，傳統(tǒng)的文丘里混合器要求混合氣出口法蘭與擴(kuò)壓管右側(cè)要有足夠長(zhǎng)的距離才能達(dá)到混合均勻性的要求，但本發(fā)明只要短距離內(nèi)就可以達(dá)到混合要求。另外從圖3和圖5中可以看出本發(fā)明的氨濃度指標(biāo)符合國(guó)家的相關(guān)規(guī)定。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實(shí)施例2中氨氣與空氣混合后的橫截面圖；圖3是實(shí)施例2中氨氣與空氣混合后橫截面與出口截面氨氣摩爾濃度分布圖；圖4是實(shí)施例3中氨氣與空氣混合后的橫截面圖；圖5是實(shí)施例3中氨氣與空氣混合后橫截面與出口截面氨氣摩爾濃度分布圖。附圖中的標(biāo)記為1_空氣入口法蘭，2-氨氣入口法蘭，3-氨氣入射管道，4-氨氣入射噴嘴，5-擾流鈍體，6-筒體，7-收縮管，8-混合管，9-擴(kuò)壓管，10-混合氣出口法蘭。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但并不作為對(duì)本發(fā)明做任何限制的依據(jù)。本發(fā)明的實(shí)施例I :如圖I所示，一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，包括氨氣入射管道3、氨氣入射噴嘴4、擾流鈍體5、筒體6、收縮管7、混合管8和擴(kuò)壓管9，筒體6依次連接收縮管7、混合管8和擴(kuò)壓管9，筒體6內(nèi)設(shè)有氨氣入射管道3，氨氣入射噴嘴4設(shè)于氨氣入射管道3的尾端，氨氣入射噴嘴4的正前方設(shè)有擾流鈍體5。筒體6的端部設(shè)有空氣入口法蘭1，氨氣入射管道3的端部設(shè)有氨氣入口法蘭2，擴(kuò)壓管9的尾部設(shè)有混合氣出口法蘭10。混合氣出口法蘭10與擴(kuò)壓管右側(cè)的距離為lm，擾流鈍體5與氨氣入射噴嘴4之間的距離為25mm。擾流鈍體5為母線與軸的夾角為30° ,母線長(zhǎng)度為180mm的圓椎體。氨氣入射管道3由水平管道和垂直管道組成，水平管道的中軸線與筒體6的中軸線重合，垂直管道貫穿于筒體6。收縮管7和擴(kuò)壓管9均為變截面管。筒體6的直徑為200mm，混合管8的直徑為100mm，收縮管7的長(zhǎng)度為200mm，擴(kuò)壓管9的長(zhǎng)度為500mm。本發(fā)明的實(shí)施例2 :如圖I所示，一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，包括氨氣入射管道3、氨氣入射噴嘴4、擾流鈍體5、筒體6、收縮管7、混合管8和擴(kuò)壓管9，筒體6依次連接收縮管7、混合管8和擴(kuò)壓管9，筒體6內(nèi)設(shè)有氨氣入射管道3，氨氣入射噴嘴4設(shè)于氨氣入射管道3的尾端，氨氣入射噴嘴4的正前方設(shè)有擾流鈍體5。筒體6的端部設(shè)有空氣入口法蘭1，氨氣入射管道3的端部設(shè)有氨氣入口法蘭2，擴(kuò)壓管9的尾部設(shè)有混合氣出口法蘭10。 混混合氣出口法蘭10與擴(kuò)壓管右側(cè)的距離為I. 5m ;擾流鈍體5與氨氣入射噴嘴4之間的距離為30mm。擾流鈍體5為母線與軸的夾角為45°，母線長(zhǎng)度為70mm的圓椎體。氨氣入射管道3由水平管道和垂直管道組成，水平管道的中軸線與筒體6的中軸線重合，垂直管道貫穿于筒體6。收縮管7和擴(kuò)壓管9均為變截面管。筒體6的直徑為200mm，混合管8的直徑為150mm，收縮管7的長(zhǎng)度為200mm，擴(kuò)壓管9的長(zhǎng)度為550mm。氨氣入口流量為O. 0179kg/s，空氣入口流量為O. 6745kg/s，溫度為常溫。經(jīng)本發(fā)明混合器混合后，出口氨氣摩爾濃度相對(duì)偏差為4. 3%,小于5% ;壓力損失為244Pa,小于300Pa。本實(shí)施例適用于300MW火力發(fā)電機(jī)組脫硝裝置。圖2為本實(shí)施例氨氣與空氣混合后的橫截面圖；圖3本實(shí)施例氨氣與空氣混合后橫截面與出口截面氨氣摩爾濃度分布圖。