專(zhuān)利名稱(chēng)：選擇性非催化還原法的噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種煙氣凈化脫硝裝備，特別是一種用于SNCR法脫除煙氣中NOx 的噴射還原劑的噴嘴。
背景技術(shù)：
目前，人們?yōu)榱藘艋療煔庵蠳Ox，實(shí)現(xiàn)脫硝排放所采取的措施主要分有兩種燃燒控
制和燃燒后控制。其中，燃燒后控制消除煙氣中NOx的方法又以選擇性催化還原法(SCR) 和選擇性非催化還原法(SNCR)在工業(yè)生產(chǎn)中得到較為廣泛的應(yīng)用。SCR與SNCR法都 是以NHx為還原劑噴入反應(yīng)爐內(nèi)有"選擇性"的在催化劑或無(wú)催化劑的作用下，與煙氣中 的NOx反應(yīng)，生成無(wú)毒無(wú)污染的氮?dú)?N2)和水(H20)。反應(yīng)公式如下
4NH3 + 4NO + 02= 4N2 + 6H20
8NH3 + 6N02 =7N2+12H20 在SCR法中，催化劑費(fèi)用通常占到SCR系統(tǒng)初始投資的一半左右，且催化劑在使用 過(guò)程中會(huì)因中毒、磨蝕失效等原因而需更換，因而存在著運(yùn)行費(fèi)用高、設(shè)備投資大的缺點(diǎn)。 而SNCR法是將含有NHx基的還原劑(如氨、尿素)噴入反應(yīng)爐中，在溫度為800 1100 'C的區(qū)域，還原劑迅速分解成NH3，與煙氣中的NOx進(jìn)行反應(yīng)生成N2。化學(xué)機(jī)理研究表 明在混合良好的情況下，氨和尿素等氮還原劑和NOx的反應(yīng)在0.3秒內(nèi)基本達(dá)到平衡， 反應(yīng)脫硝率大于90%。因此對(duì)于實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)，SNCR法屬于快反應(yīng)，其反應(yīng)的制約因素 在于混合的好壞和快慢。目前，從工程應(yīng)用SNCR法的情況來(lái)看，多數(shù)采用氣力霧化噴射 裝備，如噴槍和墻式噴嘴；噴槍直接插入反應(yīng)爐內(nèi)，可達(dá)爐膛長(zhǎng)度的一半左右，將氮還原 劑直接送入爐內(nèi)，但需配備水冷、自動(dòng)機(jī)械回撤、轉(zhuǎn)動(dòng)除灰、高溫恒濕、斷水警報(bào)等配套 設(shè)備，使得費(fèi)用上升、且維護(hù)困難。墻式噴嘴雖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作和維護(hù)方便，不容易損壞，但是噴霧液滴難以深入到爐內(nèi)。上述兩種裝備所采用噴嘴的噴出口均為嗽叭狀，從而使得 噴出的還原劑霧滴形狀通常為實(shí)心圓錐形，在向低溫和高溫區(qū)方向穿透時(shí)，霧滴分布不均， 射程短，脫硝效率低；同時(shí)，噴嘴還存在著易堵塞、噴射射流的動(dòng)量不足，噴霧穿透力不 強(qiáng)和混合不均的現(xiàn)象。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種選擇性非 催化還原法的噴嘴，其結(jié)構(gòu)合理，可使還原劑在爐內(nèi)穿透時(shí)溫度區(qū)間窄，穿透性能好，射 程遠(yuǎn)，并能有效地控制還原劑的霧化顆粒的粒度和霧化液滴蒸發(fā)時(shí)間，還原劑與煙氣中的 NOx的混合均勻，提高煙氣脫硝的效率。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是包括主管、副管、卡套、液流管和 噴嘴，卡套及副管通過(guò)螺紋相連形成相對(duì)密閉的空間，主管的前端裝有噴嘴，且置于副管 內(nèi)，噴嘴的前端與卡套相接觸；主管的后端與帶有壓力表的液流管I相通連；副管與帶有 壓力表的液流管II相通連；在噴嘴上設(shè)有沿主管軸向貫通的混合孔，并開(kāi)設(shè)有若干個(gè)連通 混合孔及副管的支孔；在混合孔出液口處的噴嘴及卡套上開(kāi)設(shè)有橄欖形噴出口。
