CN110038421A - 一种气固两相流可测温的加压固体颗粒喷枪 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种气固两相流可测温的加压固体颗粒喷枪，包括气体引射器、压力调节阀、主喷枪和温度监测装置，所述气体引射器与主喷枪螺纹连接，螺纹连接后形成一体；所述主喷枪与温度监测装置焊接连接，温度监测装置包括温度传感器、温度变送器、温度套管，所述主喷枪与温度套管并联焊接，同时伸入高温装置内，所述温度传感器监测主喷枪喷射点温度，通过温度变送器传输信号，所述主喷枪入口与所述气体引射器连接，固体颗粒从气体引射器入口进入，所述气体引射器的进气接口通过管路与压力调节阀连接，从进气口引入压缩空气。本发明根据不同温度调节固体颗粒的喷射量，节省物料，提高效率，降低运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种颗粒喷枪，尤其是涉及一种气固两相流可测温的加压固体颗粒喷枪，主要应用于干式固体颗粒药剂脱硝领域。
背景技术
在社会经济稳健发展的背景下，我国工业发展迅速，与此同时也带来了严重的环境污染问题。产业革命以来，由于近现代工业的迅猛发展，对化石燃料的消耗不断增加，燃烧过程所排出的大量SO2、NOX及粉尘等污染物造成一系列生态环境问题，并对人类的健康造成了直接威胁。另一方面，随着有机合成工业和石油化学工业的迅速发展，进入大气的有机化合物越来越多，这类物质往往带有恶臭，不仅对人体各种感官有刺激作用，而且不少有机化合物具有一定毒性，产生“三致”效应，从而对人体和环境产生很大的危害。针对以上污染物，现有成熟的烟气治理技术都有一定的弊端：基建投资大、运行费用高、耗能大、占地面积大、后续产物处理不彻底容易造成二次污染等等。从长远发展角度来考虑，研发价格低廉、净化效率高的新技术、新装备已成为大气污染控制领域中前沿性的研究方向。
氮氧化合物(NOx)不仅会对人体健康产生直接危害，而且还会与大气中一些成分反应形成酸雨和光化学烟雾，促进超细颗粒物的形成，是影响生态环境和全球变暖的主要因子。近年来，我国氮氧化物排放量一直居于高位，2012年排放总量为2337.8万t，其中包含工业循环流化床锅炉在内的工业锅炉排放氮氧化物271万t，占当年工业氮氧化物排放量的13.5%。
现有烟气脱硝工程，一般采用SNCR脱硝技术、SCR脱硝技术、干式固体颗粒药剂脱硝技术等。选择性非催化还原脱硝技术（SNCR）是用NH3、尿素等还原剂喷入炉内与NOx进行选择性反应，但由于NH3为危险化学品，使用过程中存在极大风险，据此发展了干式固体颗粒药剂脱硝技术。研究发现，干式固体颗粒药剂脱硝技术对反应温度要求严格，固体颗粒脱硝药剂对温度很敏感。当温度不合适时，固体颗粒药剂量无法控制，影响脱硝效率，会产生氨逃逸现象，氨的逃逸增加，也会使NOx还原率降低。氨的逃逸会造成新的环境污染。实验表明，干式固体颗粒药剂脱硝工艺中，固体颗粒药剂与烟气中氮氧化合物(NOx)反应是否充分与固体颗粒药剂进入产生烟气的高温装置的距离与范围（即接触范围）有很大关系，若固体颗粒药剂进入高温装置的距离与范围过小，不会形成扇形流，覆盖性差，则与烟气反应不充分，脱硝效率不高、效果不好，同样会造成环境污染
喷枪作为最主要的脱硝设备，其性能直接影响脱硝效率；喷枪必须在合适的温度下喷射固体颗粒药剂，并使固体颗粒药剂分布均匀、满足反应温度、反应时间等需求，才能更充分有效的进行脱硝反应，提高还原率，减少氨逃逸。因此发明一种气固两相流可测温的加压固体颗粒喷枪来解决固体颗粒药剂合理喷射的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种气固两相流可测温的加压固体颗粒喷枪，该喷枪整体性好、构造简单、耐热性能好、检修方便、安全可靠、节约还原剂、可测温、使脱硝反应充分。