CN110180357B - 一种烟气脱硝用液氨蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气脱硝用液氨蒸发器，包括蒸发器箱体，蒸发器箱体的底部设置有支撑底座，蒸发器箱体包括真空层、箱体外壳、泡沫层和箱体内壳，箱体外壳的内侧设置有真空层，真空层远离箱体外壳的一侧设置有泡沫层，泡沫层远离真空层的一侧设置有箱体内壳，箱体内壳的内部设置有至少两个烟气管道，每个烟气管道内壁螺旋均匀设置有至少八个喷烟口，位于蒸发器箱体内的烟气管道内部均螺旋穿插有液氨盘管；液氨盘管的右侧上方设置有氨气出口，且液氨盘管的上方设置有液氨进口，且螺旋布置的液氨盘管回转中心处布置有长直软管；本发明能够避免在液氨在气化初期，需要更换蒸发器箱体内烟气时，带有热量的烟气泄露而造成烟气热量损失的问题发生。

Description

一种烟气脱硝用液氨蒸发器

技术领域

本发明属于液氨蒸发装置技术领域，具体涉及一种烟气脱硝用液氨蒸发器。

背景技术

烟气脱硝是继烟气脱硫之后国家控制火电厂污染物排放的又一重要领域，对火电厂的烟气脱硝主要采用氨气作为还原剂，通过氨气将氮氧化物转化为无害的氮气和水蒸气，氨气主要是由液氨蒸发产生，现有的液氨蒸发器，在受热以及保温等方面，存在一些缺陷。

现有技术的烟气脱硝用液氨蒸发器存在以下问题：1、现有的烟气脱硝用液氨蒸发器利用烟气的热量对液氨进行加热时，直接接触面积小，需要烟气的热量逐步扩散才能对液氨整体进行加热，所需时间较长，且液氨整体会受热不均；2、现有的烟气脱硝用液氨蒸发器在没有保温措施，会导致烟气的余热散失，造成资源的浪费；3.在新添加液氨时，需要外排蒸发器箱体内已经冷却的烟气时，容易使带有热量的烟气漏出而造成烟气热量损失的问题发生。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种烟气脱硝用液氨蒸发器，具有可以使液氨盘管均匀受热，所需时间较短以及保温效果好，极大程度降低了热量损失的特点；并且本发明解决了液氨在气化初期，需要更换蒸发器箱体内烟气时，带有热量的烟气容易漏出而造成烟气热量损失的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种烟气脱硝用液氨蒸发器，包括蒸发器箱体，所述蒸发器箱体的底部设置有支撑底座，所述蒸发器箱体包括真空层、箱体外壳、泡沫层和箱体内壳，其中，所述箱体外壳的内侧设置有真空层，所述真空层远离箱体外壳的一侧设置有泡沫层，所述泡沫层远离真空层的一侧设置有箱体内壳，所述箱体内壳的内部设置有至少两个烟气管道，所述烟气管道为直管，每个烟气管道内壁螺旋均匀设置有至少八个喷烟口，且烟气管道的左侧设置有烟气进口，所述烟气管道的右侧设置有烟气出口，位于蒸发器箱体内的所述烟气管道内部均螺旋穿插有液氨盘管；所述液氨盘管的右侧上方设置有氨气出口，且液氨盘管的上方设置有液氨进口，且螺旋布置的液氨盘管回转中心处布置有长直软管，烟气管道与液氨盘管左侧的连接处为封闭状态，烟气管道与液氨盘管右侧的连接处为敞开式；所述长直软管的外侧壁与螺旋盘绕的液氨盘管靠近回转中心的侧壁紧密接触，长直软管内充满有水，长直软管的总长被烟气管道的两端限制，长直软管的径向外壁具有弹性；

螺旋盘绕的所述液氨盘管外侧壁上均匀设置有与喷烟口数量相同的导柱；所述导柱的一端固定在液氨盘管上，导柱的另一端伸入喷烟口内；所述喷烟口的口内壁边缘一体化设置有限位环；所述限位环处设置有锥形弹簧且锥形弹簧的小端与导柱固连，锥形弹簧的另一端与限位环固连；所述导柱用于在受到螺旋盘绕的液氨盘管的挤压推力而向喷烟口移动，带动相邻簧圈外壁紧密贴合的锥形弹簧拉长，调节喷烟口的喷烟量。

