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適用于sncr脫硝的自動調(diào)節(jié)型還原劑噴射裝置的制作方法

文檔序號:5044255閱讀:278來源:國知局
專利名稱:適用于sncr脫硝的自動調(diào)節(jié)型還原劑噴射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域,具體地說,是一種適用于SNCR脫硝的自動調(diào)節(jié)型還原劑噴射裝置。
背景技術(shù)
隨著NOx排放量的不斷增加,由NOx導(dǎo)致的環(huán)境污染問題日益引起人們的重視。目前,煙氣脫硝較為常用的是SCR法和SNCR法。SCR與SNCR法都是以NHx為還原劑噴入反應(yīng)爐內(nèi)有“選擇性”的在催化劑或無催化劑的作用下,與煙氣中的NOx反應(yīng),生成無毒無污染的氮?dú)?N2)和水(H2OX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,且催化劑在使用過程中會因中毒、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。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,SNCR法屬于快反應(yīng),還原劑和NOx的混合效果和快慢對于脫硝效率有作十分重要的影響。現(xiàn)有的還原劑噴射裝置通常采用的是氣力霧化噴射裝備,如噴槍和墻式噴嘴,均存在著以下缺點(diǎn)一是一經(jīng)安裝后噴孔的位置即固定,無法隨煙氣工況的波動進(jìn)行有效調(diào)整,達(dá)不到理想的脫硝效率;二是噴孔噴射面積固定,無法使噴入的還原劑與煙氣充分混合,導(dǎo)致未參加反應(yīng)的還原劑隨煙氣排空而浪費(fèi),造成對環(huán)境的二次污染。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于,針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處,提供一種結(jié)構(gòu)合理、易于制造的適用于SNCR脫硝的自動調(diào)節(jié)型還原劑噴射裝置,以提高還原劑的利用率和脫硝效果。本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括壓縮空氣管道和還原劑管道,壓縮空氣管道的外側(cè)面設(shè)有壓縮空氣進(jìn)氣接管,還原劑管道的后端設(shè)有還原劑進(jìn)口接管;壓縮空氣管道套置于還原劑管道外,并形成密閉的夾套;還原劑管道的前端部為管徑放大的擴(kuò)散管,在該擴(kuò)散管上開設(shè)有混合孔;并且在上述擴(kuò)散管的前端設(shè)有噴頭,噴頭的側(cè)面及前端面上開設(shè)有噴孔;還原劑管道由自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)其軸向前后運(yùn)動,所述的自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包含步進(jìn)電機(jī)、導(dǎo)向滑塊和固定臂,固定臂的兩端分別與還原劑管道及步進(jìn)電機(jī)相連,步進(jìn)電機(jī)裝于導(dǎo)向滑塊上,這樣通過步進(jìn)電機(jī)在導(dǎo)向滑塊上的前進(jìn)或后退,從而帶動固定臂及還原劑管道作前后運(yùn)動。上述壓縮空氣管道的前端呈收口狀,使此處壓縮空氣突然收縮而進(jìn)入還原劑管道內(nèi)。在上述壓縮空氣管道的外周面上裝有固定法蘭,以便于本裝置的安裝。上述擴(kuò)散管上開設(shè)的混合孔為一組錐形混合孔和一組長方形格柵混合孔;錐形混合孔的進(jìn)、出口直徑比為改為1.6 1.4:1 ;長方形格柵混合孔的開孔方向與擴(kuò)散管的管壁相切上述噴頭前端面上開設(shè)的噴孔呈橢圓形,其長短徑比為6. 5 5. 