一種裝有氨噴射擾流混合一體化裝置的脫硝系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種裝有氨噴射擾流混合一體化裝置的脫硝系統(tǒng)，屬于煙氣脫硝【技術(shù)領(lǐng)域】。該系統(tǒng)包括氨噴射擾流混合一體化裝置、催化劑層、整流裝置、煙道、脫硝反應(yīng)器和導(dǎo)流板。氨噴射擾流混合一體化裝置包括噴射管網(wǎng)和擾流混合裝置；其中，噴射管網(wǎng)由主管、支管、噴嘴和防磨角組成，噴射管網(wǎng)的主管分別置于煙道壁外兩側(cè)，每兩組所述噴射管網(wǎng)的支管互相平行、交替、成梳狀插入煙道內(nèi)；擾流混合裝置包括傘形帽和固定件。該氨噴射擾流混合一體化裝置增加了噴氨混合效果，對煙道內(nèi)的流場進(jìn)行了優(yōu)化，保證煙道內(nèi)流場的穩(wěn)定均勻，同時可以避免噴嘴堵塞。安裝了該裝置的SCR脫硝系統(tǒng)，混合效果好，運(yùn)行穩(wěn)定，脫硝效率高，系統(tǒng)阻力小，投資低。
【專利說明】一種裝有氨噴射擾流混合一體化裝置的脫硝系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煙氣脫硝【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種裝有氨噴射擾流混合一體化裝置的脫硝系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外的煙氣脫硝技術(shù)主要為SCR(Selective Catalytic Reduct1n,即選擇性催化還原技術(shù))和SNCR(selective non-catalytic reduct1n,選擇性非催化還原)，尤其是SCR脫硝技術(shù)，脫硝效率高，應(yīng)用更為廣泛。隨著新的環(huán)保法規(guī)的出臺，對煙氣中NOx的排放要求也更加嚴(yán)格，這就需要采取更為高效的脫硝工藝，目前，為了增加脫硝效果，大多技術(shù)都是通過增加或改進(jìn)靜態(tài)混合器，來促使氨在煙氣內(nèi)的均勻化分布，從而增加煙氣中NOx的脫除效率。氨被噴入煙道后開始擴(kuò)散，與煙氣中的NOx發(fā)生混合。根據(jù)煙道的尺寸和煙氣的參數(shù)可以確定，煙道內(nèi)流體的雷諾數(shù)遠(yuǎn)大于4000，所以氨發(fā)生渦流擴(kuò)散，在工程應(yīng)用中，由于混合距離和噴氨點(diǎn)數(shù)量受到限制，僅依靠氨擴(kuò)散一般都不能滿足ΝΗ3/Ν0χ的混合效果，需要采用一定的策略來提高混合強(qiáng)度，如噴氨格柵和靜態(tài)混合器、動態(tài)混合器。
[0003]目前工程上噴氨格柵裝置普遍采用噴氨格柵(AIG)，它是由排列在一起的管道以及其上的小孔組成，噴氨格柵采用多點(diǎn)噴射分區(qū)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)煙氣中NOx濃度分布。常規(guī)噴氨格柵分區(qū)設(shè)置，煙道斷面分區(qū)噴射造成噴射不均勻，往往只采用單一的一段直管，噴孔直徑小，噴氨速度波動較大，對煙氣的擾動效果較差，因此，在噴氨格柵后端設(shè)置混合器，靜態(tài)混合器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且系統(tǒng)壓降較大，不容易得到理想的效果。另外機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時煙氣流速通常較低，使得噴孔容易發(fā)生積灰堵塞現(xiàn)象。
[0004]SCR法煙氣脫硝的靜態(tài)混合器通常是X形靜態(tài)混合器。所述SCR脫硝系統(tǒng)X形靜態(tài)混合器由單個混合器板排列組成，單個混合器板為X形板，四角為圓形或正多邊形，上下邊和側(cè)邊為橢圓弧或任意曲線，板面上開兩個通孔；采用3-20個混合器板排列成為一組，組成靜態(tài)混合器；該靜態(tài)混合器傾斜布置在煙道中心，固定在噴氨格柵的上方。靜態(tài)混合器需要足夠的混合距離，二期系統(tǒng)壓降較大，不容易得到理想的效果。
