CN103041702A - 仿松针型叶片scr静态混合器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种仿松针型叶片SCR静态混合器。在截面为长方形的钢制外壳沿两短边两侧间，焊接有多排等距布置的钢管栅条，而每排从上至下均有多条等距布置的钢管栅条，钢管栅条上等距焊接有结构相同的松枝状叶栅，同一排奇数排钢管栅条和偶数排钢管栅条上的松枝状叶栅错开二分之一叶栅节距排列。采用仿松针型叶片的SCR静态混合器是利用松针型叶片产生的流场混沌效应来增强烟道内流体的湍流度，因此可以大大强化烟气和氨气的混合效果，从而有效地减少尾部氨逃逸率，减小混合器组件的布置深度，同时能够明显提高SCR系统的脱硝效率，并且克服了已投运电厂进行SCR技术改造时常遇到的空间和场地不足的问题。

Description

仿松针型叶片SCR静态混合器
技术领域
本发明涉及一种静态混合器，尤其是涉及一种仿松针型叶片SCR静态混合器。
背景技术
在现有商业应用的成熟脱硝工艺中，选择性催化还原（SCR）工艺效率最高，也是目前工业上应用最广的一种脱硝技术。SCR技术是在催化剂的作用下，利用还原剂（在众多还原剂中最常用的还原剂是氨气），选择催化还原烟气中的NOx，将其还原为无害的N2和H2O，从而脱除烟气中NOx，满足日趋严格的环保要求。
目前已经研究过的影响SCR系统工艺性能的因素有很多，如催化剂性能、反应温度、停留时间、混合程度、NH3/NOX摩尔比、NOX浓度和NH3逃逸量等，但这些因素起作用的前提是NH3与烟气在SCR反应器催化剂入口处已达到充分混合的程度。NH3与NOx在烟气中的混合不均会造成SCR系统性能降低，如果两者速度分布不均，会在速度过高之处造成催化剂冲蚀和磨损，在速度过低之处造成催化剂积灰和堵塞，影响催化剂的寿命和脱硝性能。如果两者浓度分布不均，例如某些区域中氨在烟气中浓度过高，会导致氨逃逸率升高，造成环境的二次污染，同时导致脱硝效果变差；某些区域中氨量不足则会降低反应区域的脱硝性能，导致NOx未被还原而加剧了环境污染。
与大型火电机组相匹配的选择性催化还原反应器的尺寸通常都很大，这就造成其进口段的物理参数很难均匀，当脱硝效率要求90%以上时，氨逃逸率就会迅速增大，而氨逃逸对选择性催化还原下游设备的直接影响是相当大的。NH3/NOx的混合效果是选择性催化还原装置设计和运行中的重点和难点，尤其当装置设计脱硝效率较高时，其难度更大。目前的技术中往往采用导流板、喷氨格栅（AIG）、静态混合器等烟道内组件来提高催化剂层烟气流动的均匀性以及NH3/NOx之间的混合程度。其中静态混合技术的应用是当前国外SCR系统设计领域的研究热点。
目前已经投入商用的静态混合装置大都是由国外设计生产的，设计复杂，制作加工难度大，技术条件要求高，况且要求安装的组件深度都较大，这在很多已有电厂的SCR技术改造中都是难以满足的。因此，如何在现有技术基础上，大幅度提高现有技术中NH3/NOx的混合效果，是提高SCR脱硝效率、减少催化剂耗量，进而提高机组运行经济性的重要课题。本发明就是基于这样的思路，利用树叶形叶片产生的混沌效应，研究开发一种仿松针型叶片的新型静态混合装置，从而可大幅度提高混合效果，并且大大减小组件深度，为现场安装提供优越的条件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种仿松针型叶片SCR静态混合器，是利用树叶型叶片产生的流场混沌效应强化混合效果的静态混合器。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明在截面为长方形的钢制外壳沿两短边两侧间，焊接有多排等距布置的钢管栅条，而每排从上至下均有多条等距布置的钢管栅条，钢管栅条上等距焊接有结构相同的松枝状叶栅，同一排奇数排钢管栅条和偶数排钢管栅条上的松枝状叶栅错开二分之一叶栅节距排列。