5:1,噴射夾角為7(Γ72° ;噴頭側(cè)面開設(shè)的噴孔為兩組長方形的噴孔,其噴射角度分別為35 38°和20 22° ;從而保證了噴頭上三種噴孔噴出的還原劑在垂直于煙氣流向的截面上呈180°扇形分布。工作時(shí),壓縮空氣從進(jìn)氣接管進(jìn)入由壓縮空氣管道和還原劑管道構(gòu)成的夾套內(nèi),脫硝還原劑由還原劑進(jìn)口接管進(jìn)入還原劑管道內(nèi),兩者在壓力作用下,分別在還原劑管道內(nèi)、還原劑管道與壓縮空氣管道間的夾套內(nèi)向前流動,脫硝還原劑流動到擴(kuò)散管時(shí),還原劑流速由于管徑的擴(kuò)大而減慢,同時(shí)由于壓縮空氣管收口的突然收縮,夾套內(nèi)的大部分壓縮空氣從擴(kuò)散管的錐形混合孔進(jìn)入后水平進(jìn)入噴頭內(nèi)腔,其余部分從長方形格柵混合孔切向進(jìn)入還原劑管道內(nèi),與還原劑共同產(chǎn)生旋流,在噴頭內(nèi)腔充分混合后,經(jīng)噴嘴的噴孔噴入煙氣中。在運(yùn)行工況發(fā)生波動時(shí),爐內(nèi)煙氣流速也相應(yīng)發(fā)生波動,此時(shí),根據(jù)煙氣量、出口NOx濃度及氨逃逸等監(jiān)測數(shù)據(jù)計(jì)算得出的數(shù)據(jù)信號,通過控制自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)在導(dǎo)向滑軌上的進(jìn)、退來使固定臂上的還原劑管道伸入爐內(nèi)的長度發(fā)生變化,噴頭側(cè)向的長方形噴孔面積發(fā)生改變,從而使噴孔總面積大小發(fā)生變化。由于噴頭內(nèi)腔的壓力基本保持不變,當(dāng)還原劑管道向后運(yùn)動時(shí),噴頭側(cè)面的噴孔面積變小,還原劑與壓縮空氣混合物的噴射壓力變大,從噴孔中噴出的還原劑霧化顆??蛇_(dá)到較遠(yuǎn)的噴射距離;反之,當(dāng)還原劑管道向前運(yùn)動時(shí),噴孔總面積增大時(shí),還原劑與壓縮空氣混合物的噴射壓力變小,從噴孔中噴出的還原劑霧化顆粒的噴射距離變小。本發(fā)明的有益效果在于一是其結(jié)構(gòu)合理,無復(fù)雜的制作部件,制作成本較低;二是通過自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),調(diào)節(jié)噴射裝置的插入爐內(nèi)的深度實(shí)現(xiàn)對還原劑噴入距離的有效調(diào)整,可以適應(yīng)工況的波動,保證SNCR系統(tǒng)較高的脫硝效果;三是通過噴孔面積的調(diào)節(jié),達(dá)到還原劑在煙氣中的穿透性可調(diào)節(jié),保證在煙道截面上還原劑與煙氣的充分混合,提高還原劑的利用率,降低了運(yùn)行成本,同時(shí)也減少了還原劑因未充分反應(yīng)而排放所造成的二次污染。

圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明噴頭部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為還原劑進(jìn)口接管、2為自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、2-1為步進(jìn)電機(jī)、2-2為導(dǎo)向滑塊、2-3為固定臂、3為封頭、4為壓縮空氣進(jìn)氣接管、5為固定法蘭、6為壓縮空氣管道、7為還原劑管道、8為擴(kuò)散管、8-1為錐形混合孔、8-2為長方形格柵混合孔、9為噴頭、9-1為橢圓形噴孔、9-2和9-3為長方形噴孔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明所述的適用于SNCR脫硝的自動調(diào)節(jié)型還原劑噴射裝置,包括壓縮空氣管道6、還原劑管道7和自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);在上述壓縮空氣管道6的外周面上裝有固定法蘭5,以便于本裝置的安裝。