本實(shí)用新型涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及煙氣脫硝處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種脫硝氨氣空氣混合系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

燃用化石燃料(如煤、油、天然氣)的鍋爐產(chǎn)生大量的煙氣，煙氣中含有氮氧化物(NOx)等有害物質(zhì)，NOx是一種溫室氣體，會(huì)破壞臭氧層。對(duì)人體健康的直接危害；參與形成光化學(xué)煙霧，形成酸雨，造成環(huán)境污染；為了減少NOx對(duì)環(huán)境和人類造成的危害，國(guó)家對(duì)鍋爐產(chǎn)生煙氣中的NOx排放濃度提出越來(lái)越嚴(yán)格的要求。為了實(shí)現(xiàn)NOx更低濃度的排放，減輕和消除NOx對(duì)人類的危害，在鍋爐煙氣排放進(jìn)入大氣環(huán)境之前，一般經(jīng)過(guò)煙氣脫硝系統(tǒng)以除去煙氣中的大部分NOx。

發(fā)展改革委印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020年)》嚴(yán)控大氣污染物排放。新建燃煤發(fā)電機(jī)組(含在建和項(xiàng)目已納入國(guó)家火電建設(shè)規(guī)劃的機(jī)組)應(yīng)同步建設(shè)先進(jìn)高效脫硝設(shè)施，不得設(shè)置煙氣旁路通道，新建、改造燃煤發(fā)電機(jī)組脫硝污染物排放濃度限值(即在基準(zhǔn)氧含量6％條件下，氮氧化物排放濃度不高50毫克/立方米)。東部地區(qū)(遼寧、北京、天津、河北、山東、上海、江蘇、浙江、福建、廣東、海南等11省市)新建燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值(即在基準(zhǔn)氧含量6％條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米)。中部地區(qū)(黑龍江、吉林、山西、安徽、湖北、湖南、河南、江西等8省)新建機(jī)組原則上接近或達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值，鼓勵(lì)西部地區(qū)新建機(jī)組接近或達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值。支持同步開展大氣污染物聯(lián)合協(xié)同脫除，減少三氧化硫、汞、砷等污染物排放。

在煙氣脫硝處理方法中，SCR法是應(yīng)用最廣泛的一種方法，它具有處理煙氣量大、效率高、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。SCR法是將脫硝反應(yīng)所需要的催化劑布置在鍋爐尾部，煙氣溫度一般在290-420℃的煙道區(qū)域。煙氣在通過(guò)催化劑前與噴入煙道中的還原劑(一般為氨)充分混合，煙氣通過(guò)催化劑時(shí)，在催化劑的作用下煙氣中的NOx與還原劑氨發(fā)生反應(yīng)，生成無(wú)害的N2和水，從而脫除煙氣中的NOx。

在脫硝反應(yīng)過(guò)程中，氨做為還原劑是必不可少的。但是氨在空氣中的體積濃度達(dá)到16～25％時(shí)，會(huì)形成II類可燃爆炸性混合物，存在非常大的安全隱患。

因此，煙氣脫硝系統(tǒng)都需要安裝脫硝氨氣空氣混合系統(tǒng)，以保證了注入煙道的氨氣與空氣混合物的安全，除控制混合器內(nèi)氨氣的濃度遠(yuǎn)低于其爆炸下限外，還保證氨氣在混合器內(nèi)均勻分布。另外，氨氣和空氣是否能夠混合均勻成為影響SCR脫硝效率的一個(gè)重要因數(shù)，因此對(duì)采用的混合器要求很高。

目前常見的氨氣空氣混合器的種類繁多，但都存在一些缺陷和不足，比如有的氨氣空氣混合器在介質(zhì)混合均勻性上較差；有的氨氣空氣混合器的壓降較大，從而需要消耗額外的風(fēng)機(jī)功率，提高電耗；有的則結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作繁瑣，不利于安裝、檢修和維護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種脫硝氨氣空氣混合系統(tǒng)，能夠使氨氣空氣均勻混合，將噴入脫硝反應(yīng)器入口煙道的氨氣均勻稀釋為氨氣含量為5％左右的氨氣空氣混合氣體。確保脫硝系統(tǒng)及主機(jī)系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行，為脫硝系統(tǒng)出口排放氮氧化物達(dá)標(biāo)排放提供可靠前提和保證。另外，本實(shí)用新型的系統(tǒng)不僅具有氨氣空氣混合均勻的效果，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于安裝、檢修和維護(hù)，并且壓降較低，能夠避免產(chǎn)生額外的能耗，符合國(guó)家要求節(jié)能減排的初衷，具有較大的推廣價(jià)值。