[0005]針對目前存在的問題，開發(fā)出更加適宜的氨噴射擾流混合一體化裝置，在增加煙氣脫硝效率的同時降低投資和運(yùn)行成本具有重要意義。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型提供一種裝有氨噴射擾流混合一體化裝置的脫硝系統(tǒng)，以此來解決SCR脫硝技術(shù)中存在的噴氨效果不理想的問題。
[0007]該脫硝系統(tǒng)包括氨噴射擾流混合一體化裝置、催化劑層、整流裝置、煙道、脫硝反應(yīng)器和導(dǎo)流板；其中，脫硝反應(yīng)器前設(shè)置豎直的煙道，氨噴射擾流混合一體化裝置安裝在煙道內(nèi)部，導(dǎo)流板位于煙道的轉(zhuǎn)彎處，保證氨和煙氣的充分混合，并促使煙道內(nèi)流場的均勻，整流裝置位于脫硝反應(yīng)器內(nèi)催化劑層的上部，對即將參與反應(yīng)的煙氣介質(zhì)再次進(jìn)行均勻混合，保證進(jìn)入催化劑層的煙氣介質(zhì)以及粉塵均布化分布，防止催化劑由于粉塵局部積累造成堵塞失效。
[0008]所述的氨噴射擾流混合一體化裝置包括噴射管網(wǎng)和擾流混合裝置；其中，噴射管網(wǎng)由主管、支管、噴嘴和防磨角組成，噴射管網(wǎng)的主管分別置于煙道壁外兩側(cè)，每兩組所述噴射管網(wǎng)的支管互相平行、交替、成梳狀插入煙道內(nèi)；擾流混合裝置包括傘形帽和固定件。
[0009]其中，噴射管網(wǎng)由金屬管束組成，噴射管網(wǎng)有多組；每一組噴射管網(wǎng)在煙道外側(cè)與煙氣垂直的水平面上平行設(shè)置一組主管，每一組主管上設(shè)置一組與其垂直交接且處于同一水平面的支管，每一支管上間隔設(shè)置一組與煙氣方向一致的噴嘴，噴嘴上方設(shè)置擾流混合裝置，噴嘴通過擾流混合裝置中的固定件與傘形帽相連接，每一支管下部設(shè)置防磨角。
[0010]噴射管網(wǎng)中每兩組噴射管網(wǎng)的噴嘴高度差A(yù)h為50-100mm;相鄰主管間距Cl1為200mm-300mm,相鄰支管間距d2為100mm-300mm,每一支管相鄰噴嘴沿軸向的間距d3為200mm-400mm。
[0011]噴嘴開口方向與煙氣流動方向一致，噴嘴外徑A為30-50mm,內(nèi)徑為噴嘴分高低兩種交替布置，低噴嘴高度h為50mm-200mm，高噴嘴高度h2為100-300mm。
[0012]擾流混合裝置中傘形冒直徑r2為50-100mm,傘形帽高度h3為50mm-80mm,傘形帽夾角為90-120度；固定件為圓鋼,直徑為6-15mm,固定件沿傘形帽的圓周方向均布3件。
[0013]氨噴射擾流混合一體化裝置采用耐高溫、耐腐蝕、耐磨損材料焊接而成。
[0014]該脫硝系統(tǒng)在應(yīng)用中,對通過噴氨的煙氣速度限定為15m/s-25m/s,噴嘴噴出氣體的流速為25m/s-60m/s。
[0015]原煙氣進(jìn)入該脫硝系統(tǒng)后，通過氨噴射擾流混合一體化裝置后達(dá)到氨和煙氣的充分混合，并促使煙道流場的穩(wěn)定性，煙氣在上走的過程再次經(jīng)過整流裝置的湍流混合后進(jìn)入脫硝催化劑層，經(jīng)過充分混合的噴氨煙氣在催化劑的作用下進(jìn)行充分反應(yīng)，脫除煙氣中的氮氧化物。
[0016]該氨噴射擾流混合一體化裝置通過支撐結(jié)構(gòu)均布在煙道內(nèi)，以求煙道內(nèi)壁和氨噴射擾流混合一體化裝置外殼的緊密連接，保證煙氣的均勻流動，增加氣氣傳質(zhì)效果，保證高效的脫硝效果，并且該氨噴射擾流混合一體化裝置還可以優(yōu)化煙道內(nèi)部的流場，減少煙道內(nèi)部局部積灰嚴(yán)重的情況發(fā)生。
