CN109395563A - 一种高效的液体雾化喷射装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种高效的液体雾化喷射装置及方法，包括空气雾化喷嘴、压缩空气管道、板式整流器、液体雾化喷嘴、溶液管道和安装管道，其中，空气雾化喷嘴安装在压缩空气管道一端端部，板式整流器安装在压缩空气管道的内腔中；压缩空气管道的另一端开设有压缩空气入口；液体雾化喷嘴安装在溶液管道一端端部；溶液管道的另一端开设有溶液入口；在压缩空气管道的内腔中，自板式整流器至空气雾化喷嘴之间依次为气液整流段和气液加速段；溶液管道带有液体雾化喷嘴的一端伸入至压缩空气管道的内腔中，且液体雾化喷嘴置于板式整流器的下游；压缩空气管道带有空气雾化喷嘴的一端伸入至安装管道的内腔中；通过本装置使得气液充分混合，提高了雾化效果。

Description

一种高效的液体雾化喷射装置及方法
技术领域
本发明属于新型机械设备，具体涉及一种高效的液体雾化喷射装置及方法。
背景技术
选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Reduction,SNCR)技术是近年来一种广泛应用于循环流化床(CFB)锅炉上的脱硝技术。它将尿素溶液、氨水等还原剂稀释后通过雾化喷射装置(喷枪)喷入炉膛或分离器中，在800-1100℃的条件下经过复杂的氧化还原反应，烟气中的氮氧化物最终生成无害的氮气和水，其主要特点为：脱硝效率相对较高(可达70-90％)；还原剂毒性较小，价格便宜；整套系统占地面积小，投资较低。
喷枪是SNCR脱硝技术中的核心设备，其主要技术要求为：1)喷枪的工作环境为高温高尘，且溶液具有一定腐蚀性，因此喷枪制造材料，应选用耐高温、耐磨损、耐腐蚀的材料。(2)喷枪的覆盖区域，喷枪选取的种类，安装的位置与数量，取决于锅炉自身条件如锅炉结构、烟气量、烟温、烟气流场分布等。(3)喷枪的流量能够灵活快速调节，充分适应机组负荷变化和启停的要求。(4)喷射系统应设置吹扫空气以防止烟气中的灰尘堵塞喷枪。(5)喷枪的主要参数有：①雾化粒子粒径分布；②雾化粒子喷射速度；③雾化喷嘴形式；④雾化角度。
在喷枪实际使用过程中出现的主要问题有：1)喷枪腐蚀较为严重，尤其是溶液管道内部；2)喷枪头部喷嘴位置在高粉尘工况下的磨损较为严重；3)液体和压缩空气混合不充分，影响雾化效果；4)部分带有套管的喷枪在套管内部积灰严重，套管头部有结垢现象。以上问题的出现一方面会影响喷枪的性能，尤其是雾化效果，另一方面会严重缩短喷枪的寿命和检修周期，造成无法连续使用的后果。因此，设计一种新型高效的液体喷射装置是非常具有必要性的，它应该具有雾化效果好、耐磨、耐腐蚀、便于清理等特性。
除了SNCR系统，近期新型喷枪另一个重要的使用场合是脱硫废水高温蒸干系统。脱硫废水是高污染物废水，含有高浓度的重金属、盐、悬浮物等杂质，脱硫废水呈酸性(pH值4.5-5.5)，经三联箱处理过的脱硫废水则呈弱碱性(pH值7.0-8.0)。脱硫废水高温蒸干系统是将脱硫废水通过喷枪直接喷入炉膛高温区域，短时间内蒸干水分，残余的杂质颗粒物随烟气进入尾部烟道，最后被除尘装置捕捉下来。未经处理的脱硫废水具有腐蚀性，经三联箱处理过的脱硫废水结垢倾向较为严重，这就要求新型喷枪同时具备防腐和防结垢的特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效的液体雾化喷射装置及方法，解决了现有喷射装置中的喷枪存在液体和压缩空气混合不充分，影响雾化效果的问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种高效的液体雾化喷射装置，包括空气雾化喷嘴、压缩空气管道、板式整流器、液体雾化喷嘴、溶液管道和安装管道，其中，空气雾化喷嘴安装在压缩空气管道一端端部，板式整流器安装在压缩空气管道的内腔中；压缩空气管道的另一端开设有压缩空气入口；
液体雾化喷嘴安装在溶液管道一端端部；溶液管道的另一端开设有溶液入口；
在压缩空气管道的内腔中，自板式整流器至空气雾化喷嘴之间依次为气液整流段和气液加速段；
