CN104399615A - 雾化喷射装置 - Google Patents

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Beijing Guohua Electric Power Co Ltd
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    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact

Abstract

本发明公开一种雾化喷射装置，包括具有第一流体入口和第一流体出口的外管喷射件和具有第二流体入口和第二流体出口的内管喷射件，内管喷射件的至少主体段插设在外管喷射件内，且该主体段的外壁面与外管喷射件的内壁面相间隔，以形成沿流体流动方向依次布置的与第一流体入口连通的第一平直段、第一直径收缩段以及至少一部分位于该主体段的外壁面与外管喷射件之间且延伸至第一流体出口的第一缩小段，内管喷射件内部形成有沿流体流动方向依次布置的与第二流体入口连通的第二平直段、第二直径收缩段以及延伸至第二流体出口的第二缩小段，第二缩小段伸入第一缩小段内，该雾化喷射装置能够实现液体良好的雾化喷射，性能良好稳定。

Description

雾化喷射装置
技术领域
本发明涉及液体喷射技术领域，具体地，涉及一种液体的雾化喷射装置。 
背景技术
燃煤锅炉在运行中，需要对其产生的烟气进行一定的脱硝处理后再进行排放，目前燃煤锅炉的烟气脱硝主要采用选择性非催化还原(Selective non-Catalytic Reduction，SNCR)烟气脱硝技术，SNCR脱硝技术是把含有NHx基的还原剂(如氨水或尿素等)喷入炉膛或其他高温区的烟气中，该还原剂与烟气中的氮氧化物(NOx)发生选择性还原反应，生产H2O和N2，以实现降低NOX排放目的。 
在SNCR脱硝系统中，喷枪是至关重要的核心设备之一，喷枪性能的稳定是保证还原剂溶液与烟气充分混合的关键，而目前喷枪主要有机械雾化喷枪、空气雾化喷枪等。然而，这种类型的喷枪由于自身结构的限制，并且由于还原剂溶液具有一定的碱腐蚀性使送液管产生不同程度的堵塞，使还原剂输送阻力增大，导致最终喷出的雾化效果变差、脱硝效率降低、氨逃逸量增大等。 
发明内容
本发明的目的是提供一种雾化喷射装置，该雾化喷射装置能够实现液体良好的雾化喷射，性能良好稳定。 
为了实现上述目的，本发明提供一种雾化喷射装置，该雾化喷射装置包括具有第一流体入口和第一流体出口的外管喷射件和具有第二流体入口和第二流体出口的内管喷射件，所述内管喷射件的至少主体段插设在所述外管 喷射件内，且该主体段的外壁面与所述外管喷射件的内壁面相间隔，以形成沿流体流动方向依次布置的与所述第一流体入口连通的第一平直段、第一直径收缩段以及至少一部分位于该主体段的外壁面与所述外管喷射件之间且延伸至所述第一流体出口的第一缩小段，所述内管喷射件内部形成有沿流体流动方向依次布置的与所述第二流体入口连通的第二平直段、第二直径收缩段以及延伸至所述第二流体出口的第二缩小段，所述第二缩小段伸入所述第一缩小段内。 
通过上述技术方案，由于内管喷射件的至少主体段插设在外管喷射件内，以在两者之间形成第一平直段、第一直径收缩段和第一缩小段，并且内管喷射件的第二缩小段伸入到第一缩小段内，这样，使得内管喷射件和外管喷射件之间的流体在第一平直段内均匀流动，经过第一直径收缩段后，由于流通面积逐渐缩小，使得流体的流速逐渐加快，并在第一缩小段内形成流速稳定的快速流，同理，内管喷射件内的流体平稳流过第二平直段，并在第二直径收缩段内逐渐加速，随后在第二缩小段内形成流速稳定的快速流，这两个快速流在各自的流体出口处混合，形成混合均匀的流体喷射流。 
优选地，所述内管喷射件的外周面上形成有将所述内管喷射件支撑在所述外管喷射件内的环形凸缘，该环形凸缘上周向均布有多个流体开口。 
优选地，所述第一直径收缩段的内侧壁面与所述流体流动方向之间的夹角为30°-45°，所述第一直径收缩段的外侧壁面与所述流体流动方向之间的夹角为45°-60°，所述第二直径收缩段的壁面与所述流体流动方向之间的夹角为15°-30°。 
优选地，所述外管喷射件包括沿所述流体流动方向依次连接的外管和混合器外套，其中，所述外管上形成有所述第一流体入口，所述混合器外套的喷口形成为所述第一流体出口，所述混合器外套形成所述第一平直段的一部分、所述第一直径缩小段和所述第一缩小段，所述外管形成有所述第一平直 段的另一部分。 