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种气固两相流可测温的加压固体颗粒喷枪，包括气体引射器、压力调节阀、主喷枪和温度监测装置，所述气体引射器与主喷枪螺纹连接，螺纹连接后形成一体；所述主喷枪与温度监测装置焊接连接，温度监测装置包括温度传感器、温度变送器、温度套管，所述主喷枪与温度套管并联焊接，同时伸入高温装置内，所述温度传感器监测主喷枪喷射点温度，通过温度变送器传输信号，所述主喷枪入口与所述气体引射器连接，固体颗粒从气体引射器入口进入，所述气体引射器的进气接口通过管路与压力调节阀连接，从进气口引入压缩空气。压力调节阀调节压缩空气的进气量，进而调节所述气体引射器入口的负压大小，控制主喷枪出口固体颗粒喷射距离与喷射范围。
进一步地，所述主喷枪、温度套管与气体引射器均采用0Cr25Ni20耐热性材料。
进一步地，所述主喷枪外径为φ25mm，长度为1000mm。
进一步地，所述压缩空气为0.2Mpa-0.6Mpa。
进一步地，所述主喷枪出口喷射固体颗粒药剂最佳喷射点呈75°扇形，喷射扇形半径为10米。
本发明所具有的优点及有益效果是：
本发明一种气固两相流可测温的加压固体颗粒喷枪，包括气体引射器、压力调节阀、主喷枪、温度监测装置，所述温度监测装置包括温度变送器、温度传感器和温度套管。固体颗粒从所述气体引射器一端进入主喷枪，所述气体引射器通过压力调节阀调节进气量，进压缩空气，在固体颗粒进入侧形成负压，使固体颗粒加速进入主喷枪，进而喷射入高温装置内，增大固体颗粒喷射距离与范围；所述温度传感器监测温度，通过温度变送器输出信号，同步监测温度，根据不同反应温度条件，调节喷枪内喷射的固体颗粒的使用量。本发明主喷枪、温度套管与气体引射器均采用0Cr25Ni20材质，抗氧化性能好，耐热性能好，高温强度高，检修方便，可测温，根据不同温度调节固体颗粒的喷射量，节省物料，提高效率，降低运行成本；固体颗粒药剂进入高温装置的距离与范围大、易形成扇形流、覆盖性好、与烟气反应充分、脱硝效率高、效果好。有效解决脱硝工艺中喷枪喷射位置温度不易掌握、脱硝效率低、氨逃逸现象严重、固体颗粒药剂进入高温装置的距离与范围过小、不易形成扇形流、覆盖性差、与烟气反应不充分、脱硝效率不高、效果不好的问题。可广泛应用于干式固体颗粒药剂脱硝领域，节省固体颗粒药剂，降低运行成本，提高反应效率。
附图说明
图1为本发明一种气固两相流可测温的加压固体颗粒喷枪结构示意图；
图2为主喷枪与温度监测装置焊接示意图；
图3为0.2Mpa压缩空气进气-固体颗粒药剂喷射示意图；
图4为0.4Mpa压缩空气进气-固体颗粒药剂喷射示意图；
图5为0.6Mpa压缩空气进气-固体颗粒药剂喷射示意图。
图中，1为主喷枪；2为温度传感器；3为温度变送器；4为温度套管；5为气体引射器；6为压力调节阀；7为气体引射器入口；8为主喷枪出口；9为进气口。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
如图1所示，本发明一种气固两相流可测温的加压固体颗粒喷枪包括相互连接的气体引射器5、压力调节阀6、主喷枪1、温度监测装置，所述气体引射器5与主喷枪1螺纹连接，螺纹连接后形成一体。如图2所示，所述主喷枪1与温度监测装置焊接连接，焊缝为连续焊缝，焊接处打磨抛光处理，保证所述一种气固两相流可测温的加压固体颗粒喷枪外形美观。