上述噴出口的中心寬度與混合孔的出液口直徑的比例為1: 1 1. 15;混合孔出液口的 直徑與噴出口的長(zhǎng)度的比例為1: 2.5 3.5;噴出口的中心深度與混合孔的出液口直徑的
比例為2 2. 5: 1。
上述支孔和混合孔均為錐形，其進(jìn)液口與出液口的直徑比為1: 1.1 1.2。 本實(shí)用新型所述的噴嘴的噴出口形狀為橄欖形，其工作機(jī)理是液膜破碎法，射流被噴 嘴出口機(jī)械的整形為窄的液膜而射出。液膜受到不穩(wěn)定的表面波作用，在邊緣處剝離出寬 度為表面波半波長(zhǎng)的絲、帶，這些絲帶很快在表面張力的作用下收縮成球形，出現(xiàn)液滴的 破碎。在加入了霧化空氣以后，霧化空氣和液體在噴嘴內(nèi)進(jìn)行兩相擴(kuò)散和動(dòng)量交換。噴出 后氣流不但對(duì)液膜直接沖擊，而且兩相的速度差大，表面剪切、摩擦引起的液膜表面失穩(wěn)更促進(jìn)了液膜的進(jìn)一歩破碎。因此，經(jīng)過(guò)噴嘴的噴出的液滴霧化粒度為50-300 um， 一部 分速度高的直徑大的液滴集中在噴嘴的中心位置，以50m/s的噴射速度抵達(dá)反應(yīng)爐的爐膛 深處；另一部分直徑小的液滴分散在噴嘴周?chē)暂^低的速度在噴入點(diǎn)及爐膛壁面附近就 可以充分地與煙氣混合反應(yīng)。
本實(shí)用新型的有益效果在于其結(jié)構(gòu)合理，可使還原劑在爐內(nèi)穿透時(shí)溫度區(qū)間窄， 穿透性能好，射程遠(yuǎn)，并能有效地控制還原劑的霧化顆粒的粒度和霧化液滴蒸發(fā)時(shí)間， 還原劑與煙氣中的NOx的混合均勻，提高煙氣脫硝的效率。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的A-A剖視圖3為圖2的A向視圖。
圖中l(wèi)為噴嘴、2為卡套、3為副管、4為主管、5為液流管I、 6為液流管n、 7 為壓力表、8為混合孔、9為支孔、IO為噴出口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明
本實(shí)用新型包括主管4、副管3、卡套2、液流管I5、液流管II6和噴嘴1，卡套2及 副管3通過(guò)螺紋相連形成相對(duì)密閉的空間，主管4的前端裝有噴嘴1，且置于副管3內(nèi)， 噴嘴1的前端與卡套2相接觸；主管4的后端與帶有壓力表7的液流管15相通連；副管3 與帶有壓力表7的液流管II6相通連；在噴嘴1上設(shè)有沿主管4軸向貫通的混合孔8，該 混合孔8呈錐形，其進(jìn)液口和出液口的直徑分別為2.8和3.2mm;在噴嘴1上還開(kāi)設(shè)有四 干個(gè)連通混合孔8及副管3的支孔9，該支孔9也呈錐形，其進(jìn)液口和出液口的直徑分別 為2.8和3.2mm。在混合孔8出液口處的噴嘴1和卡套2上開(kāi)設(shè)有橄欖形噴出口 10。所述 的噴出口 10的中心寬度為2.8mm，與混合孔10的出液口直徑的比例為1: 1.15;噴出口10的長(zhǎng)度為9.6mm，與混合孔8的出液口直徑的比例為3: 1;噴出口 10的中心深度為 6. 4mm，與混合孔8的出液口直徑的比例為2: 1;噴出口 10兩側(cè)窄端以半徑為1. 5-1. 6咖 小圓弧過(guò)渡。