优选地，所述外管喷射件还包括连接在所述第一缩小段处的喷嘴头。 
优选地，所述喷嘴头通过喷射套筒连接在所述第一缩小段处。 
优选地，所述第二缩小段穿过所述第一缩小段和所述喷射套筒并延伸至所述喷嘴头内。 
优选地，所述外管通过连接头与所述混合器外套连接，所述外管和所述连接头共同形成有所述第一平直段的所述另一部分。 
优选地，所述内管喷射件包括沿所述流体流动方向依次连接的内管和混合器内套，其中，所述内管上形成有所述第二流体入口，所述混合器内套的背向所述内管的一端端口形成为所述第二流体出口，所述混合器内套形成有所述第二平直段的一部分、所述第二直径减小段以及所述第二缩小段，所述内管形成有所述第二平直段的另一部分。 
优选地，所述外管的管壁上形成有所述第一流体入口，且所述第一流体入口相连有气管接头，所述内管的露出段的端口形成为第二流体入口且连接有液管接头。 
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中： 
图1是本发明具体实施方式提供的雾化喷射装置的剖视结构示意图； 
图2是本发明雾化喷射装置的混合器内套的结构示意图； 
图3是图2中的d-d剖视图； 
图4是本发明雾化喷射装置的混合器外套的结构示意图； 
图5是本发明具体实施方式提供的另一种雾化喷射装置的剖视结构示意图； 
图6是本发明具体实施方式提供的另一种雾化喷射装置的剖视结构示意图； 
图7是本发明具体实施方式提供的再一种雾化喷射装置的剖视结构示意图。 
附图标记说明 
1-外管喷射件，2-内管喷射件，3-环形凸缘，4-流体开口，5-内侧壁面，6-外侧壁面，7-壁面，8-外管，9-混合器外套，10-喷嘴头，11-第一平直段，12-第一直径收缩短，13-第一缩小段，14-连接头，15-喷射套筒，16-内管，17-混合器内套，18-气管接头，19-液管接头，20-第一流体入口，21-第二平直段，22-第二直径收缩段，23-第二缩小段。 
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。 
如图1、5、6和7所示，本发明具体实施方式提供的雾化喷射装置包括外管喷射件1和内管喷射件2，其中， 
外管喷射件1具有第一流体入口20和第一流体出口，内管喷射件2具有第二流体入口和第二流体出口，内管喷射件2的至少主体段插设在外管喷射件1内，且该主体段的外壁面与外管喷射件1的内壁面相间隔，以在两者之间形成沿流体流动方向依次布置的与第一流体入口20连通的第一平直段11、第一直径收缩段12以及至少一部分位于该主体段的外壁面与外管喷射件1之间且延伸至所述第一流体出口的第一缩小段13，而内管喷射件2内部 形成有沿流体流动方向依次布置的与所述第二流体入口连通的第二平直段21、第二直径收缩段22以及延伸至所述第二流体出口的第二缩小段23，第二缩小段23伸入第一缩小段13内。 
这样，由于内管喷射件的至少主体段插设在外管喷射件内，以在两者之间形成第一平直段、第一直径收缩段和第一缩小段，并且内管喷射件的第二缩小段伸入到第一缩小段内，使得内管喷射件和外管喷射件之间的流体例如具有设定压力的蒸汽在第一平直段内均匀流动，经过第一直径收缩段后，由于流通面积逐渐缩小，使得流体的流速逐渐加快，并在第一缩小段内形成流速稳定的快速流，同理，内管喷射件内的流体例如液体平稳流过第二平直段，并在第二直径收缩段内逐渐加速，随后在第二缩小段内形成流速稳定的快速流，这两个快速流在各自的流体出口处混合，形成混合均匀的液体喷射气雾。例如，液体能够被雾化喷射成颗粒均匀的气雾。 
如图5或6所示，优选地，第二缩小段23伸入到第一缩小段13内，并朝向第一缩小段13的出口段延伸，优选地延伸至第一缩小段13的整个长度，以增加第二缩小段23的管壁和第一缩小段13的内壁之间的流体通道的接触长度，该流体通道横截面为环形形状，这样，在第一缩小段13内将形成更快速平稳的流体流动，同时，第二缩小段23内也将形成更快速平稳的流体流动，从而在第一缩小段13的出口和第二缩小段23的出口处，也就是第一流体出口和第二流体出口处混合形成良好的液体雾化喷射效果。 
进一步，为了能够将内管喷射件2保持在外管喷射件1内部形成第一平直段11、第一直径收缩段12和第一缩小段13，并对流体的流动不造成影响，优选地，如图1、2和3所示，内管喷射件2的外周面上形成有环形凸缘3，该环形凸缘3将内管喷射件2支撑在外管喷射件1内，且该环形凸缘3上周向均布有多个流体开口4，以便于流体通过。另外，流体开口4的数量优选地为6个，具体如图3所示，但是，根据所需的喷射效果，可以对其进行相 应的增减。 