所有所述烟气管道均由一根竖直通烟管道连接导入烟气。工作时，通过一根竖直通烟管道连接所有烟气管道，并向烟气管道内导入烟气，能够使烟气导入方便顺利。

所述竖直通烟管道和蒸发器箱体直接通过连接块固定。工作时，为了烟气管道可以更加稳定的工作，竖直通烟管道和蒸发器箱体直接通过连接块固定。

所述烟气进口、液氨进口、氨气出口和烟气出口均为贯穿蒸发器箱体的结构设置。工作时，为了使烟气通过烟气进入烟气管道、液氨进入液氨盘管、氨气以及热量已被利用的烟气排出蒸发器箱体外，烟气进口、液氨进口、氨气出口和烟气出口均为贯穿蒸发器箱体的结构设置。

所述液氨进口、氨气出口和液氨盘管为一体结构。工作时，为了方便液氨的进入，液氨盘管的加热以及氨气的排出，液氨进口、氨气出口和液氨盘管为一体结构。

所有所述液氨盘管的出口端均汇集于一根竖直氨气管道上，且竖直氨气管道的上端设置有用于自动释放氨气的控制元件；所述液氨盘管靠近氨气出口处设置有电磁阀；所述控制元件用于检测液氨的液位与竖直氨气管道上端的距离来控制电磁阀的开闭。工作时，控制元件能够通过检查液氨的液位高度，在液氨的液位高度低于竖直氨气管道上端时，说明液氨不会从氨气出口处流出，此时，控制元件将控制电磁阀打开，使氨气能够通过电磁阀顺利排出，从而避免了液氨未气化而流走。

所述控制元件包括腔体、悬浮块和触发开关，所述腔体的上端和下端均与竖直氨气管道连通；所述悬浮块位于腔体内,悬浮块能够在液氨上悬浮；所述触发开关位于腔体内部的底端；所述触发开关能够在液氨的液位低于触发开关的高度时与悬浮块接触，悬浮块下压触发开关使与触发开关电连接的电磁阀打开；触发开关能够在与悬浮块脱离时复位。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过将传统的直管烟气管道设置为圆环烟气管道，内环设置有10个喷烟口，且共设置有四层圆环烟气管道，将液氨盘管从上至下360度围绕，确保了液氨盘管受热的充分性与均匀性，极大程度的增强该液氨蒸发器的工作效率。

2、本发明通过在箱体内壳和外壳之间增设了泡沫层和真空层，泡沫层增强了保温性能，确保了烟气的热量散失达到最低状态，真空层则保证了外部温度不对内部温度造成影响，与泡沫层相配合，极大的增强了该箱体的保温性能，有效避免了烟气热量的损失。

3、本发明能够避免在液氨在气化初期，需要更换蒸发器箱体内烟气时，带有热量的烟气泄露而造成烟气热量损失的问题发生。

4.本发明能够通过控制元件的控制，能够使得氨气的释放得到自动控制，省去了人力控制，使得本申请的烟气脱硝用液氨蒸发器使用更加方便，还能避免氨气冻伤操作人员。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为关于图1的A-A剖视图；