本發(fā)明的實(shí)施例3 :如圖I所示，一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，包括氨氣入射管道3、氨氣入射噴嘴4、擾流鈍體5、筒體6、收縮管7、混合管8和擴(kuò)壓管9，筒體6依次連接收縮管7、混合管8和擴(kuò)壓管9，筒體6內(nèi)設(shè)有氨氣入射管道3，氨氣入射噴嘴4設(shè)于氨氣入射管道3的尾端，氨氣入射噴嘴4的正前方設(shè)有擾流鈍體5。筒體6的端部設(shè)有空氣入口法蘭1，氨氣入射管道3的端部設(shè)有氨氣入口法蘭2，擴(kuò)壓管9的尾部設(shè)有混合氣出口法蘭10。混合氣出口法蘭10與擴(kuò)壓管右側(cè)的距離為2m ;擾流鈍體5與氨氣入射噴嘴4之間的距離為30mm。擾流鈍體5為母線與軸的夾角為45° ,母線長(zhǎng)度為160mm的圓椎體。氨氣入射管道3由水平管道和垂直管道組成，水平管道的中軸線與筒體6的中軸線重合，垂直管道貫穿于筒體6。收縮管7和擴(kuò)壓管9均為變截面管。筒體6的直徑為350mm，混合管8的直徑為200mm，收縮管7的長(zhǎng)度為300mm，擴(kuò)壓管9的長(zhǎng)度為600mm。氨氣入口流量為0.0419kg/s，空氣入口流量為1.712kg/s，溫度為常溫。經(jīng)本發(fā)明混合后，出口氨氣摩爾濃度相對(duì)偏差為3. 87%，小于5% ;壓力損失為298Pa，小于300Pa。本實(shí)施例適用于600MW火力發(fā)電機(jī)組脫硝裝置。圖4為本實(shí)施例氨氣與空氣混合后的橫截面；圖5本實(shí)施例氨氣與空氣混合后橫截面與出口截面氨氣摩爾濃度分布圖。
本發(fā)明的實(shí)施例4 :如圖I所示，一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，包括氨氣入射管道3、氨氣入射噴嘴4、擾流鈍體5、筒體6、收縮管7、混合管8和擴(kuò)壓管9，筒體6依次連接收縮管7、混合管8和擴(kuò)壓管9，筒體6內(nèi)設(shè)有氨氣入射管道3，氨氣入射噴嘴4設(shè)于氨氣入射管道3的尾端，氨氣入射噴嘴4的正前方設(shè)有擾流鈍體5。筒體6的端部設(shè)有空氣入口法蘭1，氨氣入射管道3的端部設(shè)有氨氣入口法蘭2，擴(kuò)壓管9的尾部設(shè)有混合氣出口法蘭10。
混合氣出口法蘭10與擴(kuò)壓管右側(cè)的距離為I. 5m ;擾流鈍體5與氨氣入射噴嘴4之間的距離為30mm。擾流鈍體5為母線與軸的夾角為45° ,母線長(zhǎng)度為60mm的圓椎體。氨氣入射管道3由水平管道和垂直管道組成，水平管道的中軸線與筒體6的中軸線重合，垂直管道貫穿于筒體6。收縮管7和擴(kuò)壓管9均為變截面管。
筒體6的直徑為250mm，混合管8的直徑為200mm，收縮管7的長(zhǎng)度為250mm，擴(kuò)壓管9的長(zhǎng)度為550mm。本發(fā)明的實(shí)施例5 :如圖I所示，一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，包括氨氣入射管道3、氨氣入射噴嘴4、擾流鈍體5、筒體6、收縮管7、混合管8和擴(kuò)壓管9，筒體6依次連接收縮管7、混合管8和擴(kuò)壓管9，筒體6內(nèi)設(shè)有氨氣入射管道3，氨氣入射噴嘴4設(shè)于氨氣入射管道3的尾端，氨氣入射噴嘴4的正前方設(shè)有擾流鈍體5。筒體6的端部設(shè)有空氣入口法蘭1，氨氣入射管道3的端部設(shè)有氨氣入口法蘭2，擴(kuò)壓管9的尾部設(shè)有混合氣出口法蘭10?；旌蠚獬隹诜ㄌm10與擴(kuò)壓管右側(cè)的距離為2m ;擾流鈍體5與氨氣入射噴嘴4之間的距離為35mm。擾流鈍體5為母線與軸的夾角為60° ,母線長(zhǎng)度為120mm的圓椎體。氨氣入射管道3由水平管道和垂直管道組成，水平管道的中軸線與筒體6的中軸線重合，垂直管道貫穿于筒體6。收縮管7和擴(kuò)壓管9均為變截面管。筒體6的直徑為300mm,混合管8的直徑為300mm,收縮管7的長(zhǎng)度為300mm,擴(kuò)壓管9的長(zhǎng)度為600mm。本發(fā)明的工作原理氨氣和空氣分別經(jīng)由氨氣入射管道3和空氣入口法蘭I流入筒體6中；氨氣通過氨氣入射噴嘴4噴出，形成一股高速氣流，氣流撞擊到擾流鈍體5后沿鈍體表面被打散，進(jìn)而與筒體6中的空氣流混合；兩股氣流經(jīng)由收縮管7收縮、混合管8和擴(kuò)壓管9混合后，最終通過擴(kuò)壓管9的尾部的混合氣出口法蘭10流出。