进一步地，如图1、2和4所示，第一直径收缩段12的内侧壁面5与所述流体流动方向之间的夹角A为30°-45°，第一直径收缩段12的外侧壁面6与所述流体流动方向之间的夹角C为45°-60°，第二直径收缩段22的壁面7与所述流体流动方向之间的夹角B为15°-30°，更优选地，夹角A设置为31°，夹角B设置为20°，夹角C设置为55°，以使第一直径收缩段12和第二直径收缩段22内的流体的流速更易于平稳地加快，并在第一缩小段13和第二缩小段23内形成更平稳的流体流动。 
如图1和6所示，外管喷射件1的一种结构形式中，该外管喷射件1包括沿所述流体流动方向依次连接的外管8和混合器外套9，混合器外套9的结构可以如图4所示，其中，外管8上形成有第一流体入口20，混合器外套9的喷口形成为所述第一流体出口，混合器外套9形成第一平直段11的一部分、第一直径缩小段12和第一缩小段13，外管8形成有第一平直段11的另一部分。 
外管8和混合器外套9可以固定连接，例如可以通过焊接的方式连接在一起，也可以一体形成，或者，优选地，外管8和混合器外套9可以通过螺纹配合的方式来可拆卸地连接，以便于维护更换外管8或混合器外套9。 
进一步地，如图6和7所示，外管喷射件1还包括连接在第一缩小段13处的喷嘴头10。此时，在图6所示的结构中，由于第二缩小段23伸入到第一缩小段13内并延伸至第一缩小段13的整个长度，并且在两者的端口处连接有喷嘴头10，使得从第一缩小段13和第二缩小段23流出的流体在第一缩小段13和第二缩小段23的端口处雾化喷射形成液体颗粒均匀良好的气雾，同时，该气雾再通过喷嘴头10进行喷射，以进一步形成更良好的气雾。而在图7所示的结构中，第二缩小段23伸入到第一缩小段13内但并未延伸至第一缩小段13的整个长度，这样，从第一缩小段13和第二缩小段23流出 的流体在第一缩小段13和第二缩小段23的端口处雾化喷射形成液体颗粒均匀良好的气雾，该气雾继续沿着第一缩小段13的剩余部分流动，并最终通过喷嘴头10进行喷射，以进一步形成更良好的气雾。 
更进一步地，如图1和5所示，喷嘴头10通过喷射套筒15连接在第一缩小段13处。优选地，第二缩小段23穿过第一缩小段13和喷射套筒15并延伸至喷嘴头10内，以进一步延长流体流动的路径，以形成更平稳的快速流体流动。 
进一步，如图1所示为了便于外管8与混合器外套9的连接，优选地，外管8通过连接头14与混合器外套9连接，外管8和连接头14共同形成有第一平直段11的所述另一部分。优选地，外管8、连接头14和混合器外套9形成第一平直段11的部分的内径相同，以形成连续平滑的流体通道。 
另外，如图1所示，内管喷射件2的一种结构形式中，内管喷射件2包括沿所述流体流动方向依次连接的内管16和混合器内套17，其中，内管16上形成有所述第二流体入口，混合器内套17的背向内管16的一端端口形成为所述第二流体出口，如图2所示，混合器内套17形成有所述第二平直段21的一部分、第二直径减小段22以及第二缩小段23，内管16形成有第二平直段21的另一部分。 
如图2所示，混合器内套17上可形成有环形凸缘3。 
进一步地，外管8的管壁上形成有第一流体入口20，且第一流体入口20相连有气管接头18，以将第一平直段、第一直径收缩段和第一缩小段配置为气体流道，例如压缩气体流道，而内管16的露出段的端口形成为第二流体入口且连接有液管接头19，以将第二平直段、第二直径收缩段和第二缩小段配置为液体流道，例如NCR脱硝系统中使用的氨水或尿素还原剂溶液。 
本发明的雾化喷射装置可用于燃煤锅炉的NCR脱硝系统中，例如，可以将外管喷射件1配置为输送设定压力的蒸汽的气体流道，而将内管喷射件 2配置为输送尿素溶液的液体流道，以在两者的第一缩小段和第二缩小段的交汇处，设定压力的蒸汽能够将尿素溶液雾化进行喷射，以形成较容易发生反应的均匀气雾，气雾在炉内与烟气中氮氧化物有效充分接触后，发生有效的化学反应，最终消耗烟气中的氮氧化物，实现烟气中氮氧化物的部分脱除。 
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围 
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。 
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。 