為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：

一種脫硝氨氣空氣混合系統(tǒng)，包括：

一混合器本體，所述混合器本體的一側(cè)連接一空氣入口段，另一側(cè)連接一混合氣體出口段；

伸入所述混合器本體且靠近所述空氣入口段的一氨氣噴管，所述氨氣噴管的噴射方向指向所述混合氣體出口，且氨氣噴管的出口段與所述混合器本體軸線一致并位于混合器本體的中心位置；

所述混合器本體的內(nèi)壁上設(shè)有多塊導(dǎo)流葉片，所述導(dǎo)流葉片分別交錯(cuò)布置于所述混合器本體的兩側(cè)；

所述導(dǎo)流葉片未與所述混合器本體的內(nèi)壁連接的一側(cè)的邊緣開設(shè)有均布的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)槽；各導(dǎo)流葉片上開設(shè)的細(xì)長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度與該導(dǎo)流葉片與所述氨氣噴管的距離呈反比。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)流葉片均與所述混合器本體的內(nèi)壁形成一夾角，所述夾角的角度范圍為60°至90°。優(yōu)選75°。

進(jìn)一步地，相鄰的所述導(dǎo)流葉片之間的軸向間距相等，均為所述混合器本體的寬度或直徑的0.45至0.65倍。

進(jìn)一步地，距離氨氣噴管的噴口最近的導(dǎo)流葉片之間的軸向間距為混合器本體的寬度或直徑的7.5％至15％。

進(jìn)一步地，距離所述氨氣噴管的噴嘴最近的兩片導(dǎo)流葉片之間的一基準(zhǔn)間距為混合器本體的寬度或直徑的0.45至0.65倍；相鄰的所述導(dǎo)流葉片之間的間距沿氨氣噴管的噴射方向依次增大，依次增大的長(zhǎng)度為所述基準(zhǔn)間距的10％至15％。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)流葉片與所述混合器本體的內(nèi)壁連接的一側(cè)的邊緣開設(shè)有至少一通孔；所述通孔的數(shù)量為單數(shù)，不超過(guò)7個(gè)，沿所述導(dǎo)流葉片與所述混合器本體的內(nèi)壁連接的一側(cè)的邊緣均布。

進(jìn)一步地，所述通孔的開孔面積為內(nèi)壁截面的1.5％至3.5％。

進(jìn)一步地，單片所述導(dǎo)流葉片上所述細(xì)長(zhǎng)槽的開槽數(shù)量為12至25個(gè)。

進(jìn)一步地，所述細(xì)長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度為混合器本體的寬度或直徑的5％至8％，所述細(xì)長(zhǎng)槽的寬度為1mm至3.5mm。

通過(guò)采取上述技術(shù)方案，通過(guò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的導(dǎo)流葉片即可達(dá)到是空氣氨氣均勻混合的目的。并且通過(guò)合理設(shè)置導(dǎo)流葉片的傾斜角度、布置間距等參數(shù)，即可獲得較好的擾流效果，又可有效降低壓降，從而獲得最佳平衡。另外，開設(shè)于導(dǎo)流葉片邊緣的通孔不僅可以避免混合器本體內(nèi)壁附件出現(xiàn)死角，從而獲得更佳的擾流效果，且可避免在導(dǎo)流葉片的安裝連接處蓄積雜質(zhì)或液滴等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清掃、清理功能，降低維護(hù)的頻率和成本。另外，開設(shè)細(xì)長(zhǎng)槽，可快速打散混合器本體中心位置的噴出的氨氣，更加有利于氨氣、空氣的均勻混合。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例中的脫硝氨氣空氣混合系統(tǒng)的俯面結(jié)構(gòu)示意圖，已做剖視處理。

圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例中的脫硝氨氣空氣混合系統(tǒng)的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖，已做局部剖視處理。

圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例中的氨氣噴管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中A-A向的剖面示意圖。

圖5為圖2中B-B向的剖面示意圖。

圖6為本實(shí)用新型一實(shí)施例中的導(dǎo)流葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。

如圖1及圖2所示，在一實(shí)施例中，提供一種脫硝氨氣空氣混合系統(tǒng)，包括：

混合器本體1，所述混合器本體的一側(cè)連接空氣入口段4，空氣入口段4連通空氣入口8；另一側(cè)連接混合氣體出口段6；混合氣體出口段6連通混合氣體出口10；

伸入混合器本體1且靠近空氣入口段4的氨氣噴管2，氨氣噴管2的噴射方向指向混合氣體出口6，且氨氣噴管3的出口段與混合器本體1軸線一致并位于混合器本體1的中心位置；如圖2，氨氣噴管2包括依次連接的氨氣入口段9、彎頭連接段7及氨氣噴出段3。結(jié)合圖3及圖4，在氨氣噴出段3的末端具有一主噴口，在氨氣噴出段3的側(cè)壁均勻開設(shè)多個(gè)輔助噴孔。