所述的每个松枝状叶栅均由钢筋制成的叶根和多根钢丝制成的仿松针型叶片构成，钢筋制成的叶根焊在钢管栅条上，每个松枝状叶栅朝向相同。
本发明具有的有益效果是：
采用仿松针型叶片的SCR静态混合器是利用松针型叶片产生的流场混沌效应来增强烟道内流体的湍流度，因此可以大大强化烟气和氨气的混合效果，从而有效地减少尾部氨逃逸率，减小混合器组件的布置深度，同时能够明显提高SCR系统的脱硝效率，并且克服了已投运电厂进行SCR技术改造时常遇到的空间和场地不足的问题。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的俯视图。
图3是本发明的侧视图。
图中：1、钢制外壳，2、钢管栅条，3、松枝状叶栅，3.1、仿松针型叶片，3.2、叶根。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
如图1、图2、图3所示，本发明在截面为长方形的钢制外壳1沿两短边两侧间，焊接有多排（本发明为两排）等距布置的钢管栅条2，而每排从上至下均有多条（本发明为四条）等距布置的钢管栅条2，钢管栅条上等距焊接有结构相同的松枝状叶栅3，同一排奇数排钢管栅条和偶数排钢管栅条上的松枝状叶栅3错开二分之一叶栅节距排列。
所述的每个松枝状叶栅3均由钢筋制成的叶根3.2和多根钢丝制成的仿松针型叶片3.1构成，钢筋制成的叶根3.2焊在钢管栅条上，每个松枝状叶栅朝向相同，布置方向与烟气流向相同。
为了增大松枝状叶栅3对烟道截面的充满度，烟道截面上的奇数排钢管栅条和偶数排钢管栅条上的松枝状叶栅3错开二分之一叶栅节距进行布置。采用仿松针型叶片的SCR静态混合器是利用松叶型叶片产生的流场混沌效应来增强烟道内流体的湍流度，因此可以大大强化烟气和氨气的混合效果，从而有效地减少尾部氨逃逸率，减小混合器组件的布置深度，同时能够明显提高SCR系统的脱硝效率，并且克服了已投运电厂进行SCR技术改造时常遇到的空间和场地不足的问题。
本发明的仿松针型叶片SCR静态混合器实际工作时情形如下：
在SCR系统中，反应器中布满了蜂窝状催化剂，要使这些催化剂发挥最大的效能，必须使进入每个催化剂通流孔的烟气中的氨浓度近似相同，这就需要使喷入烟道的氨气在反应器进口的烟道内尽快与烟气最大限度的混合均匀。通常情况下，这需要很长一段距离，也就是是说，喷氨点距离反应器入口必须保证一段比较长的距离，这在工程上，特别是后期改造工程上是比较难以满足的，解决这一问题的方法就是安装静态混合器。本发明的仿松针型叶片静态混合器在预混烟道中沿截面方向的布置，奇数排钢管栅条2和偶数排钢管栅条2错开二分之一叶栅节距进行布置，松枝的朝向为顺烟气流向，在烟气流动方向布置两排以上，具体排数根据机组大小、喷氨量、脱硝指标等因素设计。烟气流过后，由于松枝状叶栅3的存在，使得气流在绕流仿松针型叶片3.1的过程中，产生很强烈的湍流效应，这就使得氨气与烟气在强湍流下，迅速进行动量和能量的交换，从而强化了传热传质过程，使得混合效果得到强化。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种仿松针型叶片SCR静态混合器，其特征在于：在截面为长方形的钢制外壳沿两短边两侧间，焊接有多排等距布置的钢管栅条，而每排从上至下均有多条等距布置的钢管栅条，钢管栅条上等距焊接有结构相同的松枝状叶栅，同一排奇数排钢管栅条和偶数排钢管栅条上的松枝状叶栅错开二分之一叶栅节距排列。
2.根据权利要求1所述的一种仿松针型叶片SCR静态混合器，其特征在于：所述的每个松枝状叶栅均由钢筋制成的叶根和多根钢丝制成的仿松针型叶片构成，钢筋制成的叶根焊在钢管栅条上，每个松枝状叶栅朝向相同。
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