[0017]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0018]上述方案中，采用了氨噴射均勻分布和混合一體化方式，氨噴射管網(wǎng)呈相互對叉梳狀布置，其噴嘴呈空間交錯的兩層噴射區(qū)，大大提高了覆蓋率和均勻程度。氨噴射管網(wǎng)每個噴嘴上方布置的擾流混合裝置，使氨噴射的同時經(jīng)多次擾流折線流動，與煙氣進(jìn)一步混合，實(shí)現(xiàn)高效混合，且不需要單獨(dú)設(shè)置靜態(tài)混合器，降低了系統(tǒng)阻力，在擾流混合裝置的作用下，提高氨與煙氣混合效果，由于擾流混合裝置位于噴嘴上方，噴嘴不容易積灰，有效解決了噴嘴堵塞的問題。
[0019]該氨噴射擾流混合一體化裝置不僅增加了噴氨混合效果，同時，該混合裝置可以對煙道內(nèi)的流場進(jìn)行優(yōu)化，保證煙道內(nèi)流場的穩(wěn)定均勻，同時可以避免噴嘴堵塞。安裝了該裝置的SCR脫硝系統(tǒng)，混合效果好，運(yùn)行穩(wěn)定，脫硝效率高，系統(tǒng)阻力小，投資低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的一種裝有氨噴射擾流混合一體化裝置的脫硝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型的一種裝有氨噴射擾流混合一體化裝置的脫硝系統(tǒng)中的氨噴射擾流混合一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型的擾流混合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023][主要元件符號說明]
[0024]1-氨噴射混合一體化裝置；2_催化劑層；3_整流裝置；4_煙道；5_脫硝反應(yīng)器；6-導(dǎo)流板；11-噴射管網(wǎng)；12_主管；13_支管；14_噴嘴；15-傘形帽；16-固定件；17_防磨角

【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0026]本實(shí)用新型針對現(xiàn)有的煙氣脫硝系統(tǒng)內(nèi)效果不理解，易發(fā)生積灰堵塞等問題，提供一種裝有氨噴射擾流混合一體化裝置的脫硝系統(tǒng)。
[0027]如圖1所示，為該脫硝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包括氨噴射擾流混合一體化裝置1、催化劑層2、整流裝置3、煙道4、脫硝反應(yīng)器5和導(dǎo)流板6 ;其中，脫硝反應(yīng)器5前設(shè)置豎直的煙道4，氨噴射擾流混合一體化裝置I安裝在煙道4內(nèi)部，導(dǎo)流板6位于煙道4的轉(zhuǎn)彎處，整流裝置3位于脫硝反應(yīng)器5內(nèi)催化劑層2的上部。
[0028]如圖2所示，為該脫硝系統(tǒng)中的氨噴射擾流混合一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置采用耐高溫、耐腐蝕、耐磨損材料焊接而成，氨噴射擾流混合一體化裝置I包括噴射管網(wǎng)11和擾流混合裝置；其中，噴射管網(wǎng)11由主管12、支管13、噴嘴14和防磨角17組成，噴射管網(wǎng)11的主管12分別置于煙道4壁外兩側(cè)，每兩組所述噴射管網(wǎng)11的支管13互相平行、交替、成梳狀插入煙道4內(nèi)；擾流混合裝置包括傘形帽15和固定件16。
[0029]噴射管網(wǎng)11由金屬管束組成，噴射管網(wǎng)11設(shè)置多組；每一組噴射管網(wǎng)11在煙道4外側(cè)與煙氣垂直的水平面上平行設(shè)置一組主管12，每一組主管12上設(shè)置一組與其垂直交接且處于同一水平面的支管13，每一支管13上間隔設(shè)置一組與煙氣方向一致的噴嘴14，噴嘴14上方設(shè)置擾流混合裝置，噴嘴通過擾流混合裝置中的固定件16與傘形帽15相連接，每一支管13下部設(shè)置防磨角17。
[0030]實(shí)施例1