图3为图2的B处放大图；

图4为本发明控制元件的构示意图；

图中：1、蒸发器箱体；2、烟气进口；3、真空层；4、箱体外壳；5、液氨进口；6、泡沫层；7、箱体内壳；8、烟气管道；9、氨气出口；10、烟气出口；11、液氨盘管；12、支撑底座；13、喷烟口；14、长直软管；15、锥形弹簧；16、导柱；17、竖直氨气管道；18、控制元件；181、腔体；182、悬浮块；183、触发开关；19、电磁阀；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供以下技术方案：一种烟气脱硝用液氨蒸发器，包括蒸发器箱体1，所述蒸发器箱体1的底部设置有支撑底座12，所述蒸发器箱体1包括真空层3、箱体外壳4、泡沫层6和箱体内壳7，其中，所述箱体外壳4的内侧设置有真空层3，所述真空层3远离箱体外壳4的一侧设置有泡沫层6，所述泡沫层6远离真空层3的一侧设置有箱体内壳7，所述箱体内壳7的内部设置有至少两个烟气管道8，所述烟气管道8为直管，每个烟气管道8内壁螺旋均匀设置有至少八个喷烟口13，且烟气管道8的左侧设置有烟气进口2，所述烟气管道8的右侧设置有烟气出口10，位于蒸发器箱体1内的所述烟气管道8内部均螺旋穿插有液氨盘管11；所述液氨盘管11的右侧上方设置有氨气出口9，且液氨盘管11的上方设置有液氨进口5，且螺旋布置的液氨盘管11回转中心处布置有长直软管14，烟气管道8与液氨盘管11左侧的连接处为封闭状态，烟气管道8与液氨盘管11右侧的连接处为敞开式；所述长直软管14的外侧壁与螺旋盘绕的液氨盘管11靠近回转中心的侧壁紧密接触，长直软管14内充满有水，长直软管14的总长被烟气管道8的两端限制，长直软管14的径向外壁具有弹性；

螺旋盘绕的所述液氨盘管11外侧壁上均匀设置有与喷烟口13数量相同的导柱16；所述导柱16的一端固定在液氨盘管11上，导柱16的另一端伸入喷烟口13内；所述喷烟口13的口内壁边缘一体化设置有限位环；所述限位环处设置有锥形弹簧15且锥形弹簧15的小端与导柱16固连，锥形弹簧15的另一端与限位环固连；所述导柱16用于在受到螺旋盘绕的液氨盘管11的挤压推力而向喷烟口13移动，带动相邻簧圈外壁紧密贴合的锥形弹簧15拉长，调节喷烟口13的喷烟量。

所有所述烟气管道8均由一根竖直通烟管道连接导入烟气。工作时，通过一根竖直通烟管道连接所有烟气管道8，并向烟气管道8内导入烟气，能够使烟气导入方便顺利。

所述竖直通烟管道和蒸发器箱体1直接通过连接块固定。工作时，为了烟气管道8可以更加稳定的工作，竖直通烟管道和蒸发器箱体1直接通过连接块固定。

所述烟气进口2、液氨进口5、氨气出口9和烟气出口10均为贯穿蒸发器箱体1的结构设置。工作时，为了使烟气通过烟气进入烟气管道8、液氨进入液氨盘管11、氨气以及热量已被利用的烟气排出蒸发器箱体1外，烟气进口2、液氨进口5、氨气出口9和烟气出口10均为贯穿蒸发器箱体1的结构设置。

所述液氨进口5、氨气出口9和液氨盘管11为一体结构。工作时，为了方便液氨的进入，液氨盘管11的加热以及氨气的排出，液氨进口5、氨气出口9和液氨盘管11为一体结构。

所有所述液氨盘管11的出口端均汇集于一根竖直氨气管道17上，且竖直氨气管道17的上端设置有用于自动释放氨气的控制元件18；所述液氨盘管11靠近氨气出口9处设置有电磁阀19；所述控制元件18用于检测液氨的液位与竖直氨气管道17上端的距离来控制电磁阀19的开闭。工作时，控制元件18能够通过检查液氨的液位高度，在液氨的液位高度低于竖直氨气管道17上端时，说明液氨不会从氨气出口9处流出，此时，控制元件18将控制电磁阀19打开，使氨气能够通过电磁阀19顺利排出，从而避免了液氨未气化而流走。

所述控制元件18包括腔体181、悬浮块182和触发开关183，所述腔体181的上端和下端均与竖直氨气管道17连通；所述悬浮块182位于腔体181内,悬浮块182能够在液氨上悬浮；所述触发开关183位于腔体181内部的底端；所述触发开关183能够在液氨的液位低于触发开关183的高度时与悬浮块182接触，悬浮块182下压触发开关183使与触发开关183电连接的电磁阀19打开；触发开关183能够在与悬浮块182脱离时复位。