權(quán)利要求
1.一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，其特征在于包括氨氣入射管道(3)、氨氣入射噴嘴(4)、擾流鈍體(5)、筒體(6)、收縮管(7)、混合管(8)和擴(kuò)壓管(9)，筒體(6)依次連接收縮管(7 )、混合管(8 )和擴(kuò)壓管(9 )，筒體(6 )內(nèi)設(shè)有氨氣入射管道(3 )，氨氣入射噴嘴(4)設(shè)于氨氣入射管道(3)的尾端,氨氣入射噴嘴(4)的正前方設(shè)有擾流鈍體(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，其特征在于筒體(6)的端部設(shè)有空氣入口法蘭(1)，氨氣入射管道(3)的端部設(shè)有氨氣入口法蘭(2)，擴(kuò)壓管(9 )的尾部設(shè)有混合氣出口法蘭(10 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，其特征在于混合氣出口法蘭(10)與擴(kuò)壓管右側(cè)的距離為Im 2m。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，其特征在于擾流鈍體(5)與氨氣入射噴嘴(4)之間的距離為25mm 35mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，其特征在于擾流鈍體(5)為母線與軸的夾角為30° 60° ,母線長(zhǎng)度為60mm 180mm的圓椎體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，其特征在于擾流鈍體(5)為母線與軸的夾角為45° ,母線長(zhǎng)度為120mm的圓椎體。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，其特征在于氨氣入射管道(3)由水平管道和垂直管道組成，水平管道的中軸線與筒體(6)的中軸線重合，垂直管道貫穿于筒體(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，其特征在于收縮管(7)和擴(kuò)壓管(9)均為變截面管。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，其特征在于筒體(6)的直徑為200mm 300mm,混合管(8)的直徑為IOOmm 300mm,收縮管(7)的長(zhǎng)度為200mm 30Ctam,擴(kuò)壓管(9)的長(zhǎng)度為50Ctam 60Ctam。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，其特征在于筒體(6)的直徑為250mm，混合管(8)的直徑為200mm，收縮管(7)的長(zhǎng)度為250mm，擴(kuò)壓管(9)的長(zhǎng)度為550mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于脫硝裝置的氨氣、空氣混合器，包括氨氣入射管道(3)、氨氣入射噴嘴(4)、擾流鈍體(5)、筒體(6)、收縮管(7)、混合管(8)和擴(kuò)壓管(9)，筒體(6)依次連接收縮管(7)、混合管(8)和擴(kuò)壓管(9)，筒體(6)內(nèi)設(shè)有氨氣入射管道(3)，氨氣入射噴嘴(4)設(shè)于氨氣入射管道(3)的尾端，氨氣入射噴嘴(4)的正前方設(shè)有擾流鈍體(5)。本發(fā)明能夠使空氣分布均勻，防止發(fā)生氣體聚集，有效防止發(fā)生水錘現(xiàn)象和膜殼爆裂，具有清洗效果好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01F3/02GK102908920SQ20121044407
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者石旭, 楊彭飛, 汪洋, 胡永鋒, 沈煜暉, 魏文 申請(qǐng)人:中國(guó)華電工程(集團(tuán))有限公司, 華電環(huán)保系統(tǒng)工程有限公司