在壓縮空氣管道6的外側(cè)面設(shè)有壓縮空氣進(jìn)氣接管4,還原劑管道7的后端設(shè)有還原劑進(jìn)口接管I ;壓縮空氣管道6套置于還原劑管道7外,壓縮空氣管道6的前端呈收口狀,與還原劑管道7的外表面成緊配合,壓縮空氣管道6的后端設(shè)有封頭3,使壓縮空氣管道6的內(nèi)腔與還原劑管道7的外表面間形成密閉的夾套。還原劑管道7的前端部為管徑放大的擴(kuò)散管8,在該擴(kuò)散管8上開設(shè)有一組錐形混合孔8-1和一組長方形格柵混合孔8-2 ;錐形混合孔8-1的進(jìn)、出口直徑比為I. 5:1 ;長方形格柵混合孔8-2的開孔方向與擴(kuò)散管8的管壁相切。上述擴(kuò)散管8的前端設(shè)有噴頭9,噴頭9的側(cè)面及前端面上開設(shè)有兩組長方形噴孔9-2、9-3和橢圓形噴孔9-1 ;橢圓形噴孔9-1的長短徑比為6 :1,其噴射夾角為72° ;兩組長方形的噴孔9-2和9-3的噴射角度分別為36°和20° ;從而保證了噴頭上三種噴孔噴出的還原劑在垂直于煙氣流向的截面上呈180°扇形分布。所述的自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 2包含步進(jìn)電機(jī)2-1、導(dǎo)向滑塊2-2和固定臂2-3,固定臂2-3的兩端分別與還原劑管道7及步進(jìn)電機(jī)2-1固定相連,步進(jìn)電機(jī)2-1裝于導(dǎo)向滑塊2-2上,這樣還原劑管道7即可在自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2的作用下實(shí)現(xiàn)軸向前后運(yùn)動,從而調(diào)節(jié)噴頭9上噴孔面積,達(dá)到調(diào)節(jié)還原劑噴出的距離的目的。工作時(shí),壓縮空氣從壓縮進(jìn)氣接管4進(jìn)入由壓縮空氣管道6和還原劑管道7構(gòu)成的夾套內(nèi),脫硝還原劑由進(jìn)口接管I進(jìn)入還原劑管道7內(nèi),兩者在壓力的作用下,分別在還原劑管道7內(nèi)、還原劑管道7與壓縮空氣管道6間的夾套內(nèi)向前流動,還原劑流動到擴(kuò)散管8時(shí),由于擴(kuò)散管8的直徑擴(kuò)大,還原劑流速迅速變小,夾套內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)由擴(kuò)散管8上的錐形混合孔8-1和長方形格柵混合孔8-2進(jìn)入還原劑管道7內(nèi),在噴頭9的內(nèi)腔內(nèi)充分混合后,經(jīng)側(cè)向長方形噴孔9-2、9-3和橢圓形噴孔9-1噴入煙氣中。噴出的還原劑在垂直于煙氣流向的截面上呈180°扇形分布,保證了與煙氣的充分混合。在運(yùn)行工況發(fā)生波動時(shí),爐內(nèi)煙氣流速也相應(yīng)發(fā)生波動,此時(shí),根據(jù)煙氣量、出口NOx濃度及氨逃逸等監(jiān)測數(shù)據(jù)計(jì)算得出的數(shù)據(jù)信號,控制自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2中步進(jìn)電機(jī)2-1在導(dǎo)向滑軌2-2上的向前或向后滑動,來調(diào)節(jié)還原劑管道7的伸入長度,致使長方形噴孔9-3的面積發(fā)生了改變,因而使伸入爐內(nèi)的噴孔總面積大小發(fā)生變化。由于噴頭9內(nèi)腔的壓力基本保持不變,當(dāng)還原劑管道7向后運(yùn)動時(shí),噴頭9側(cè)面的噴孔面積變小,還原劑與壓縮空氣混合物的噴射壓力變大,從噴孔中噴出的還原劑霧化顆??蛇_(dá)到較遠(yuǎn)的噴射距離;反之,當(dāng)還原劑管道7向前運(yùn)動時(shí),噴孔總面積增大時(shí),還原劑與壓縮空氣混合物的噴射壓力變小,從噴孔中噴出的還原劑霧化顆粒的噴射距離變小。以此達(dá)到自動調(diào)節(jié)還原劑噴射距離的目的。
