CN102389727A - 一种scr脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SCR脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置，包括喷氨格栅和一组以上静态混合器，所述喷氨格栅包括按矩阵排列的圆柱形喷嘴，所述静态混合器包括两对以上静态混合板；所述喷嘴内置n块由四条边构成的平滑曲面导流板；设定静态混合板的一条侧边为参考边，该参考边的一个端点为参考端点；所有静态混合板的参考边位于同一个平面上，所有静态混合板与该平面的夹角相等，所有静态混合板的参考端点重合于一点，成对的两个静态混合板的参考边位于同一直线上。本发明提供的均混装置，能够使氨气-烟气经过静态混合器的扰动后，在较短距离内形成四角切圆式的混合效果；且氨气自喷嘴喷出后2m内即可使氨气浓度相对偏差可控制在10％以内。
Description
技术领域
本发明涉及烟气净化技术，尤其涉及一种置于燃煤烟气的SCR脱硝反应器入口前的氨气-烟气均混装置。
背景技术
选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，以下简称SCR)因脱硝效率高、系统稳定而受到广泛应用。根据意大利P.zza L.实验室研究，为达到目标脱硝效率，在25％的氨氮比不均匀系数的情况下，催化剂耗量至少增加一倍。因此，为节约成本及保证脱硝效率，烟气与还原剂(通常采用氨气)在进入SCR反应器前需要混合均匀。而SCR脱硝系统的布置非常紧凑，尤其是对于现有电厂改造，往往不能提供足够的空间。
为解决上述问题，现有技术主要分为三大流派：一为配合涡流式静态混合器使用的喷射技术，喷嘴个数和静态混合器的片数一样；二是线性控制式喷射隔栅，沿着烟道的两个相互垂直的方向或者其中一个方向分别引若干个管子，每根管子上又设置若干喷嘴，每个管子的流量可以单独调节，以匹配烟气种NOx的含量；三是分区控制式喷射隔栅，一般把烟道截面分成20～30个大小相同的区域，每个区域有若干个喷射孔，每个分区的流量单独可调，以匹配烟气中NOx的分布。其中，第一种技术在氨喷入的初始和烟气的混合效率最差，需要较长的混合距离才能达到目标混合效果，但控制操作简单；而第二种技术和第三种技术的实现较为复杂。如何在提高混合的均匀性的同时保证操作的简单是目前一直在研究的问题。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种SCR脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置，解决短直空间内氨气-烟气的快速混合问题，提高催化剂利用率，并保障脱硝效率的潜力。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种SCR脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置，包括喷氨格栅和一组以上静态混合器，所述喷氨格栅包括按矩阵排列的圆柱形喷嘴，所述静态混合器包括两对以上静态混合板；所述喷嘴内置n块由四条边构成的平滑曲面导流板，设定垂直于喷嘴中心轴线的平面为第一参考平面，则导流板在第一参考平面上的投影形状为360/n°的扇形，且该扇形的半径与喷嘴横截面半径相等，其圆心位于喷嘴中心轴线上；n块导流板在第一参考平面上的投影完全覆盖喷嘴横截面在第一参考平面上的投影；其中n为大于等于1的自然数；设定静态混合板的一条侧边为参考边，该参考边的一个端点为参考端点；所有静态混合板的参考边位于同一个平面上，记该平面为第二参考平面；所有静态混合板的参考端点重合于一点，记该点为参考中心点；所有静态混合板位于第二参考平面的同一侧，且与第二参考平面形成的夹角相等，成对的两个静态混合板的参考边位于同一直线上。
上述均混装置中，构成曲面导流板的四条边分别为首尾相接的直线侧边a、直线侧边b、曲线侧边c和直线侧边d；则侧边a在第一参考平面上的投影为点A，侧边b在第一参考平面上的投影为直线b′，侧边c在第一参考平面上的投影为圆弧线c′，侧边d在第一参考平面上的投影为直线d′；由点A、直线b′、圆弧线c′、和直线d′首尾相接构成所述360/n°的扇形。
所述静态混合器优选包括两对或四对静态混合板，最优选包括两对静态混合板。
所述n的取值优选为4。
所述静态混合板的形状优选为梯形或三角形，最优选为梯形。
所述第一参考平面与第二参考平面的夹角优选为0°～180°。
所述静态混合板与第二参考平面的夹角优选为30°～60°。
所有静态混合板在第二参考平面上的投影的重叠面积为零，即静态混合板在第二参考平面上的投影不重合。
每块静态混合板对应1～9个喷嘴。
所述喷嘴的喷嘴口的中心与第二参考平面的最短距离(即垂直距离)为0.2m～2m。
有益效果：本发明提供的一种SCR脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置，能够使氨气-烟气经过静态混合器的扰动后，在较短距离内形成四角切圆式的混合效果；且氨气自喷嘴喷出后2m内即可使氨气浓度相对偏差可控制在10％以内；同时，将该均混装置设置在水平烟道上时，烟气经过静态混合器时，粒度较大的粉尘易在重力的作用下被拦截下落，实现预除尘功效。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中静态混合器的俯视结构示意图；
图3为图1中静态混合器的正视结构示意图；
图4为图1中喷嘴的结构示意图；
图5为图1中导流板的正视图；
图6为图1中导流板的俯视图；
图7为图1中导流板的左视图；
图8为本发明的实施效果图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示为一种SCR脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置，包括喷氨格栅和一组以上静态混合器，所述喷氨栅格包括按矩阵排列的圆柱形喷嘴1，所述静态混合器包括两对静态混合板2；所述静态混合板2采用碳钢制作，并采用梯形结构，其上侧边与下侧边的长度比为1∶5，高为0.72m。
