專利名稱：長噴槍式氣泡霧化噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于煙氣脫硝中噴射還原劑的噴嘴，特別涉及長噴槍式氣泡
霧化噴嘴。
背景技術(shù)：
目前，人們?yōu)榱藘艋療煔庵蠳Ox，實現(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N0x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。雖然SCR法脫硝效率 高，技術(shù)較成熟，但是在SCR法中，催化劑費用通常占到SCR系統(tǒng)初始投資的一半左右，且催 化劑在使用過程中會因中毒、磨蝕失效等原因而需更換，因而存在著運行費用高、設(shè)備投資 大的缺點。而SNCR法不用催化劑，設(shè)備和運行費用少；但是它的反應(yīng)溫度窗口較窄，脫硝效 率較SCR法低。運用SNCR法脫硝就意味著要走出一條提高效率的路。若是運用于垃圾焚 燒煙氣脫硝，由于機械式爐排爐焚燒垃圾的燃燒溫度范圍與SNCR法的溫度窗口吻合，所以 這又加大了使用SNCR法的籌碼。 SNCR法脫硝是將含有NHx基的還原劑(如氨、尿素)噴入反應(yīng)爐中，在溫度為 800 110(TC的區(qū)域，還原劑迅速分解成NH3，與煙氣中的N0x進行反應(yīng)生成^。對于實際 應(yīng)用來說，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。而決定混合質(zhì) 量的正是還原劑噴嘴。 目前，從工程應(yīng)用SNCR法的情況來看，多數(shù)采用氣力霧化噴射裝備，如噴槍和墻 式噴嘴。長噴槍插入煙道，可以沿整個噴槍噴射還原劑，主要的優(yōu)點實現(xiàn)爐內(nèi)多點噴射，單 個霧炬只覆蓋一個小范圍，減少對壁面，受熱面的影響，缺點是長噴槍長期插入高溫的鍋 爐內(nèi)，會造成材料變形，噴槍彎曲而不能取出，其他腐蝕磨損情況也嚴(yán)重。墻式噴嘴方式，布 置在爐膛的壁面上，不伸入爐膛內(nèi)部，它的優(yōu)點是操作和維護方便，不容易損壞，缺點是噴 霧液滴難以深入到爐膛內(nèi)。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種長噴槍式氣泡霧化噴嘴，適 用于SNCR法，以實現(xiàn)高效率、高效節(jié)能地脫硝。本實用新型采用長噴槍式噴嘴，對嗩嘴的噴 射距離要求較低，同時結(jié)合氣泡霧化技術(shù)，霧化質(zhì)量很高，索特爾霧化粒徑約40 ii m左右， 氣耗率低，注氣壓力較低，生產(chǎn)成本低，易于推廣和安裝。 本實用新型目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn) 長噴槍式氣泡霧化噴嘴，包括氣泡發(fā)生器2、長噴槍外管1和和遠(yuǎn)端定位板5，由氣 泡發(fā)生器2和長噴槍外管1內(nèi)外兩層殼體形成氣液分開的雙流道，氣泡發(fā)生器2和長嗩槍 外管1之間由遠(yuǎn)端定位板5支撐，遠(yuǎn)端定位板上設(shè)有注液孔6，氣泡發(fā)生器上分布有注氣孔 4，長噴槍外管1上布置有噴孔3。所述的長噴槍外管1長2m 3m，內(nèi)徑為26mm 32mm ;氣泡發(fā)生器2長1. 9m 2. 9m，內(nèi)徑為8mm 10mm。 氣泡發(fā)生器2上的注氣孔為弧形漸縮孔，橫截面的直徑由內(nèi)向外，逐漸縮小，最大 直徑和最小直徑比為2. 5 3 : l，最小直徑為1.0mm 2. 5mm。 所述的雙流道是內(nèi)流道和外流道，內(nèi)流道為氣泡發(fā)生器2中的高壓霧化介質(zhì)的通 道，外部流道為還原劑溶液的通道，所述高壓為0. 2 0. 3MPa。 由氣泡發(fā)生器2和長噴槍外管1形成內(nèi)外雙流道，氣泡發(fā)生器2內(nèi)部是高壓氣流 道，氣泡發(fā)生器2和長噴槍外管1之間是還原劑溶液流道，即外流道。