CN103933858A - 一种切向式双涡流scr混合器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种切向式双涡流SCR混合器，包括烟道，烟道的截面方面上等距离设有一组支撑梁，支撑梁将烟道截面分为若干个混合器单元区，所述混合器单元区包括一混合器单元，所述混合器单元包括一组梯形板、一组喷嘴、支撑梁以及支撑杆，所述梯形板底边与支撑梁连接，所述支撑杆的端固定在梯形板上，另一段固定在烟道内壁，使它与来流烟气成一定角度，每个喷嘴设置在相邻梯形板之间，一组喷嘴共用一根供气管道。本发明能够使还原剂到达催化剂上层浓度分布均匀，从而能够减小SCR出口氨逃逸率和提高脱硝效率，有效地解决了电厂现役机组改造空间不足氨混合距离不够的问题。

Description

一种切向式双涡流SCR混合器
技术领域
本发明涉及电站锅炉烟气脱硝领域，具体指一种切向式双涡流SCR混合器。
背景技术
近年来大气污染物排放标准日愈严格，在火力发电厂方面，国内要求对未安装脱硝设备的现役机组进行改造工作，即在省煤器和空气预热器之间加装SCR系统。由于改造空间和场地的限制，改造会造成烟气和还原剂混合距离不够，使得催化剂上层NH3/NOx分布不均匀。催化剂上层的浓度场是考核SCR烟道设计的重要指标，若浓度场均匀性没有达到标准，在NH3/NOx过高的地方，氨的逃逸率会升高，严重时可能造成空气预热器或其后设备的堵塞。在NH3/NOx过低的地方，脱硝效率得不到保证。特别在燃烧偏斜、
锅炉低负荷运行等脱硝效率不高的工况下，还原剂和烟气高效混合的意义愈发突出。在SCR系统中，静态混合器对氨氮混合有着最直接的影响。在湍流流场内，混合器利用自身特殊的结构，使原烟气产生偏转或形成涡流、旋流等扰动提高混合强度，以减小混合距离。而伴随着高效的混合，系统压降也会升高，导致引风机电耗上升，因此设计高效的混合器，合理地平衡经济性和环保性问题是目前重要的课题。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种切向式双涡流SCR混合器。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的一种切向式双涡流SCR混合器，烟道的截面方面上等距离设有一组支撑梁，支撑梁将烟道截面分为若干个混合器单元区，所述混合器单元区包括一组混合器单元，所述混合器单元包括一组梯形板、一组喷嘴、支撑梁以及支撑杆，所述梯形板底边与支撑梁连接，所述支撑杆的一端固定在梯形板上，另一端固定在烟道内壁，所述梯形板向下且与来流烟气呈非平行状态，每个喷嘴设置在相邻梯形板之间，一组喷嘴共用一根供气支管道。
进一步地，所述梯形板向下且与来流烟气呈30°～60°。
进一步地，所述支撑梁呈多边形框形结构，所述多边形的边数与梯形板的数量相等。
进一步地，所述混合器单元内的支撑杆的数量为2～6个。
进一步地，所述梯形板是由耐磨耐腐蚀的金属制成。
进一步地，所述喷嘴设置在相领梯形板之间顶边位置。
进一步地，所述混合器单元内的梯形板数量为2～8个。
进一步地，所述所有供气支管道与供气主管道相连，由供气主管道供气。
本发明的切向式双涡流SCR混合器实际工作时情况如下：在SCR系统中，填装板式催化剂，催化剂分为三层，每层催化剂由若干催化剂模块组成，每个催化剂模块又可分为若干催化剂小块，催化剂小块是由叠放的催化剂板组成。工程上若要提高脱销效率和减小氨逃逸率，必须保证每个催化剂模块上层的氨氮比近似相同，在更加严格的情况下，必须保证每个催化剂小块上层、甚至每个催化剂内孔通道上层的氨氮比近似相同。由于现役机组改造空间有限，使得喷氨截面到首层催化剂上层的间混合距离不足，在有限的混合距离里，若要保证上述氨氮混合均匀的要求，高效的静态混合器是有效的诉诸手段。本发明是利用了倾斜梯形板的特殊物理结构，烟气外掠过梯形板时，在梯形板背面会形成稳态反向的两股纵向涡和伴随着纵向涡的瞬态发卡涡，而相邻梯形板形成的相邻纵向涡旋转方向相对，在流动过程中相互交织。喷嘴把还原剂喷入相邻的纵向涡对中，还原剂乘着向前流动的涡流，经过瞬态的发卡涡强化混合，使还原剂到达催化剂上层浓度分布均匀，从而能够减小SCR出口氨逃逸率和提高脱硝效率，有效地解决了电厂现役机组改造空间不足氨混合距离不够的问题。
有益效果：本发明相对于现有技术而方具有以下优点：
本发明能够使还原剂到达催化剂上层浓度分布均匀，从而能够减小SCR出口氨逃逸率和提高脱硝效率，有效地解决了电厂现役机组改造空间不足氨混合距离不够的问题。
此外，由于梯形板制造工艺简单，精密程度较低，使得其使用寿命较长，不易损坏，在制造费用和维修费用上有一定的优势。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的A-A方向的截面示意图。
图3是本发明的原理示意图。
图中：1、梯形板，2、喷嘴，3、支撑杆，4、支撑梁，5、供气支管道，6、烟气，7、烟道，1.1、瞬态发卡涡，1.2纵向涡A，1.3纵向涡B，1.4纵向涡C。
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和图2所示，一种切向式双涡流SCR混合器，烟道7的截面方面上等距离设有一组支撑梁4，支撑梁4将烟道截面分为若干个混合器单元区，所述混合器单元区包括一组混合器单元，所述混合器单元包括一组梯形板1、一组喷嘴2、支撑梁4、支撑杆3，所述梯形板1底边与支撑梁4连接，所述支撑杆3的一端固定在梯形板1上，另一端固定在烟道7内壁，所述梯形板1向下且与来流烟气6呈30°～60°；每个喷嘴2设置在相邻梯形板1之间，一组喷嘴2共用一根供气支管道5；所述支撑梁4呈正方形框形结构；一组喷嘴2共用一根供气支管道5，所述混合器单元内的支撑杆的数量为2个，所述梯形板1是由耐磨耐腐蚀的金属制成，靠近梯形顶边的位置，所述混合器单元内的梯形板1数量为4个；所述所有供气支管道5与供气主管道相连。
采用切向式双涡流SCR混合器是利用了倾斜梯形板的特殊物理结构，烟气外掠过梯形板时，在梯形板背面会形成稳态反向的两股纵向涡和伴随着纵向涡的瞬态发卡涡，而相邻梯形板形成的相邻纵向涡旋转方向相对，在流动过程中相互交织。喷嘴把还原剂喷入相邻的纵向涡对中，还原剂乘着向前流动的涡流，经过瞬态的发卡涡强化混合，使还原剂到达催化剂上层浓度分布均匀，从而能够减小SCR出口氨逃逸率和提高脱硝效率，有效地解决了电厂现役机组改造空间不足氨混合距离不够的问题。
如图3所示，本发明在矩形的烟道截面长度方向，等距的布置一组支撑梁4，把烟道截面分为若干子区，每个子区布置一组混合器1，每组混合器梯形板个数由机组负荷、还原剂流量、烟风阻力以及污染物排放限度等多个指标综合考虑后设计，烟气流过梯形板时，在梯形板背面会形成稳态反向的两股纵向涡(分别为1.2和1.3)和伴随着纵向涡的瞬态发卡涡1.1，而相邻梯形板形成的相邻纵向涡(分别为1.2和1.4)旋转方向相对，在流动过程中相互交织。喷嘴2把还原剂喷入相邻的纵向涡对中，还原剂乘着向前流动的涡流(分别为1.2和1.4)，经过瞬态的发卡涡强化混合，使还原剂到达催化剂上层浓度分布均匀，从而能够减小SCR出口氨逃逸率和提高脱硝效率，有效地解决了电厂现役机组改造空间不足氨混合距离不够的问题。另外，由于梯形板制造工艺简单，精密程度较低，使得其使用寿命较长，不易损坏，在制造费用和维修费用上有一定的优势。
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 (8)