溶液管道带有液体雾化喷嘴的一端伸入至压缩空气管道的内腔中，且液体雾化喷嘴置于板式整流器的上游；
压缩空气管道带有空气雾化喷嘴的一端伸入至安装管道的内腔中。
优选地，压缩空气管道的侧壁上开设有压力测孔，所述压力测孔布置在靠近空气雾化喷嘴一侧。
优选地，所述压力测孔布置在气液加速段和空气雾化喷嘴之间。
优选地，压力测孔安装有压力传感器。
优选地，安装管道的侧壁上开设有进水口，所述进水口连接清洗管道。
优选地，安装管道的侧壁上还开设有进风口，所述进风口连接吹灰管道。
优选地，安装管道上套装有安装法兰，通过安装法兰安装在锅炉炉膛。
一种高效的液体雾化喷射方法，基于一种高效的液体雾化喷射装置，包括以下步骤：
溶液从溶液入口进入溶液管道，经溶液雾化喷嘴进入压缩空气管道，与从压缩空气入口进入的压缩空气相遇，之后气液流通过板式整流器进行整流，之后在气液整流段充分混合，再通过气液加速段加速，最后经空气雾化喷嘴雾化后喷出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种高效的液体雾化喷射装置，溶液管道中液体和压缩空气管道中的空气依次经过板式整流器、气液整流段和气液加速段，能够充分混合，提高了雾化效果。
进一步的，在安装套管上装有吹灰管道和清洗管道。吹灰管道使用压缩空气定期吹扫套管，清理积灰。在检修停用期间可使用清洗管道注入清洗液，去除管壁上的污垢和其它杂质。
进一步的，通过安装在压力测孔中的压力传感器监控混合后的气液流压力，及时调整气液比。
附图说明
图1是本发明涉及的液体雾化喷射装置结构示意图；
其中，1、空气雾化喷嘴 2、压缩空气管道 3、板式整流器 4、溶液雾化喷嘴 5、溶液管道 6、安装套管 7、安装法兰 8、吹灰管道 9、清洗管道 10、压缩空气入口 11、溶液入口12、压力测孔 L1、气液整流段 L2、气液加速段。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种高效的液体雾化喷射装置，包括空气雾化喷嘴1、压缩空气管道2、板式整流器3、液体雾化喷嘴4、溶液管道5、安装套管6、安装法兰7、吹灰管道8、清洗管道9、压缩空气入口10、溶液入口11和压力测孔12，其中，安装管道6套装在压缩空气管道2上，压缩空气管道2套装在溶液管道5上，且两两之间设置有间隙。
安装管道6的侧壁上开设有进水口，所述进水口连接清洗管道9；安装管道6的侧壁上还开设有进风口，所述进风口连接吹灰管道8。
安装管道6上套装有安装法兰7，通过安装法兰7安装在锅炉炉膛。
压缩空气管道2的一端伸入至安装管道6内，另一端置于安装管道6的外侧。
压缩空气管道2为具有中空结构的圆柱体结构，该中空结构的一端安装有空气雾化喷嘴1，空气雾化喷嘴1置于安装管道6的空腔内；中空结构的另一端套装在溶液管道5上。
压缩空气管道2的侧壁上开设有压缩空气入口10，所述压缩空气入口10开设在远离空气雾化喷嘴1的一端侧壁上；同时置于安装管道6的外侧。
该中空结构内设置有板式整流器3，所述板式整流器3设置在压缩空气管道2的下游；板式整流器3和空气雾化喷嘴1之间的中空结构依次为气液整流段L1和气液加速段L2，其中，气液整流段L1与气液加速段L2的大端相通；气液加速段L2的小端与空气雾化喷嘴1相通。
压缩空气管道2的侧壁上开设有压力测孔12，所述压力测孔12布置在气液加速段L2和空气雾化喷嘴1之间。
溶液管道5的一端伸入至压缩空气管道2内，另一端置于压缩空气管道2的外侧。
溶液管道5的一端安装溶液雾化喷嘴4，所述溶液雾化喷嘴4置于压缩空气管道2内，且置于板式整流器3的上游。
溶液管道5上设置有溶液入口11，所述溶液入口11开设在溶液管道5的上游。
安装管道6是由防磨型310s不锈钢制备而成。
溶液管道5、液体雾化喷嘴4、压缩空气管道2、空气雾化喷嘴1和板式整流器3均为316L的抗腐蚀材料制备而成。
工作过程：
溶液从溶液入口11进入喷枪，经溶液雾化喷嘴4进入压缩空气管道2，与从压缩空气入口10进入的压缩空气相遇，气液流通过板式整流器3整流，在气液整流段L1充分混合，再通过气液加速段L2加速，最后经空气雾化喷嘴1雾化后喷出。