氣泡發(fā)生器上對稱均 勻分布有注氣孔4，氣泡發(fā)生器2與長噴槍外管1之間由遠(yuǎn)端定位板5固定，環(huán)形的遠(yuǎn)端定 位板5上對稱地布置了六個注液孔6，直徑為3mm 6mm，以供還原劑溶液的流通。長噴槍 外管1的橫截面上呈圓形均勻布置有噴孔3，噴口為圓形，直徑為2. Omm 3mm。也可以根 據(jù)負(fù)荷要求，橫截面上的噴孔3采用下半圓布置多，上半圓布置少，長噴槍外管1的弧形頂 端均勻布置有四個噴孔3，噴孔3的中心軸線與整個噴嘴中軸線呈45° ，氣泡發(fā)生器2的弧 形頂端也均勻布置有四個注氣孔4，注氣孔4的中心軸線與整個噴嘴中軸線呈45。。 長噴槍外圍壁面(非噴口位置)敷設(shè)一層耐熱耐沖蝕的材料。噴嘴采用碳素鋼、 滲鋁鋼、含鉬不銹鋼等耐氨水腐蝕的材料。 本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有的優(yōu)點及有益效果 1 、結(jié)構(gòu)簡單，制造難度低，生產(chǎn)成本低，易于推廣和安裝。 2、氣泡發(fā)生器表面注氣孔采用弧形漸縮孔，橫截面的直徑由內(nèi)向外，逐漸縮小，結(jié) 構(gòu)類似于"汽化核心"，這樣易于在液體中形成穩(wěn)定的氣泡。再者由于液體的表面張力，液體 不容易倒流進氣管。 3、大流量的還原劑液體流充斥著外流道，起到冷卻管道的作用，再加上外圍壁面 (非噴口位置)敷設(shè)的耐熱耐沖蝕的材料，可以大大地降低了長噴槍受熱彎曲的可能性。 4、側(cè)面為圓柱面的噴槍，噴槍外圍布置有噴口，呈圓形均勻分布，(也可以根據(jù)負(fù) 荷要求下半圓柱面布置多，上半圓柱面布置少)，形成了一個以長噴槍為中心，直徑2 6m 的大圓柱形霧炬，覆蓋范圍很廣。將它置于SNCR溫度窗口中心(97(TC)，霧矩將上下覆蓋 整個反應(yīng)區(qū)域。 5、由于采用氣泡霧化技術(shù)，所以顆粒很細(xì)，脫硝反應(yīng)將很快完成。標(biāo)準(zhǔn)工況下氣耗 率是5 % 10 % ，索特爾粒徑值在20 60 ii m，平均40 y m。 6、長噴槍帶來的低穿透距離和氣泡霧化的低壓力需求，使得長噴槍式氣泡霧化噴 嘴能耗很低，注氣壓和注液壓都為0. 2 0. 3MPa。

圖1是長噴槍式氣泡霧化噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中1、長噴槍外管，2、氣泡發(fā)生器，3、噴孔，4、注氣孔，5、遠(yuǎn)端定位板，6、注液 孔； 圖2是圖1的A-A截面圖； 圖3是圖1的B-B截面圖； 圖4是圖1的左視圖，也是噴孔3的長噴槍外管弧形頂端分布方式圖； 圖5是遠(yuǎn)端定位板5的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述 長噴槍式氣泡霧化噴嘴結(jié)構(gòu)如圖1所示。由氣泡發(fā)生器2和長噴槍外管1內(nèi)外兩 層殼體形成內(nèi)外雙流道，氣泡發(fā)生器2內(nèi)部是高壓氣流道，即內(nèi)流道，氣泡發(fā)生器2和長噴 槍外管1之間是還原劑溶液流道，即外流道。 長噴槍長2.5m，內(nèi)徑30mm;氣泡發(fā)生器長2.4m，內(nèi)徑8mm。長噴槍式氣泡霧化噴 嘴，包括氣泡發(fā)生器2、長噴槍外管1和和遠(yuǎn)端定位板5，由氣泡發(fā)生器2和長噴槍外管1內(nèi) 外兩層殼體形成氣液分開的雙流道，氣泡發(fā)生器2和長噴槍外管1之間焊接有遠(yuǎn)端定位板 5，如圖5所示，遠(yuǎn)端定位板5起支撐作用，遠(yuǎn)端定位板為的環(huán)狀板，遠(yuǎn)端定位板5上設(shè)有6 個注液孔6，直徑為4. 5mm，以供還原劑溶液的流通。氣泡發(fā)生器2的圓柱面上布置有注氣 孔4，注氣孔4在氣泡發(fā)生器2的橫截面的分布圖如圖2所示，四個注氣孔4呈圓形均勻分 布。