Claims (10)

1.一种雾化喷射装置，其特征在于，包括具有第一流体入口和第一流体出口的外管喷射件(1)和具有第二流体入口和第二流体出口的内管喷射件(2)，所述内管喷射件(2)的至少主体段插设在所述外管喷射件(1)内，且该主体段的外壁面与所述外管喷射件(1)的内壁面相间隔，以形成沿流体流动方向依次布置的与所述第一流体入口连通的第一平直段(11)、第一直径收缩段(12)以及至少一部分位于该主体段的外壁面与所述外管喷射件(1)之间且延伸至所述第一流体出口的第一缩小段(13)，所述内管喷射件(2)内部形成有沿流体流动方向依次布置的与所述第二流体入口连通的第二平直段(21)、第二直径收缩段(22)以及延伸至所述第二流体出口的第二缩小段(23)，所述第二缩小段(23)伸入所述第一缩小段(13)内。
2.根据权利要求1所述的雾化喷射装置，其特征在于，所述内管喷射件(2)的外周面上形成有将所述内管喷射件(2)支撑在所述外管喷射件(1)内的环形凸缘(3)，该环形凸缘(3)上周向均布有多个流体开口(4)。
3.根据权利要求1所述的雾化喷射装置，其特征在于，所述第一直径收缩段(12)的内侧壁面(5)与所述流体流动方向之间的夹角为30°-45°，所述第一直径收缩段(12)的外侧壁面(6)与所述流体流动方向之间的夹角为45°-60°，所述第二直径收缩段(22)的壁面(7)与所述流体流动方向之间的夹角为15°-30°。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的雾化喷射装置，其特征在于，所述外管喷射件(1)包括沿所述流体流动方向依次连接的外管(8)和混合器外套(9)，其中，所述外管(8)上形成有所述第一流体入口(20)，所述混合器外套(9)的喷口形成为所述第一流体出口，所述混合器外套(9)形成所述第一平直段(11)的一部分、所述第一直径缩小段(12)和所述第一缩小段(13)，所述外管(8)形成有所述第一平直段(11)的另一部分。
5.根据权利要求4所述的雾化喷射装置，其特征在于，所述外管喷射件(1)还包括连接在所述第一缩小段(13)处的喷嘴头(10)。
6.根据权利要求5所述的雾化喷射装置，其特征在于，所述喷嘴头(10)通过喷射套筒(15)连接在所述第一缩小段(13)处。
7.根据权利要求6所述的雾化喷射装置，其特征在于，所述第二缩小段(23)穿过所述第一缩小段(13)和所述喷射套筒(15)并延伸至所述喷嘴头(10)内。
8.根据权利要求4所述的雾化喷射装置，其特征在于，所述外管(8)通过连接头(14)与所述混合器外套(9)连接，所述外管(8)和所述连接头(14)共同形成有所述第一平直段(11)的所述另一部分。
9.根据权利要求4所述的雾化喷射装置，其特征在于，所述内管喷射件(2)包括沿所述流体流动方向依次连接的内管(16)和混合器内套(17)，其中，所述内管(16)上形成有所述第二流体入口，所述混合器内套(17)的背向所述内管的一端端口形成为所述第二流体出口，所述混合器内套(17)形成有所述第二平直段(21)的一部分、所述第二直径减小段(22)以及所述第二缩小段(23)，所述内管(16)形成有所述第二平直段(21)的另一部分。
10.根据权利要求9所述的雾化喷射装置，其特征在于，所述外管(8)的管壁上形成有所述第一流体入口(20)，且所述第一流体入口(20)相连有气管接头(18)，所述内管(16)的露出段的端口形成为第二流体入口且连接有液管接头(19)。
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