工作时，在液氨的液位高度低于触发开关183的上端时，悬浮块182会落在触发开关183上，在悬浮块182的重力下压下，触发开关183被触发通电，从而使与触发开关183电连接的电磁阀19被通电打开，使得电磁阀19导通，氨气将从电磁阀19溢出；并且在设计悬浮块182时会充分考虑快速流动的氨气对悬浮块182的影响，使得氨气流动不会影响悬浮块182的正常下落和下压；当液氨的液位高于触发开关183时，悬浮块182会与触发开关183脱离，从而使触发开关183断电，电磁阀19关闭，液氨不会从氨气出口9处流走，从而使得氨气的释放得到自动控制，省去了人力控制。

本发明的工作原理及使用流程：在使用本发明时，通过液氨进口5向液氨盘管11中倒入液氨，通过烟气进口2通入烟气，通入的烟气会分散到每个烟气管道8中，再由烟气管道8上的喷烟口13直接喷至液氨盘管11上，使液氨盘管11受热均匀且充分，到一定温度时，液氨将会逐渐变为氨气，然后通过氨气出口9排出，在该过程中，液氨可以通过液氨进口5随时补给，待结束后，将已被利用热量的烟气通过烟气出口10排出，因为蒸发器箱体1由箱体内壳7、泡沫层6、真空层3和箱体外壳4所组成，保温性能非常好，不会对烟气的热量造成损失；

其中，本申请为先从液氨进口5倒入液氨，由于液氨的温度极低，液氨会使液氨盘管11中央的长直软管14内的水冷冻结冰，从而使得螺旋状的液氨盘管11回转中心内侧壁被限位，并且根据液氨的特性，即使在液氨转化为氨气后，氨气的温度亦是很低，能够使长直软管14内的水始终处于结冰状态，并且，本申请中，通过控制烟气的温度，烟气温度不足以使长直软管14内的冰融化，即在液氨气化的过程中，液氨盘管11的回转中心内侧壁始终会被限位；在向烟气进口2通入烟气后，液氨会通过螺旋盘绕在烟气管道8内的液氨盘管11吸热，螺旋状的液氨盘管11能够增大液氨与烟气的接触面积，提高液氨气化的效率，同时，液氨盘管11可为金属软管，可方便在烟气管道8内螺旋缠绕，液氨盘管11在吸收烟气的热量后会膨胀，而液氨盘管11的回转中心内侧壁始终会被限位，从而使得液氨盘管11只能向液氨盘管11回转中心外侧壁膨胀，液氨盘管11膨胀会推动导柱16移动，导柱16在液氨盘管11的推动下向喷烟口13内深入，导柱16的移动会拉长锥形弹簧15的长度，锥形弹簧15在初始状态时，锥形弹簧15的相邻簧圈是紧密贴合的，锥形弹簧15、导柱16和喷烟口13内壁配合能够对喷烟口13起到封闭作用，能够避免烟气在喷烟口13处大量喷出，在烟气逐渐对液氨盘管11逐渐升温时，液氨盘管11逐渐膨胀增大，喷烟口13也会在锥形弹簧15的簧圈间隙逐渐增大时，喷烟口13喷出的烟气的量和速度也会逐渐增大，对液氨盘管11加热效率逐渐提高，在新补给液氨时，液氨盘管11的温度再次降低，液氨盘管11受冷收缩，导柱16从喷烟口13处逐渐退回，从而使锥形弹簧15恢复原状态，喷烟口13短暂被封闭；因为液氨是通过液氨进口5随时补给的，而在液氨进行一轮气化结束后，会将已被利用热量的烟气会通过烟气出口10排出，因此，在新向液氨盘管11通入液氨时，能够短暂避免烟气从喷烟口13喷出，从而避免具有热量的烟气直接通过烟气出口10排出流失，从而节约了烟气，因此，在每次新通入液氨时，先缓慢对液氨盘管11通入烟气，使液氨盘管11先充分吸收蒸发器箱体1内烟气的热量后，再逐渐开大喷烟口13使氨气吸收热量气化，本申请的烟气管道8足够大，能够方便内部部件的安装，或者本申请的烟气管道8为多段拼接式，从而能够使烟气管道8内部的部件能够被安装。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种烟气脱硝用液氨蒸发器，包括蒸发器箱体(1)，其特征在于：所述蒸发器箱体(1)的底部设置有支撑底座(12)，所述蒸发器箱体(1)包括真空层(3)、箱体外壳(4)、泡沫层(6)和箱体内壳(7)，其中，所述箱体外壳(4)的内侧设置有真空层(3)，所述真空层(3)远离箱体外壳(4)的一侧设置有泡沫层(6)，所述泡沫层(6)远离真空层(3)的一侧设置有箱体内壳(7)，所述箱体内壳(7)的内部设置有至少两个烟气管道(8)，所述烟气管道(8)为直管，每个烟气管道(8)内壁螺旋均匀设置有至少八个喷烟口(13)，且烟气管道(8)的左侧设置有烟气进口(2)，所述烟气管道(8)的右侧设置有烟气出口(10)，位于蒸发器箱体(1)内的所述烟气管道(8)内部均螺旋穿插有液氨盘管(11)；所述液氨盘管(11)的右侧上方设置有氨气出口(9)，且液氨盘管(11)的上方设置有液氨进口(5)，且螺旋布置的液氨盘管(11)回转中心处布置有长直软管(14)，烟气管道(8)与液氨盘管(11)左侧的连接处为封闭状态，烟气管道(8)与液氨盘管(11)右侧的连接处为敞开式；所述长直软管(14)的外侧壁与螺旋盘绕的液氨盘管(11)靠近回转中心的侧壁紧密接触，长直软管(14)内充满有水，长直软管(14)的总长被烟气管道(8)的两端限制，长直软管(14)的径向外壁具有弹性；