混合器本體1的內(nèi)壁上設(shè)有多塊導(dǎo)流葉片5，導(dǎo)流葉片5分別交錯(cuò)布置于混合器本體1的兩側(cè)；

在各導(dǎo)流葉片5與混合器本體1的內(nèi)壁連接的一側(cè)的邊緣開設(shè)有一通孔；導(dǎo)流葉片5未與混合器本體1的內(nèi)壁連接的一側(cè)的邊緣開設(shè)有均布的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)槽。

其中，各導(dǎo)流葉片5均與混合器本體1的內(nèi)壁形成一夾角α，夾角α的角度范圍為60°至90°，優(yōu)選75°。

相鄰的導(dǎo)流葉片5之間的軸向間距相等，均為混合器本體1的寬度或直徑的0.45至0.65倍。距離氨氣噴管2的噴口最近的導(dǎo)流葉片之間的軸向間距為混合器本體的寬度或直徑的7.5％至15％。

在另一些實(shí)施例中，距離氨氣噴管的噴嘴最近的兩片導(dǎo)流葉片之間的一基準(zhǔn)間距為混合器本體的寬度或直徑的0.45至0.65倍；相鄰的所述導(dǎo)流葉片之間的間距沿氨氣噴管的噴射方向依次增大，依次增大的長(zhǎng)度為所述基準(zhǔn)間距的10％至15％。這是因?yàn)閲娚涞陌睔夂涂諝饧岸叩幕旌蠚怏w沿噴射方向所帶的壓力是逐步降低的，導(dǎo)流葉片之間的間距相應(yīng)逐步增大，適應(yīng)此種壓力變化趨勢(shì)，更有利于降低系統(tǒng)的整體壓降。

在其他實(shí)施例中，通孔的數(shù)量不限于一個(gè)，一般為單數(shù)，不超過(guò)7個(gè)，沿導(dǎo)流葉片與所述混合器本體的內(nèi)壁連接的一側(cè)的邊緣均布。所有通孔的開孔面積為內(nèi)壁截面的1.5％至3.5％。根據(jù)模擬軟件計(jì)算，此開孔率不會(huì)影響擾流混合效果，并且可有效防止導(dǎo)流葉片與內(nèi)壁的連接處蓄積雜物。

結(jié)合圖5及圖6，單片導(dǎo)流葉片上細(xì)長(zhǎng)槽的開槽數(shù)量為12至25個(gè)。細(xì)長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度為混合器本體的寬度或直徑的5％至8％，細(xì)長(zhǎng)槽的寬度為1mm至3.5mm。通過(guò)這些細(xì)長(zhǎng)槽，可以梳理混合器本體徑向中央?yún)^(qū)域壓力、風(fēng)速最強(qiáng)的氨氣、空氣及二者的混合氣體，在促進(jìn)混合的基礎(chǔ)上，同時(shí)減少整體壓降。

在其他一些實(shí)施例中，各導(dǎo)流葉片上開設(shè)的細(xì)長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度與該導(dǎo)流葉片與所述氨氣噴管的距離呈反比。同樣地，因?yàn)閲娚涞陌睔夂涂諝饧岸叩幕旌蠚怏w沿噴射方向所帶的壓力是逐步降低的，細(xì)長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度則相應(yīng)逐步縮短，適應(yīng)此種壓力變化趨勢(shì)，更有利于降低系統(tǒng)的整體壓降。

通過(guò)采取上述技術(shù)方案，通過(guò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的導(dǎo)流葉片即可達(dá)到是空氣氨氣均勻混合的目的。并且通過(guò)合理設(shè)置導(dǎo)流葉片的傾斜角度、布置間距等參數(shù)，即可獲得較好的擾流效果，又可有效降低壓降，從而獲得最佳平衡。另外，開設(shè)于導(dǎo)流葉片邊緣的通孔不僅可以避免混合器本體內(nèi)壁附件出現(xiàn)死角，從而獲得更佳的擾流效果，且可避免在導(dǎo)流葉片的安裝連接處蓄積雜質(zhì)或液滴等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清掃、清理功能，降低維護(hù)的頻率和成本。另外，開設(shè)細(xì)長(zhǎng)槽，可快速打散混合器本體中心位置的噴出的氨氣，更加有利于氨氣、空氣的均勻混合。

利用Fluent流場(chǎng)模擬軟件，根據(jù)上述實(shí)施例描述的結(jié)構(gòu)建造模型，對(duì)不同規(guī)格參數(shù)的氨氣空氣混合器進(jìn)行模擬，均可獲得較佳混合效果，混合氣體均勻程度好。另外，在空氣入口側(cè)和混合氣體出口側(cè)分別檢測(cè)壓力，上述實(shí)施例描述的系統(tǒng)的壓降較相近規(guī)格的其他種類現(xiàn)有的氨氣空氣混合器均有不同程度降低，降低幅度在3％至8％。

顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。