CN109289573A - 一种应用于脱硝系统的气体混合装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于脱硝系统的气体混合装置,包括烟道、喷氨装置和储液罐，烟道与省煤器连接，烟道包括上升烟道和水平烟道，上升烟道中间段位的管壁上设有左侧弧形面壁和右侧弧形面壁，喷氨装置设置在上升烟道中间段位处，喷氨装置经管道与所述储液罐连接。还公开了一种应用于脱硝系统的气体混合方法。本发明结构简单，通过在烟道的上升烟道中设置喷氨装置，利用烟气通过喷氨装置后产生的回流区，使氨气与烟气充分均匀的混合。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于脱硝系统的气体混合装置及方法，属于烟气脱硝(即NOx脱除)技术领域。
背景技术
目前在大型电厂中使用的烟气脱硝技术主要是SCR(选择性催化还原法，Selective Catalytic Reduction，简称SCR)技术，SCR技术通常是把尿素等含氨基的还原剂喷入到锅炉炉膛内，让其在高温环境下快速热解成NH3(氨气)，并与烟气中的NOx(氮氧化物)发生反应生成无毒无害的N2和H2O，达到脱除毒性NOx的目的。在SCR技术中，影响系统脱硝效率的主要因素有氨气烟气混合情况、烟气流场均匀性等。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种应用于脱硝系统的气体混合装置，能够提高氨气与烟气的混合效果，优化烟气整体流场的均匀性，提高系统脱硝效率。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种应用于脱硝系统的气体混合装置，包括烟道、喷氨装置和储液罐，烟道与省煤器连接，烟道包括上升烟道和水平烟道，上升烟道中间段位的管壁上设有左侧弧形面壁和右侧弧形面壁，喷氨装置设置在上升烟道中间段位处，喷氨装置经管道与所述储液罐连接。烟道用于从省煤器中引入烟气。氨气从喷氨装置中进入烟道与烟气混合。烟气在上升烟道段与氨气混合。在水平烟道段烟气与氨气的混合物达到自然平稳的流态。设置左侧弧形面壁和右侧弧形面壁，以便于在上升烟道段安装喷氨装置。
前述的一种应用于脱硝系统的气体混合装置，所述喷氨装置包括筒状壳体、柱体和多个喷嘴，所述喷嘴设置在筒状壳体内，所述柱体设置在筒状壳体内。柱体用于减少壳体中尿素溶液的存储量，喷嘴用于向回流区内喷射氨气，使氨气与烟气混合。
前述的一种应用于脱硝系统的气体混合装置，所述筒状壳体的中心轴垂直于上升烟道的中心轴。时筒状壳体与上升烟道垂直设置，以便于将氨气通过设置在筒状壳体内的喷嘴中喷射到上升烟道中。
前述的一种应用于脱硝系统的气体混合装置，所述喷嘴沿z轴正方向均匀排列设置。沿z轴正方向均匀排列设置的喷嘴能够提高所喷氨气的穿透性，提高氨气与烟气的混合效果
前述的一种应用于脱硝系统的气体混合装置，所述柱体的截面为圆形状、正方形状或菱形状。
前述的一种应用于脱硝系统的气体混合装置，所述筒状壳体的截面为圆形状，筒状壳体与左侧弧形面壁之间距离a等于与右侧弧形面壁之间的距离b。当在上升烟道中横向的烟气速度不均匀时，通过调节两侧的距离，保证横向烟气速度的均匀性。
前述的一种应用于脱硝系统的气体混合装置，所述筒状壳体的截面为圆形状，筒状壳体与左侧弧形面壁之间距离a大于与右侧弧形面壁之间的距离b。
前述的一种应用于脱硝系统的气体混合装置，所述筒状壳体的截面为圆形状，筒状壳体与左侧弧形面壁之间距离a小于与右侧弧形面壁之间的距离b。
前述的一种应用于脱硝系统的气体混合装置，所述烟道内的至少1个弯道段处设置有导流板，管道上设置有计量泵。通过计量泵调节还原剂流量，以控制烟气与氨气比例。通过导流板对流经弯道段的烟气进行分割，改变烟气的运动方向，避免烟气发生局部富集，保证烟气速度的分布均匀度。
一种应用于脱硝系统的气体混合，包括以下步骤：烟气从省煤器流出，经调节烟气均流速度的导流板，进入上升烟道；打开计量泵，将汽化后的氨气通过喷氨装置喷入上升管道中；进入上升烟道段的烟气从喷氨装置的筒状壳体两侧流过，部分烟气进入回流区；进入回流区的烟气与从喷氨装置喷出的氨气混合，形成混合气体；混合气体经水平管道输送至整流格栅。