工作時(shí)，若干個(gè)本實(shí)用新型均勻地安裝于反應(yīng)爐內(nèi)壁上，液流管15、 116與外設(shè)的供 液和供氣站相連。液體的催化劑和壓縮空氣分別從液流管I5、 116進(jìn)入主管4和副管3內(nèi)， 主管4中液氣壓力為0.3Mpa的壓力進(jìn)入混合孔8中，而副管3中的液氣則以0.25Mpa的 壓力進(jìn)入混合孔內(nèi)，進(jìn)行兩相擴(kuò)散和動(dòng)量交換，并由于橄欖形噴出口 10寬度小于混合孔8 的直徑，不能完全覆蓋混合孔8，而橄欖形噴出口 10的長(zhǎng)度大于混合孔8出液口的直徑， 壓力液氣經(jīng)過(guò)橄欖形噴出口的整流能形成較好的扇形噴霧，加大射流中心流量，增加穿透 動(dòng)量，增加中心噴霧液滴的粒度，形成了橢圓球狀的噴射流進(jìn)入爐膛。此外，混合孔8及 支孔9的錐形設(shè)計(jì)，消除了阻塞現(xiàn)象，并可允許最大的液體流通過(guò)。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得本實(shí)用新型噴嘴，在0.3Mpa的壓力下，最遠(yuǎn)噴射距離在6m以上， 霧化粒度當(dāng)液流量達(dá)到200kg/h時(shí)為100um左右。并且，噴霧中心液滴霧化粒度大、 兩側(cè)液滴粒度小，具有大顆粒液滴的穿透距離大、蒸發(fā)慢和小顆粒液滴混合均勻、蒸發(fā) 快的特點(diǎn)，達(dá)到了近壁面和爐膛中心區(qū)域都能做到較好的氮還原劑分布效果，形成理想 的SNCR催化劑噴嘴霧化效果形式。
權(quán)利要求1、選擇性非催化還原法的噴嘴，包括主管、副管、卡套、液流管和噴嘴，卡套及副管通過(guò)螺紋相連形成相對(duì)密閉的空間，主管的前端裝有噴嘴，且置于副管內(nèi)，噴嘴的前端與卡套相接觸；主管的后端與帶有壓力表的液流管I相通連；副管與帶有壓力表的液流管II相通連；在噴嘴上設(shè)有沿主管軸向貫通的混合孔，并開(kāi)設(shè)有若干個(gè)連通混合孔及副管的支孔；其特征在于在混合孔出液口處的噴嘴及卡套上開(kāi)設(shè)有橄欖形噴出口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇性非催化還原法的噴嘴，其特征在于上述噴出口的中 心寬度與混合孔的出液口直徑的比例為1: 1 1.15;混合孔出液口的直徑與噴出口的長(zhǎng)度 的比例為l: 2.5 3.5;噴出口的中心深度與混合孔的出液口直徑的比例為2 2.5: 1。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇性非催化還原法的噴嘴，其特征在于上述支孔和混 合孔均為錐形，其進(jìn)液口與出液口的直徑比為1: 1.1 1.2。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種選擇性非催化還原法的噴嘴。其包括主管、副管、卡套、液流管和噴嘴，卡套及副管通過(guò)螺紋相連形成相對(duì)密閉的空間，主管的前端裝有噴嘴，且置于副管內(nèi)，噴嘴的前端與卡套相接觸；主管的后端與帶有壓力表的液流管I相通連；副管與帶有壓力表的液流管II相通連；在噴嘴上設(shè)有沿主管軸向貫通的混合孔，并開(kāi)設(shè)有若干個(gè)連通混合孔及副管的支孔；在混合孔出液口處的噴嘴及卡套上開(kāi)設(shè)有橄欖形噴出口。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，可使還原劑在爐內(nèi)穿透時(shí)，溫度區(qū)間窄，穿透性能好，射程遠(yuǎn)，并能有效地控制還原劑的霧化顆粒的粒度和霧化液滴蒸發(fā)時(shí)間，還原劑與煙氣中的NOx的混合均勻，提高煙氣脫硝的效率。
文檔編號(hào)B01D53/79GK201283268SQ20082016179
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者何美華, 俞進(jìn)旺, 宋正華, 楊正平, 袁海燕, 陳開(kāi)明 申請(qǐng)人:江蘇中科節(jié)能環(huán)保技術(shù)有限公司