注氣孔4為弧形漸縮孔，橫截面的直徑由內(nèi)向外，逐漸縮小，最大直徑和最小直徑比為 2.7 : l，最小直徑為1.5mm。長噴槍外管1的圓柱面布置有噴孔3，噴孔3在橫截面的分布 如圖3所示，六個噴孔3呈圓形均勻分布；噴口為圓形，直徑為3mm。長噴槍外管1的弧形 頂端均勻布置有四個噴孔3，噴孔3的中心軸線與整個噴嘴中軸線呈45° ，分布方式如圖4 所示；氣泡發(fā)生器2的弧形頂端也采用這種布置方式，布置有四個注氣孔4，注氣孔4的中 心軸線與整個噴嘴中軸線呈45。。 長噴槍外圍壁面(非噴口位置)敷設(shè)一層耐熱耐沖蝕的材料。長噴槍式氣泡霧化 噴嘴采用碳素鋼、滲鋁鋼、含鉬不銹鋼等耐氨水腐蝕的材料。 本實用新型噴嘴采用的注氣壓和注液壓都為0. 2MPa，高壓氣體從長噴槍外管1的 進氣口進入內(nèi)流道，由遍布?xì)馀莅l(fā)生器的錐形注氣孔4進入外流道的液流中，并形成泡狀 流。泡狀流經(jīng)長噴槍外管上的噴孔3噴出，形成一個以長噴槍為中心，圓柱形的大霧炬，上 下覆蓋整個反應(yīng)區(qū)。霧化質(zhì)量高，索特爾霧化粒徑約40 ii m， 本實用新型提供的長噴槍式氣泡霧化噴嘴，將長噴槍噴嘴和氣泡霧化技術(shù)有機結(jié) 合。長噴槍噴嘴的對噴射距離要求低、多點噴射的優(yōu)點，彌補了氣泡霧化動力不足，噴射距 離不夠遠(yuǎn)的缺點；外流道的大流量還原劑溶液的冷卻作用和外表面敷設(shè)的耐熱耐沖蝕材料 改善了長噴槍噴嘴受熱易彎曲的缺點；氣泡霧化技術(shù)的低壓力、低氣耗率節(jié)約了能量，細(xì)顆 粒大大地提高了脫硝效率。
權(quán)利要求長噴槍式氣泡霧化噴嘴，其特征在于包括氣泡發(fā)生器(2)、長噴槍外管(1)和和遠(yuǎn)端定位板(5)，由氣泡發(fā)生器(2)和長噴槍外管(1)內(nèi)外兩層殼體形成氣液分開的雙流道，氣泡發(fā)生器(2)和長噴槍外管(1)之間由遠(yuǎn)端定位板(5)支撐，遠(yuǎn)端定位板上設(shè)有注液孔(6)，氣泡發(fā)生器上分布有注氣孔(4)，長噴槍外管(1)上布置有噴孔(3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的長噴槍式氣泡霧化噴嘴，其特征在于，氣泡發(fā)生器(2)上的 注氣孔(4)為弧形漸縮孔，橫截面的直徑由內(nèi)向外，逐漸縮小，最大直徑和最小直徑比為 2. 5 3 : l，最小直徑為1. 0mm 2. 5mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的長噴槍式氣泡霧化噴嘴，其特征在于所述的雙流道是內(nèi)流道 和外流道，內(nèi)流道為氣泡發(fā)生器(2)中的高壓霧化介質(zhì)的通道，外部流道為還原劑溶液的 通道，所述高壓為0. 2 0. 3MPa。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的長噴槍式氣泡霧化噴嘴，其特征在于所述的長噴槍外管(1) 橫截面上的噴孔(3)呈圓形分布。
專利摘要本實用新型是一種長噴槍式氣泡霧化噴嘴，屬于氣液噴射裝置技術(shù)領(lǐng)域。它主要由長噴槍外管、氣泡發(fā)生器、遠(yuǎn)端定位板組成。該噴嘴由內(nèi)外兩層殼體形成氣液分開的通道，高壓氣體從長噴槍外管的進氣口進入內(nèi)流道，由遍布?xì)馀莅l(fā)生器的錐形注氣孔進入外流道的液流中，并形成泡狀流。泡狀流經(jīng)長噴槍外管上的噴孔噴出，形成一個圓柱形的大霧炬，上下覆蓋整個反應(yīng)區(qū)。它適用于SNCR法的煙氣脫硝過程。
文檔編號B01D53/86GK201445911SQ20092006197
公開日2010年5月5日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者吳湘龍, 楊澤亮, 甘云華, 馬曉茜 申請人:華南理工大學(xué)