与现有技术相比，本发明氨气与烟气的混合装置结构简单，通过在烟道的上升烟道中设置喷氨装置，利用烟气通过喷氨装置后产生的回流区，使氨气与烟气充分均匀的混合。本发明方法在利用流体力学的基础上充分利用边界层和回流区，增强了喷氨装置气体穿透性和氨气与烟气的混合程度，并进一步优化了烟气整体流场的均匀性。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的结构示意图；
图2是本发明的喷氨装置的结构示意图。
附图标记：1-烟道，2-喷氨装置，3-储液罐，4-省煤器，5-上升烟道，6-水平烟道，7-筒状壳体，8-柱体，9-喷嘴，10-管道，11-左侧弧形面壁，12-右侧弧形面壁，13-导流板。
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1：一种应用于脱硝系统的气体混合装置，包括烟道1、喷氨装置2和储液罐3，所述烟道1与省煤器4连接，所述烟道1包括上升烟道5和水平烟道6，所述上升烟道5中间段位的管壁上设有左侧弧形面壁11和右侧弧形面壁12，所述喷氨装置2设置在上升烟道5中间段位处，所述喷氨装置2经管道10与所述储液罐3连接。
实施例2：一种应用于脱硝系统的气体混合装置，包括烟道1、喷氨装置2和储液罐3，所述烟道1与省煤器4连接，所述烟道1包括上升烟道5和水平烟道6，所述上升烟道5中间段位的管壁上设有左侧弧形面壁11和右侧弧形面壁12，所述喷氨装置2设置在上升烟道5中间段位处，所述喷氨装置2经管道10与所述储液罐3连接。
喷氨装置2包括筒状壳体7、柱体8和多个喷嘴9，所述喷嘴9设置在筒状壳体7内，所述柱体8设置在筒状壳体7内。
实施例3：一种应用于脱硝系统的气体混合装置，包括烟道1、喷氨装置2和储液罐3，所述烟道1与省煤器4连接，所述烟道1包括上升烟道5和水平烟道6，所述上升烟道5中间段位的管壁上设有左侧弧形面壁11和右侧弧形面壁12，所述喷氨装置2设置在上升烟道5中间段位处，所述喷氨装置2经管道10与所述储液罐3连接。
喷氨装置2包括筒状壳体7、柱体8和多个喷嘴9，所述喷嘴9设置在筒状壳体7内，所述柱体8设置在筒状壳体7内。筒状壳体7的中心轴垂直于上升烟道5的中心轴。喷嘴9沿z轴正方向均匀排列设置。沿z轴正方向均匀排列设置的喷嘴能够提高所喷氨气的穿透性，提高氨气与烟气的混合效果柱体8的截面为圆形状、正方形状或菱形状。
筒状壳体7的截面为圆形状，所述筒状壳体7与左侧弧形面壁11之间距离a等于与右侧弧形面壁12之间的距离b。烟道1内的至少1个弯道段处设置有导流板13，所述管道10上设置有计量泵10。
实施例4：一种应用于脱硝系统的气体混合装置，包括烟道1、喷氨装置2和储液罐3，所述烟道1与省煤器4连接，所述烟道1包括上升烟道5和水平烟道6，所述上升烟道5中间段位的管壁上设有左侧弧形面壁11和右侧弧形面壁12，所述喷氨装置2设置在上升烟道5中间段位处，所述喷氨装置2经管道10与所述储液罐3连接。
喷氨装置2包括筒状壳体7、柱体8和多个喷嘴9，所述喷嘴9设置在筒状壳体7内，所述柱体8设置在筒状壳体7内。筒状壳体7的中心轴垂直于上升烟道5的中心轴。喷嘴9沿z轴正方向均匀排列设置。沿z轴正方向均匀排列设置的喷嘴能够提高所喷氨气的穿透性，提高氨气与烟气的混合效果柱体8的截面为圆形状、正方形状或菱形状。
筒状壳体7的截面为圆形状，所述筒状壳体7与左侧弧形面壁11之间距离a等于与右侧弧形面壁12之间的距离b。烟道1内的至少1个弯道段处设置有导流板13，所述管道10上设置有计量泵10。
实施例5：一种应用于脱硝系统的气体混合装置，包括烟道1、喷氨装置2和储液罐3，所述烟道1与省煤器4连接，所述烟道1包括上升烟道5和水平烟道6，所述上升烟道5中间段位的管壁上设有左侧弧形面壁11和右侧弧形面壁12，所述喷氨装置2设置在上升烟道5中间段位处，所述喷氨装置2经管道10与所述储液罐3连接。
