CN108284035A - 一种防止喷枪喷嘴结垢的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防止喷枪喷嘴结垢的系统,包括喷枪、压缩空气雾化装置、隔热装置、冷却循环装置和气幕装置和控制装置,喷枪上设置有喷嘴,气幕装置在从喷嘴喷射出的射流外围形成一层将射流和高温烟气隔绝的气体隔离层。还公开了一种防止喷枪喷嘴结垢的方法,通过本发明系统和方法,不需要对脱硫废水进行化学软化处理,也可以有效的解决喷嘴因结垢而出现的堵塞问题。

Description

一种防止喷枪喷嘴结垢的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种防止喷枪喷嘴结垢的系统和方法。
背景技术
在湿法烟气脱硫废水直接喷雾干燥工艺中,脱硫废水在雾化过程中,存在由于脱硫废水中颗粒物和溶解性盐析物而结垢堵塞喷枪喷嘴的问题。现有技术中,通过在脱硫废水中加入软化剂的化学方法,来降低喷枪喷嘴结垢的频率,同时采取人工不定时冲洗喷嘴和清理的方式来克服喷枪喷嘴堵塞的问题。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种防止喷枪喷嘴结垢的系统和方法,不需要对脱硫废水进行化学软化处理,也可以有效的解决喷嘴因结垢而出现的堵塞问题。
为解决上述技术问题,本发明采用如下的技术方案:一种防止喷枪喷嘴结垢的系统,包括喷枪、压缩空气雾化装置、隔热装置、冷却循环装置和气幕装置和控制装置,喷枪上设置有喷嘴,气幕装置在从喷嘴喷射出的射流外围形成一层将射流和高温烟气隔绝的气体隔离层。高温烟气来自电厂烟道。
前述的一种防止喷枪喷嘴结垢的系统中,还包括温度检测装置,温度检测装置设置在冷却循环装置中,温度检测装置与控制装置连接。
前述的一种防止喷枪喷嘴结垢的系统中,所述温度检测装置为测温热电偶,设置在冷却循环装置中。
前述的一种防止喷枪喷嘴结垢的系统中,所述气体隔离层通过气幕装置由压缩空气形成。压缩空气形成的气体隔离层能够有效防止在距离喷嘴出口100mm范围内形成射流的雾滴与高温烟气接触。
前述的一种防止喷枪喷嘴结垢的系统中,所述气体隔离层与喷嘴喷射的射流之间设有夹角α,夹角α的角度大于15°。使气体隔离层与喷嘴喷射的射流之间的夹角大于15°,能够增大气体隔离层的隔离效果,阻隔形成射流的雾滴与高温烟气的接触。
前述的一种防止喷枪喷嘴结垢的系统中,所述气体隔离层为空心锥状。空心锥状的气体隔离层,阻隔射流与高温烟气的接触,使形成射流的雾滴在距离喷嘴出口100mm范围内不会与高温烟气接触。
前述的一种防止喷枪喷嘴结垢的系统中,所述喷枪的材质为镍基合金。喷枪采用镍基合金制成,能够防止液态流体中的物质与其发生化学反应,避免其作为化学反应污垢的催化剂,从而减弱污垢的形成,降低喷嘴结垢的频率。
前述的一种防止喷枪喷嘴结垢的系统中,所述喷嘴的孔径为5mm~10mm。脱硫废水含有石膏固体颗粒,采用5mm~10mm孔径的喷嘴,可以避免石膏固体颗粒及其它颗粒物堵塞喷嘴。
前述的一种防止喷枪喷嘴结垢的系统中,所述隔热装置包括隔热层,所述隔热层贴覆在喷枪内壁上。
一种防止喷枪喷嘴结垢的方法,通过冷却循环装置向喷枪中通入冷却水,利用冷却水吸收喷枪内隔热层上的热量,并快速排放到喷枪外;通过压缩空气雾化装置向喷嘴喷出的液滴中加入压缩空气,并控制压缩空气的压力,雾化液滴,雾化后的液滴直径为40~50微米,被雾化的液滴在喷射过程中与气体隔离层不接触。
与现有技术相比,本发明系统通过压缩空气雾化装置向喷嘴喷出的液滴中加入压缩空气,雾化液滴,利用隔热装置降低高温烟气对喷枪喷嘴的影响,防止高温烟气的热量传递到喷嘴处的被雾化液滴上,避免液滴中的溶解性金属盐进一步析出粘附在喷嘴上而堵塞喷嘴;通过气幕装置在从喷嘴喷射出的射流外围形成一层将射流和高温烟气隔绝的气体隔离层,通过该气体隔离层将从喷嘴喷射出的射流和高温烟气进行隔绝,使得在喷枪的射流回流区域最外侧的雾化液滴与高温烟气的接触减缓,从而阻碍液滴中溶解盐和灰尘形成的容易粘附的物质回流到喷枪喷嘴上,进一步防止了喷嘴被堵塞;通过冷却装置吸收从隔热层传递的热量,并快速排放到喷枪外,从而防止了喷枪周围的环境温度升高,避免了因喷嘴周围温度过高而使雾化液滴在喷嘴处结晶析出堵塞喷嘴的问题,同时保证了液滴的雾化效果。使用本发明方法能够解决喷嘴堵塞的问题。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的结构示意图。