螺旋盘绕的所述液氨盘管(11)外侧壁上均匀设置有与喷烟口(13)数量相同的导柱(16)；所述导柱(16)的一端固定在液氨盘管(11)上，导柱(16)的另一端伸入喷烟口(13)内；所述喷烟口(13)的口内壁边缘一体化设置有限位环；所述限位环处设置有锥形弹簧(15)且锥形弹簧(15)的小端与导柱(16)固连，锥形弹簧(15)的另一端与限位环固连；所述导柱(16)用于在受到螺旋盘绕的液氨盘管(11)的挤压推力而向喷烟口(13)移动，带动相邻簧圈外壁紧密贴合的锥形弹簧(15)拉长，调节喷烟口(13)的喷烟量。

2.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝用液氨蒸发器，其特征在于：所有所述烟气管道(8)均由一根竖直通烟管道连接导入烟气。

3.根据权利要求2所述的一种烟气脱硝用液氨蒸发器，其特征在于：所述竖直通烟管道和蒸发器箱体(1)直接通过连接块固定。

4.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝用液氨蒸发器，其特征在于：所述烟气进口(2)、液氨进口(5)、氨气出口(9)和烟气出口(10)均为贯穿蒸发器箱体(1)的结构设置。

5.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝用液氨蒸发器，其特征在于：所述液氨进口(5)、氨气出口(9)和液氨盘管(11)为一体结构。

6.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝用液氨蒸发器，其特征在于：所有所述液氨盘管(11)的出口端均汇集于一根竖直氨气管道(17)上，且竖直氨气管道(17)的上端设置有用于自动释放氨气的控制元件(18)；所述液氨盘管(11)靠近氨气出口(9)处设置有电磁阀(19)；所述控制元件(18)用于检测液氨的液位与竖直氨气管道(17)上端的距离来控制电磁阀(19)的开闭。

7.根据权利要求6所述的一种烟气脱硝用液氨蒸发器，其特征在于：所述控制元件(18)包括腔体(181)、悬浮块(182)和触发开关(183)，所述腔体(181)的上端和下端均与竖直氨气管道(17)连通；所述悬浮块(182)位于腔体(181)内,悬浮块(182)能够在液氨上悬浮；所述触发开关(183)位于腔体(181)内部的底端；所述触发开关(183)能够在液氨的液位低于触发开关(183)的高度时与悬浮块(182)接触，悬浮块(182)下压触发开关(183)使与触发开关(183)电连接的电磁阀(19)打开；触发开关(183)能够在与悬浮块(182)脱离时复位。

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