喷氨装置2包括筒状壳体7、柱体8和多个喷嘴9，所述喷嘴9设置在筒状壳体7内，所述柱体8设置在筒状壳体7内。筒状壳体7的中心轴垂直于上升烟道5的中心轴。喷嘴9沿z轴正方向均匀排列设置。沿z轴正方向均匀排列设置的喷嘴能够提高所喷氨气的穿透性，提高氨气与烟气的混合效果柱体8的截面为圆形状、正方形状或菱形状。筒状壳体7的截面为圆形状，所述筒状壳体7与左侧弧形面壁11之间距离a大于与右侧弧形面壁12之间的距离b。
进一步的，筒状壳体7的截面为圆形状，所述筒状壳体7与左侧弧形面壁11之间距离a小于与右侧弧形面壁12之间的距离b。具体的筒状壳体7可以采用圆形钢管。
进一步的，烟道1内的至少1个弯道段处设置有导流板13，所述管道10上设置有计量泵10。
实施例6：一种应用于脱硝系统的气体混合方法，包括以下步骤：将烟气从省煤器引出，经调节烟气均流速度的导流板，进入上升烟道；打开计量泵，将汽化后的氨气通过喷氨装置喷入上升管道中；进入上升烟道段的烟气从喷氨装置的筒状壳体两侧流过，部分烟气进入回流区(如图所示，回流区)；进入回流区的烟气与从喷氨装置喷出的氨气混合，形成混合气体；混合气体经水平管道输送至整流格栅。
本发明装置的工作原理：在烟气通过上升烟道进入流过喷氨装置时，由于喷氨装置的阻挡作用，烟气会在筒状壳体弧面后半面形成回流区，这时经过烟气加热释放出的氨气通过喷嘴喷入回流区内，在回流区与烟气进行充分混合。
通过调整喷氨装置与左侧弧形面壁、右侧弧形面壁之间的距离，可以调整因烟道1弯道段所带来的烟气流速不均的问题，同时也可以增强氨气与烟气的混合效果。
Claims (10)
1.一种应用于脱硝系统的气体混合装置，其特征在于，包括烟道(1)、喷氨装置(2)和储液罐(3)，所述烟道(1)与省煤器(4)连接，所述烟道(1)包括上升烟道(5)和水平烟道(6)，所述上升烟道(5)中间段位的管壁上设有左侧弧形面壁(11)和右侧弧形面壁(12)，所述喷氨装置(2)设置在上升烟道(5)中间段位处，所述喷氨装置(2)经管道(10)与所述储液罐(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用于脱硝系统的气体混合装置，其特征在于，所述喷氨装置(2)包括筒状壳体(7)、柱体(8)和多个喷嘴(9)，所述喷嘴(9)设置在筒状壳体(7)内，所述柱体(8)设置在筒状壳体(7)内。
3.根据权利要求2所述的一种应用于脱硝系统的气体混合装置，其特征在于，所述筒状壳体(7)的中心轴垂直于上升烟道(5)的中心轴。
4.根据权利要求2所述的一种应用于脱硝系统的气体混合装置，其特征在于，所述喷嘴(9)沿z轴正方向均匀排列设置。
5.根据权利要求2所述的一种应用于脱硝系统的气体混合装置，其特征在于，所述柱体(8)的截面为圆形状、正方形状或菱形状。
6.根据权利要求2所述的一种应用于脱硝系统的气体混合装置，其特征在于，所述筒状壳体(7)的截面为圆形状，所述筒状壳体(7)与左侧弧形面壁(11)之间距离a等于与右侧弧形面壁(12)之间的距离b。
7.根据权利要求2所述的一种应用于脱硝系统的气体混合装置，其特征在于，所述筒状壳体(7)的截面为圆形状，所述筒状壳体(7)与左侧弧形面壁(11)之间距离a大于与右侧弧形面壁(12)之间的距离b。
8.根据权利要求2所述的一种应用于脱硝系统的气体混合装置，其特征在于，所述筒状壳体(7)的截面为圆形状，所述筒状壳体(7)与左侧弧形面壁(11)之间距离a小于与右侧弧形面壁(12)之间的距离b。
9.根据权利要求1或2所述的一种应用于脱硝系统的气体混合装置，其特征在于，所述烟道(1)内的至少1个弯道段处设置有导流板(13)，所述管道(10)上设置有计量泵。
10.一种使用权利要求1～9中任一权利要求所述装置的气体混合方法，其特征在于，包括以下步骤：
将烟气从省煤器引出，经调节烟气均流速度的导流板，进入上升烟道；
打开计量泵，将汽化后的氨气通过喷氨装置喷入上升管道中；
进入上升烟道段的烟气从喷氨装置的筒状壳体两侧流过，部分烟气进入回流区；
进入回流区的烟气与从喷氨装置喷出的氨气混合，形成混合气体；
混合气体经水平管道输送至整流格栅。
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