[0031]按照如上所述設(shè)置該脫硝系統(tǒng)，其中噴射管網(wǎng)11設(shè)置8組，噴射管網(wǎng)11中每兩組噴射管網(wǎng)11的噴嘴14高度差A(yù)h為80mm ;相鄰主管12間距(I1為300mm，相鄰支管13間距d2為200mm，每一支管13相鄰噴嘴14沿軸向的間距d3為200mm ;噴嘴14開口方向與煙氣流動方向一致，噴嘴14外徑Γι為30mm，內(nèi)徑為8mm，噴嘴14分高低兩種交替布置，低噴嘴14高度Ii1為80mm，高噴嘴14高度h2為200臟。
[0032]按照如圖3所示的擾流混合裝置結(jié)構(gòu)示意圖設(shè)計(jì)，擾流混合裝置中傘形冒15直徑!■2為60_，傘形帽15高度113為70_，傘形帽15夾角為120度；固定件16為圓鋼，直徑為1mm,固定件16沿傘形帽15的圓周方向均布3件。
[0033]原煙氣以20m/s的速度進(jìn)入該脫硝系統(tǒng)后，通過氨噴射擾流混合一體化裝置I后達(dá)到氨和煙氣的充分混合，并促使煙道4流場的穩(wěn)定性，煙氣在上走的過程再次經(jīng)過整流裝置3的湍流混合后進(jìn)入脫硝催化劑層2，經(jīng)過充分混合的噴氨煙氣在催化劑的作用下進(jìn)行充分反應(yīng)，脫除煙氣中的氮氧化物。
[0034]實(shí)施例2
[0035]按照如上所述設(shè)置該脫硝系統(tǒng)，其中噴射管網(wǎng)11設(shè)置12組，噴射管網(wǎng)11中每兩組噴射管網(wǎng)11的噴嘴14高度差A(yù)h為50mm ;相鄰主管12間距(I1為280mm，相鄰支管13間距d2為100mm，每一支管13相鄰噴嘴14沿軸向的間距d3為300mm ;噴嘴14開口方向與煙氣流動方向一致，噴嘴14外徑Γι為40mm，內(nèi)徑為10mm，噴嘴14分高低兩種交替布置，低噴嘴14高度Ii1為50mm，高噴嘴14高度h2為100mm。
[0036]按照如圖3所示的擾流混合裝置結(jié)構(gòu)示意圖設(shè)計(jì)，擾流混合裝置中傘形冒15直徑!■2為50mm，傘形帽15高度匕為50mm，傘形帽15夾角為100度；固定件16為圓鋼，直徑為15mm,固定件16沿傘形帽15的圓周方向均布3件。
[0037]原煙氣以15m/s的速度進(jìn)入該脫硝系統(tǒng)后，通過氨噴射擾流混合一體化裝置I后達(dá)到氨和煙氣的充分混合，并促使煙道4流場的穩(wěn)定性，煙氣在上走的過程再次經(jīng)過整流裝置3的湍流混合后進(jìn)入脫硝催化劑層2，經(jīng)過充分混合的噴氨煙氣在催化劑的作用下進(jìn)行充分反應(yīng)，脫除煙氣中的氮氧化物。
[0038]實(shí)施例3
[0039]按照如上所述設(shè)置該脫硝系統(tǒng)，其中噴射管網(wǎng)11設(shè)置10組，噴射管網(wǎng)11中每兩組噴射管網(wǎng)11的噴嘴14高度差A(yù)h為10mm ;相鄰主管12間距(I1為200mm，相鄰支管13間距d2為300mm，每一支管13相鄰噴嘴14沿軸向的間距d3為400mm ;噴嘴14開口方向與煙氣流動方向一致，噴嘴14外徑Γι為50mm，內(nèi)徑為15mm，噴嘴14分高低兩種交替布置，低噴嘴14高度Ii1為200mm,高噴嘴14高度h2為300mm。
[0040]按照如圖3所示的擾流混合裝置結(jié)構(gòu)示意圖設(shè)計(jì)，擾流混合裝置中傘形冒15直徑!■2為100mm，傘形帽15高度匕為80mm，傘形帽15夾角為90度；固定件16為圓鋼，直徑為6mm,固定件16沿傘形帽15的圓周方向均布3件。
[0041]原煙氣以20m/s的速度進(jìn)入該脫硝系統(tǒng)后，通過氨噴射擾流混合一體化裝置I后達(dá)到氨和煙氣的充分混合，并促使煙道4流場的穩(wěn)定性，煙氣在上走的過程再次經(jīng)過整流裝置3的湍流混合后進(jìn)入脫硝催化劑層2，經(jīng)過充分混合的噴氨煙氣在催化劑的作用下進(jìn)行充分反應(yīng)，脫除煙氣中的氮氧化物。