附图标记:1-喷枪,2-压缩空气雾化装置,3-隔热装置,4-冷却循环装置,5-气幕装置,6-喷嘴,7-气体隔离层,8-隔热层,9-控制装置,10-温度检测装置。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
实施例1:一种防止喷枪喷嘴结垢的系统,包括喷枪1、压缩空气雾化装置2、隔热装置3、冷却循环装置4和气幕装置5和控制装置9,喷枪1上设置有喷嘴6,气幕装置5在从喷嘴6喷射出的射流外围形成一层将射流和高温烟气隔绝的气体隔离层7,该高温烟气来自电厂烟道。
实施例2:一种防止喷枪喷嘴结垢的系统,包括喷枪1、压缩空气雾化装置2、隔热装置3、冷却循环装置4和气幕装置5和控制装置9,喷枪1上设置有喷嘴6,气幕装置5在从喷嘴6喷射出的射流外围形成一层将射流和高温烟气隔绝的气体隔离层7,该高温烟气来自电厂烟道;该系统还包括温度检测装置10,温度检测装置10设置在冷却循环装置4中,温度检测装置10与控制装置9连接。
实施例3:一种防止喷枪喷嘴结垢的系统,包括喷枪1、压缩空气雾化装置2、隔热装置3、冷却循环装置4和气幕装置5和控制装置9,所述喷枪1上设置有孔径为5mm的喷嘴6,气幕装置5在从喷嘴6喷射出的射流外围形成一层将射流和高温烟气隔绝的气体隔离层7,该高温烟气来自电厂烟道;该系统还包括温度检测装置10,温度检测装置10设置在冷却循环装置4中,温度检测装置10与控制装置9连接。温度检测装置10为设置在冷却循环装置4中的测温热电偶。
实施例4:一种防止喷枪喷嘴结垢的系统,包括喷枪1、压缩空气雾化装置2、隔热装置3、冷却循环装置4和气幕装置5和控制装置9,喷枪1上设置有喷嘴6,气幕装置5在从喷嘴6喷射出的射流外围形成一层将射流和高温烟气隔绝的气体隔离层7,该高温烟气来自电厂烟道;该系统还包括设置在冷却循环装置4中的温度检测装置10,温度检测装置10与控制装置9连接。温度检测装置10为设置在冷却循环装置4中的测温热电偶。气体隔离层7通过气幕装置5由压缩空气形成。具体的,喷嘴6的孔径为8mm。气体隔离层7与喷嘴6喷射的射流之间设有夹角α,夹角α的角度大于15°。
实施例5:一种防止喷枪喷嘴结垢的系统,包括喷枪1、压缩空气雾化装置2、隔热装置3、冷却循环装置4和气幕装置5和控制装置9,喷枪1上设置有喷嘴6,气幕装置5在从喷嘴6喷射出的射流外围形成一层将射流和高温烟气隔绝的气体隔离层7,该高温烟气来自电厂烟道;该系统还包括温度检测装置10为设置在冷却循环装置4中的测温热电偶,温度检测装置10与控制装置9连接。温度检测装置10为测温热电偶,设置在冷却循环装置4中。喷枪1的材质为镍基合金。喷嘴6的孔径为10mm。隔热装置3包括隔热层8,隔热层8贴覆在喷枪1内壁上。具体的,气体隔离层7与喷嘴6喷射的射流之间设有角度为18°的夹角α。
一种防止喷枪喷嘴结垢的方法,通过冷却循环装置4向喷枪1中通入冷却水,利用冷却水吸收喷枪1内隔热层8上的热量,并快速排放到喷枪1外;通过压缩空气雾化装置2向喷嘴6喷出的液滴中加入压缩空气,并控制压缩空气的压力,雾化液滴,雾化后的液滴直径为40~50微米,被雾化的液滴在喷射过程中与气体隔离层7不接触。
本发明系统的工作原理:
双流体喷射:喷枪1采用双流体设计,雾化结构采用气注式旋流雾化工作原理。