所述喷嘴1内置4块平滑曲面的导流板3，该导流板3的平滑曲面由首尾相接的直线侧边a、直线侧边b、曲线侧边c和直线侧边d构成，设定垂直于喷嘴1中心轴线的平面为第一参考平面，则侧边a在第一参考平面上的投影为点A，侧边b在第一参考平面上的投影为直线b′，侧边c在第一参考平面上的投影为圆弧线c′，侧边d在第一参考平面上的投影为直线d′；由点A、直线b′、圆弧线c′、和直线d′首尾相接构成90°的扇形，即导流板3在第一参考平面上的投影为90°的扇形，该扇形的半径与喷嘴1横截面半径相等，其圆心位于喷嘴1中心轴线上；4块导流板3在第一参考平面上的4个投影完全覆盖喷嘴1横截面在第一参考平面上的投影，并且4个投影不相重合。
设定静态混合板2的底侧边为参考边，该参考边的一个端点为参考端点；所有静态混合板2的参考边位于同一个平面上，记该平面为第二参考平面；所有静态混合板2的参考端点重合于一点，记该点为参考中心点；所有静态混合板2位于第二参考平面的同一侧，且与第二参考平面形成的夹角皆为50°，成对的两个静态混合板2的参考边位于同一直线上，所有静态混合板2在第二参考平面上的投影均无重叠。
所述第一参考平面与第二参考平面的夹角为0°，即相平行；每块静态混合板2对应1个喷嘴1，且喷嘴1口的中心与第二参考平面的垂直距离为0.2m。
将上述SCR脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置安装在一个600MW火力发电机组的SCR脱硝系统烟道中，氨气自喷入后，在静态混合器的扰动下，部分氨气会通过静态混合板2之间的空隙而穿过，部分氨气在扩散的过程中受到不同位置上的扰动，逐渐形成四角切圆式的分布，使得烟气和氨气充分混合。经CFD软件模拟分析，采用该种均混装置后，氨气自喷嘴1喷入后2m处的氨气浓度相对标准偏差为9％。
氨气浓度相对标准偏差的计算方法如下：
相对标准偏差
上式中，xi为第i个采样数据
x为采样数据的平均值，n为采样数。
如图5所示为氨气自喷嘴1喷出2m后，氨气浓度相对标准偏差小于10％的覆盖范围。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种SCR脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置，其特征在于：该均混装置包括喷氨栅格和一组以上静态混合器，所述喷氨栅格包括按矩阵排列的圆柱形喷嘴，所述静态混合器包括两对以上静态混合板；
所述喷嘴内置n块由四条边构成的平滑曲面导流板，设定垂直于喷嘴中心轴线的平面为第一参考平面，则导流板在第一参考平面上的投影形状为360/n°的扇形，且该扇形的半径与喷嘴横截面半径相等，其圆心位于喷嘴中心轴线上；n块导流板在第一参考平面上的投影完全覆盖喷嘴横截面在第一参考平面上的投影；其中n为大于等于1的自然数；
设定静态混合板的一条侧边为参考边，该参考边的一个端点为参考端点；所有静态混合板的参考边位于同一个平面上，记该平面为第二参考平面；所有静态混合板的参考端点重合于一点，记该点为参考中心点；所有静态混合板位于第二参考平面的同一侧，且与第二参考平面形成的夹角相等，成对的两个静态混合板的参考边位于同一直线上。
2.根据权利要求1所述的SCR脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置，其特征在于：构成曲面导流板的四条边分别为首尾相接的直线侧边a、直线侧边b、曲线侧边c和直线侧边d；则侧边a在第一参考平面上的投影为点A，侧边b在第一参考平面上的投影为直线b′，侧边c在第一参考平面上的投影为圆弧线c′，侧边d在第一参考平面上的投影为直线d′；由点A、直线b′、圆弧线c′、和直线d′首尾相接构成所述360/n°的扇形。
3.根据权利要求1所述的SCR脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置，其特征在于：所述静态混合器包括两对或四对静态混合板。
4.根据权利要求1所述的SCR脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置，其特征在于：所述n的取值为4。
5.根据权利要求1所述的SCR脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置，其特征在于：所述静态混合板为梯形或三角形。
6.根据权利要求1所述的SCR脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置，其特征在于：所述第一参考平面与第二参考平面的夹角为0°～180°。
7.根据权利要求1所述的SCR脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置，其特征在于：所述静态混合板与第二参考平面的夹角为30°～60°。
8.根据权利要求1所述的SCR脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置，其特征在于：所有静态混合板在第二参考平面上的投影的重叠面积为零。
9.根据权利要求1所述的SCR脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置，其特征在于：每块静态混合板对应1～9个喷嘴。
10.根据权利要求1所述的SCR脱硝四角切圆式氨气-烟气均混装置，其特征在于：所述喷嘴的喷嘴口的中心与第二参考平面的最短距离为0.2m～2m。
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Application publication date: 20120328 Assignee: JIANGSU CTIEC ENVIRONMENTAL PROTECTION RESEARCH INSTITUTE CO.,LTD. Assignor: Southeast University Contract record no.: 2015320000167 Denomination of invention: SCR (Selective Catalytic Reduction) denitration four-corner tangent circle type ammonia-fume gas uniformly-mixing device Granted publication date: 20131009 License type: Exclusive License Record date: 20150410 |
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| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131009 |