温度监测装置包括温度传感器2、温度变送器3、温度套管4，所述主喷枪1与温度套管4并联焊接，同时伸入高温装置内，所述主喷枪1用于将固体颗粒材料喷射入高温装置内，所述温度变送器3、温度传感器2与所述温度套管4用于传递和监测所伸入高温装置位置的温度变化情况，所述温度套管4用于保护温度传感器2，底部用管帽进行封堵，所述温度传感器2监测主喷枪1喷射点温度，通过温度变送器3传输信号，进而调节所述主喷枪1喷射固体颗粒材料的量，节约物料，所述主喷枪1外径为φ25mm，长度为1000mm，主喷枪入口与所述气体引射器5连接，固体颗粒从气体引射器入口7进入，同时利用流体力学的科恩达效应原理，所述气体引射器5的进气接口通过管路与压力调节阀6连接，从进气口9引入0.2Mpa-0.6Mpa压缩空气，带动输入端周围的气体，在输出端高速输出大量的低压气流，气体流量能放大到10~100倍，即固体颗粒加速进入主喷枪1内，喷射进入高温装置，增大固体颗粒喷射距离与喷射范围，增加覆盖性，所述主喷枪1、温度套管4与气体引射器5均采用0Cr25Ni20材质耐热性材料，抗氧化性能好，耐热性能好，高温强度高。但材质不局限于采用0Cr25Ni20耐热性材料，可拓展引用新型耐热、高温强度高的材料。
如图1所示，所述温度变送器3、温度传感器2和温度套管4连接方式灵活，易拆卸，便于检修及更换。所述压力调节阀6调节压缩空气的进气量，进而调节所述气体引射器入口7的负压大小，控制主喷枪出口8固体颗粒喷射距离与喷射范围，增加覆盖性。
如图3所示，调节所述压力调节阀6，使进气口9进气为0.2Mpa压缩空气，所述主喷枪1出口8喷射固体颗粒药剂呈15°扇形，喷射扇形半径为3米，固体颗粒药剂喷射范围小、喷射距离近、覆盖性差，不利于固体颗粒药剂与烟气中氮氧化合物(NOx)充分接触、提高脱硝反应效率。
如4所示，调节所述压力调节阀6，使进气口9进气为0.4Mpa压缩空气，所述主喷枪1出口8喷射固体颗粒药剂呈45°扇形，喷射扇形半径为5米，固体颗粒药剂喷射范围较小、喷射距离较近、覆盖性一般，固体颗粒药剂与烟气中氮氧化合物(NOx)接触可能不充分、脱硝反应效率不是很高。
如图5所示，调节所述压力调节阀6，使进气口9进气为0.6Mpa压缩空气，所述主喷枪出口8喷射固体颗粒药剂呈75°扇形，喷射扇形半径为10米，固体颗粒药剂喷射范围较大、喷射距离较远、覆盖性好，此时固体颗粒药剂与烟气中氮氧化合物(NOx)可充分接触，脱硝反应很充分、脱硝效果好，反应效率提高。
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 (5)
1.一种气固两相流可测温的加压固体颗粒喷枪，其特征在于：包括气体引射器（5）、压力调节阀（6）、主喷枪（1）和温度监测装置，所述气体引射器（5）与主喷枪（1）螺纹连接，螺纹连接后形成一体；所述主喷枪（1）与温度监测装置焊接连接，温度监测装置包括温度传感器（2）、温度变送器（3）、温度套管（4），所述主喷枪（1）与温度套管（4）并联焊接，同时伸入高温装置内，所述温度传感器（2）监测主喷枪（1）喷射点温度，通过温度变送器（3）传输信号，所述主喷枪入口与所述气体引射器（5）连接，固体颗粒从气体引射器入口（7）进入，所述气体引射器（5）的进气接口通过管路与压力调节阀（6）连接，从进气口（9）引入压缩空气；压力调节阀（6）调节压缩空气的进气量，进而调节所述气体引射器入口（7）的负压大小，控制主喷枪出口（8）固体颗粒喷射距离与喷射范围。
2.根据权利要求1所述的一种气固两相流可测温的加压固体颗粒喷枪，其特征在于：所述主喷枪（1）、温度套管（4）与气体引射器（5）均采用0Cr25Ni20耐热性材料。
3.根据权利要求1所述的一种气固两相流可测温的加压固体颗粒喷枪，其特征在于：所述主喷枪（1）外径为φ25mm，长度为1000mm。
4.根据权利要求1所述的一种气固两相流可测温的加压固体颗粒喷枪，其特征在于：所述压缩空气为0.2Mpa-0.6Mpa。
5.根据权利要求1所述的一种气固两相流可测温的加压固体颗粒喷枪，其特征在于：所述主喷枪（1）出口（8）喷射固体颗粒药剂最佳喷射点呈75°扇形，喷射扇形半径为10米。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190723 |