權(quán)利要求1.適用于SNCR脫硝的自動調(diào)節(jié)型還原劑噴射裝置,包括壓縮空氣管道和還原劑管道,壓縮空氣管道的外側(cè)面設(shè)有壓縮空氣進(jìn)氣接管,還原劑管道的后端設(shè)有還原劑進(jìn)ロ接管;壓縮空氣管道套置于還原劑管道外,并形成密閉的夾套;其特征在于還原劑管道的前端部為管徑放大的擴(kuò)散管,在該擴(kuò)散管上分別開設(shè)有混合孔;并且在上述擴(kuò)散管的前端設(shè)有噴頭,噴頭的側(cè)面及前端面上開設(shè)有噴孔;還原劑管道由自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)其軸向前后運(yùn)動,所述的自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包含步進(jìn)電機(jī)、導(dǎo)向滑塊和固定臂,固定臂的兩端分別與還原劑管道及步進(jìn)電機(jī)相連,步進(jìn)電機(jī)裝于導(dǎo)向滑塊上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于SNCR脫硝的自動調(diào)節(jié)型還原劑噴射裝置,其特征在于上述壓縮空氣管道的前端呈收ロ狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的適用于SNCR脫硝的自動調(diào)節(jié)型還原劑噴射裝置,其特征在于在上述壓縮空氣管道的外周面上裝有固定法蘭。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于SNCR脫硝的自動調(diào)節(jié)型還原劑噴射裝置,其特征在于上述擴(kuò)散管上分別開設(shè)有混合孔為ー組錐形混合孔和ー組長方形格柵混合孔;錐形混合孔的進(jìn)、出口直徑比為改為1.6 1.4:1 ;長方形格柵混合孔的開孔方向與擴(kuò)散管的管壁相切。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于SNCR脫硝的自動調(diào)節(jié)型還原劑噴射裝置,其特征在干上述噴頭前端面上開設(shè)的噴孔呈橢圓形,其長短徑比為6. 5、. 5:1,噴射夾角為7(Γ72° ;噴頭側(cè)面開設(shè)的噴孔為兩組長方形的噴孔,其噴射角度分別為35 38°和20 22。。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種適用于SNCR脫硝的自動調(diào)節(jié)型還原劑噴射裝置。包括壓縮空氣管道和還原劑管道,壓縮空氣管道的外側(cè)面設(shè)有壓縮空氣進(jìn)氣接管,還原劑管道的后端設(shè)有還原劑進(jìn)口接管;壓縮空氣管道套置于還原劑管道外,并形成密閉的夾套;還原劑管道的前端部為管徑放大的擴(kuò)散管,在該擴(kuò)散管上開設(shè)有混合孔;擴(kuò)散管的前端設(shè)有噴頭,噴頭的側(cè)面及前端面上開設(shè)有噴孔;還原劑管道的軸向前后由包含步進(jìn)電機(jī)、導(dǎo)向滑塊和固定臂的自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)所控制,固定臂的兩端分別與還原劑管道及步進(jìn)電機(jī)相連,步進(jìn)電機(jī)裝于導(dǎo)向滑塊上。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理,制作成本較低;提高還原劑的利用率,降低了運(yùn)行成本,也減少了還原劑因未充分反應(yīng)而排放所造成的二次污染。
文檔編號B01D53/90GK202366621SQ20112052995
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者何美華, 劉懷平, 王永泉 申請人:江蘇科行環(huán)境工程技術(shù)有限公司
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