[0042]以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種裝有氨噴射擾流混合一體化裝置的脫硝系統(tǒng)，其特征在于:包括氨噴射擾流混合一體化裝置(I)、催化劑層(2)、整流裝置(3)、煙道(4)、脫硝反應(yīng)器(5)和導(dǎo)流板(6)；其中，脫硝反應(yīng)器(5)前設(shè)置豎直的煙道(4)，氨噴射擾流混合一體化裝置(I)安裝在煙道(4)內(nèi)部，導(dǎo)流板(6)位于煙道⑷的轉(zhuǎn)彎處，整流裝置(3)位于脫硝反應(yīng)器(5)內(nèi)催化劑層(2)的上部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝有氨噴射擾流混合一體化裝置的脫硝系統(tǒng)，其特征在于:所述的氨噴射擾流混合一體化裝置(I)包括噴射管網(wǎng)(11)和擾流混合裝置；其中，噴射管網(wǎng)(11)由主管(12)、支管(13)、噴嘴(14)和防磨角(17)組成，噴射管網(wǎng)(11)的主管(12)分別置于煙道(4)壁外兩側(cè)，每兩組所述噴射管網(wǎng)(11)的支管(13)互相平行、交替、成梳狀插入煙道(4)內(nèi)；擾流混合裝置包括傘形帽(15)和固定件(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種裝有氨噴射擾流混合一體化裝置的脫硝系統(tǒng)，其特征在于:所述的噴射管網(wǎng)(11)由金屬管束組成，噴射管網(wǎng)(11)有多組；每一組噴射管網(wǎng)(11)在煙道(4)外側(cè)與煙氣垂直的水平面上平行設(shè)置一組主管(12)，每一組主管(12)上設(shè)置一組與其垂直交接且處于同一水平面的支管(13)，每一支管(13)上間隔設(shè)置一組與煙氣方向一致的噴嘴(14)，噴嘴(14)上方設(shè)置擾流混合裝置，噴嘴通過擾流混合裝置中的固定件(16)與傘形帽(15)相連接，每一支管(13)下部設(shè)置防磨角(17)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種裝有氨噴射擾流混合一體化裝置的脫硝系統(tǒng)，其特征在于:所述的噴射管網(wǎng)(11)中每兩組噴射管網(wǎng)(11)的噴嘴(14)高度差A(yù)h為50_100mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種裝有氨噴射擾流混合一體化裝置的脫硝系統(tǒng)，其特征在于:所述的噴射管網(wǎng)(11)中相鄰主管(12)間距diSZOOmnHBOOmm，相鄰支管(13)間距d2為100mm-300mm,每一支管(13)相鄰噴嘴(14)沿軸向的間距d3為200mm-400mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種裝有氨噴射擾流混合一體化裝置的脫硝系統(tǒng)，其特征在于:所述噴射管網(wǎng)(11)中的噴嘴(14)開口方向與煙氣流動方向一致，噴嘴(14)外徑F1為30-50mm，內(nèi)徑為8_15mm，噴嘴(14)分高低兩種交替布置，低噴嘴(14)高度Ii1為50mm-200mm,高噴嘴(14)高度 h2 為 100-300mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種裝有氨噴射擾流混合一體化裝置的脫硝系統(tǒng)，其特征在于:所述擾流混合裝置中傘形冒(15)直徑r2S 50-100mm，傘形帽(15)高度h3為50mm-80mm,傘形帽(15)夾角為90-120度；固定件(16)為圓鋼，直徑為固定件(16)沿傘形帽(15)的圓周方向均布3件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝有氨噴射擾流混合一體化裝置的脫硝系統(tǒng)，其特征在于:所述的氨噴射擾流混合一體化裝置(I)采用耐高溫、耐腐蝕、耐磨損材料焊接而成。
【文檔編號】B01D53/90GK204073851SQ201420520881
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】張開元, 劉英華, 祁聰 申請人:北京國電清新環(huán)保技術(shù)股份有限公司