喷射装置通过吹灰管道8定期吹灰，在检修期间可使用清洗管道9加入清洗液对套管内部进行清洗，去除粘连在管壁上的污垢。
压力测孔12安装有压力传感器，位置在气液加速段之后，压力传感器用于采集充分混合、加速后的气液流压力，并把采集到的数据传输到DCS控制系统，由DCS控制系统判断混合和雾化效果，进而调整溶液和压缩空气比例。
稀释过的氨水或尿素溶液从溶液入口11进入喷枪，经过溶液雾化喷嘴进行初步雾化后进入压缩空气管道2。压缩空气通过压缩空气入口10进入喷枪，与初步雾化后的溶液液滴一起通过板式整流器3，气流和液滴经过整流后紊乱度降低，再通过较长的气液整流段L1进行充分混合、通过加速段L2后流速增加，最后进入空气雾化喷嘴，雾化后喷出。
压缩空气管道2内设置有压力测孔，可监控气液流的压力，及时调整气液比。使用吹灰管道8通入压缩空气定期清理套管内的积灰。SNCR系统长时间运行后氨水或尿素溶液有可能在喷枪头部形成结垢，可在检修或停运时使用清洗管道9通入酸性溶液对管道进行清洗。
脱硫废水高温蒸干系统中的喷枪使用方法与SNCR系统基本相同，需要注意的是未处理的脱硫废水酸性较强，并含有高浓度杂质和悬浮物，更容易造成堵塞和结垢，可根据情况加强定期吹扫和维护。
根据上述说明，本发明/实用新型的具体实施步骤为：
1.打开压缩空气调节阀门，从压缩空气入口10通入压缩空气。
2.打开溶液调节阀门，从溶液入口11通入溶液(氨水、尿素溶液或脱硫废水)。
3.根据压力测孔处的压力调节溶液和压缩空气比例，达到最佳雾化状态。
4.通过吹灰管道定期吹扫管道，一般为每2小时吹扫30秒。
检修期间通过清洗管道加入清洗液，清理管壁上的污垢和杂质。

Claims (8)

1.一种高效的液体雾化喷射装置，其特征在于，包括空气雾化喷嘴(1)、压缩空气管道(2)、板式整流器(3)、液体雾化喷嘴(4)、溶液管道(5)和安装管道(6)，其中，空气雾化喷嘴(1)安装在压缩空气管道(2)一端端部，板式整流器(3)安装在压缩空气管道(2)的内腔中；压缩空气管道(2)的另一端开设有压缩空气入口(10)；
液体雾化喷嘴(4)安装在溶液管道(5)一端端部；溶液管道(5)的另一端开设有溶液入口(11)；
在压缩空气管道(1)的内腔中，自板式整流器(3)至空气雾化喷嘴(1)之间依次为气液整流段(L1)和气液加速段(L2)；
溶液管道(5)带有液体雾化喷嘴(4)的一端伸入至压缩空气管道(2)的内腔中，且液体雾化喷嘴(4)置于板式整流器(3)的上游；
压缩空气管道(2)带有空气雾化喷嘴(1)的一端伸入至安装管道(6)的内腔中。
2.根据权利要求1所述的一种高效的液体雾化喷射装置，其特征在于，压缩空气管道(2)的侧壁上开设有压力测孔(12)，所述压力测孔(12)布置在靠近空气雾化喷嘴(1)一侧。
3.根据权利要求1所述的一种高效的液体雾化喷射装置，其特征在于，所述压力测孔(12)布置在气液加速段(L2)和空气雾化喷嘴(1)之间。
4.根据权利要求2或3所述的一种高效的液体雾化喷射装置，其特征在于，压力测孔(12)安装有压力传感器。
5.根据权利要求1所述的一种高效的液体雾化喷射装置，其特征在于，安装管道(6)的侧壁上开设有进水口，所述进水口连接清洗管道(9)。
6.根据权利要求1所述的一种高效的液体雾化喷射装置，其特征在于，安装管道(6)的侧壁上还开设有进风口，所述进风口连接吹灰管道(8)。
7.根据权利要求1所述的一种高效的液体雾化喷射装置，其特征在于，安装管道(6)上套装有安装法兰(7)，通过安装法兰(7)安装在锅炉炉膛。
8.一种高效的液体雾化喷射方法，其特征在于，基于权利要求1所述的一种高效的液体雾化喷射装置，包括以下步骤：
溶液从溶液入口(11)进入溶液管道(5)，经溶液雾化喷嘴(4)进入压缩空气管道(2)，与从压缩空气入口(10)进入的压缩空气相遇，之后气液流通过板式整流器(3)进行整流，之后在气液整流段(L1)充分混合，再通过气液加速段(L2)加速，最后经空气雾化喷嘴(1)雾化后喷出。
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