1.一种切向式双涡流SCR混合器，包括烟道(7)，其特征在于：烟道(7)的截面方面上等距离设有一组支撑梁(4)，支撑梁(4)将烟道(7)截面分为若干个混合器单元区，所述混合器单元区包括一组混合器单元，所述混合器单元包括一组梯形板(1)、一组喷嘴(2)、支撑梁(4)以及支撑杆(3)，所述梯形板(1)底边与支撑梁(4)连接，所述支撑杆(3)的一端固定在梯形板(1)上，另一端固定在烟道(7)内壁，所述梯形板(1)向下且与来流烟气(6)呈非平行状态，每个喷嘴(2)设置在相邻梯形板(1)之间，一组喷嘴(2)共用一根供气支管道(5)。
2.根据权利要求1所述的切向式双涡流SCR混合器，其特征在于：所述梯形板(1)向下且与来流烟气（6）呈30°～60°。
3.根据权利要求1所述的切向式双涡流SCR混合器，其特征在于：所述支撑梁(4)呈多边形框形结构，所述多边形的边数与梯形板(1)的数量相等。
4.根据权利要求1所述的切向式双涡流SCR混合器，其特征在于：所述混合器单元内的支撑杆(3)的数量为2～6个。
5.根据权利要求1所述的切向式双涡流SCR混合器，其特征在于：所述梯形板(1)是由耐磨耐腐蚀的金属制成。
6.根据权利要求1所述的切向式双涡流SCR混合器，其特征在于：所述喷嘴(2)设置在相领梯形板(1)之间顶边位置。
7.根据权利要求1所述的切向式双涡流SCR混合器，其特征在于：所述混合器单元内的梯形板(1)数量为2～8个。
8.根据权利要求1所述的切向式双涡流SCR混合器，其特征在于：所述所有供气支管道(5)与供气主管道相连。
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