喷枪1的头部设置有混合室,混合室用于将压缩空气与需要被雾化的液态工作介质进行混合雾化。喷枪1包括外层气路和内层气路。压缩空气经外层气路被输送到混合室,在通过优化的固定流道后形成高速旋涡气流,而液态工作介质通过喷枪1的中间孔输送到喷枪1头部的混合室。在混合室内,高速旋涡气流对从中间孔喷射而出的液体有强烈的切向剪切力和冲击力(在中间孔喷射口处),从而能将液态工作介质破碎,液态工作介质第一次雾化,形成雾化液滴,雾化液滴与压缩空气在混合室内高速混合为气液流。高速混合后的气液流在混合室内形成文丘里减速膨胀,形成第二次雾化,最后在喷嘴6出口的文丘里喷孔处形成第三次雾化,然后喷射出雾化液滴,喷射形状为圆锥状,喷射持续不断则形成射流。通过压缩空气雾化装置2输送压缩空气并控制压缩空气的压力,实现液滴的雾化。通过控制压缩空气的压力,实际上可以控制切向剪切压缩空气的流动特性,最终实现液滴雾化的效果,压力越高,雾化后的液滴直径越小。
本发明通过三重隔绝防止喷嘴6结垢堵塞:
第一,从喷嘴6高速(瞬时流速超过音速)的液滴防止小颗粒的固体(废水中的)在喷嘴6喷射口堵塞喷嘴6;
第二,在喷枪1的喷嘴6前方设置有压缩空气形成的气体隔离层7。压缩空气形成的气体隔离层能够有效防止在距离喷嘴6出口100mm范围内形成射流的雾滴与高温烟气接触,防止在隔离范围外的射流与高温烟气接触后形成的具有粘黏性的物质回流,避免其粘附在喷枪1上,因积多而堵塞喷嘴6。
由于现有技术中的喷枪1在喷嘴6前方未设置该气体隔离层7,因此高速喷射而出呈圆锥状的射流在其外延的少量液滴会在距离喷嘴6不远处的涡流区向外扩散,并形成涡流向后卷吸,导致微量的液滴会向后流动粘附在喷嘴6上。
第三,隔热装置3和冷却循环装置4防止喷射的废水由于处于高温热风(320℃~400℃)环境下,其喷射介质升温,特别是在喷射出口形成雾状小颗粒后快速被高温烟气蒸发后形成的颗粒堵塞喷嘴6。而采用隔热装置3和冷却循环装置4后,废水在喷枪1中水温不会升高,这样不会在喷枪1内部析出溶解性金属盐。
本发明由于设置气体隔离层7使得被雾化后的液滴(雾滴)在喷嘴6处无法与高温烟气接触,能够阻止雾滴进行换热,这样使得雾滴在离开喷枪1大约10cm~15cm后再与高温烟气接触,此后由于雾滴与高温热烟气接触而析出的金属盐亦无法再粘附在喷嘴6上,从而不会再造成喷嘴6的堵塞,从而降低了喷嘴6的结垢率。

Claims (10)

1.一种防止喷枪喷嘴结垢的系统,其特征在于,包括喷枪(1)、压缩空气雾化装置(2)、隔热装置(3)、冷却循环装置(4)和气幕装置(5)和控制装置(9),所述喷枪(1)上设置有喷嘴(6),所述气幕装置(5)在从喷嘴(6)喷射出的射流外围形成一层将射流和高温烟气隔绝的气体隔离层(7)。
2.根据权利要求1所述的一种防止喷枪喷嘴结垢的系统,其特征在于,还包括温度检测装置(10),所述温度检测装置(10)设置在冷却循环装置(4)中,温度检测装置(10)与控制装置(9)连接。
3.根据权利要求2所述的一种防止喷枪喷嘴结垢的系统,其特征在于,所述温度检测装置(10)为测温热电偶,设置在冷却循环装置(4)中。
4.根据权利要求1所述的一种防止喷枪喷嘴结垢的系统,其特征在于,所述气体隔离层(7)通过气幕装置(5)由压缩空气形成。
5.根据权利要求1所述的一种防止喷枪喷嘴结垢的系统,其特征在于,所述气体隔离层(7)与喷嘴(6)喷射的射流之间设有夹角α,夹角α的角度大于15°。
6.根据权利要求1所述的一种防止喷枪喷嘴结垢的系统,其特征在于,所述气体隔离层为空心锥状。
7.根据权利要求1所述的一种防止喷枪喷嘴结垢的系统,其特征在于,所述喷枪(1)的材质为镍基合金。
8.根据权利要求1所述的一种防止喷枪喷嘴结垢的系统,其特征在于,所述喷嘴(6)的孔径为5mm~10mm。
9.根据权利要求1所述的一种防止喷枪喷嘴结垢的系统,其特征在于,所述隔热装置(3)包括隔热层(8),所述隔热层(8)贴覆在喷枪(1)内壁上。
10.根据权利要求1~9任一项权利要求所述的一种防止喷枪喷嘴结垢的方法,其特征在于,通过冷却循环装置(4)向喷枪(1)中通入冷却水,利用冷却水吸收喷枪(1)内隔热层(8)上的热量,并快速排放到喷枪(1)外;通过压缩空气雾化装置(2)向喷嘴(6)喷出的液滴中加入压缩空气,并控制压缩空气的压力,雾化液滴,雾化后的液滴直径为40~50微米,被雾化的液滴在喷射过程中与气体隔离层(7)不接触。
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