CN110252168A - 短混合距离烟道用喷氨静态混合装置 - Google Patents

短混合距离烟道用喷氨静态混合装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种短混合距离烟道用喷氨静态混合装置，该装置包括烟道：其内设置有数个采用隔板设置的分隔通道，隔板包括沿与烟道截面轴线方向平行设置的第一隔板和垂直于第一隔板的第二隔板；和设置于分隔通道内的固定筋：包括用于固定第一导流板且相互垂直的第一固定筋和用于固定第二导流板且相互垂直的第二固定筋：第一导流板的外围与分隔通道的内壁形成有第一间隔空间；第二导流板的外围与分隔通道的内壁形成有第二间隔空间，且第二导流板呈中空结构；自烟道入口方向至其出口方向，第一导流板和第二导流板依次设置。该装置具有氨气/烟气的混合距离小，混合效果较为理想的特点。

Description

短混合距离烟道用喷氨静态混合装置
技术领域
本发明涉及一种短混合距离烟道用喷氨静态混合装置。
背景技术
烟气SCR脱硝装置是火电厂控制NOX排放的重要设备。近年来，随着国家对环保问题高度重视，严厉的环保政策开始一一出台，其给火电厂的生产提出了较高的超低排放的要求。在实际的生产过程中，实现超低排放并不是一件容易的事情，其必须依赖先进的SCR脱硝技术，而先进的SCR脱硝技术最终依赖于更先进的喷氨混合技术。可见，在火电厂的生产环节中，喷氨混合装置具有至关重要的作用。在烟气脱硝系统中，静态混合装置通常被设置于喷氨装置的下游，其作用是提高烟气混合均匀性将烟气中的NH3/NOX摩尔比分布偏差控制到最小，实现氨气/烟气真正的混合，进而提高SCR脱硝效率，实现超低排放。因此，静态混合装置性能的优劣不仅直接影响到氨气/烟气的混合均匀程度，且还涉及到是否会造成较大的压力损失的重要部位，致使脱硝效率低下，氨逃逸以及引风机电耗等经济性指标。目前安装于喷氨装置下游的静态混合装置分为以下三类：
第一类是由众多折叠式扰流元件构成的静态混合装置，折叠式扰流元件的数量与上游的氨喷嘴数量相当。此种折叠式扰流元件被焊接在烟道中的支架上，覆盖整个烟道横截面，当喷有氨气的烟气流经此处时按不规则的路径通过，在扰流元件背侧产生涡流，流场被扰乱，该过程使得氨气和烟气得到均匀混合，之后整个气流在下游设备流动过程中逐渐恢复平静。该类静态混合装置在扰流元件较密时可以在较短的距离内达到满意的混合效果，但造成烟气阻力损失较大，将直接增加引风机的电耗。
第二类是简单的扰流管，即在喷氨装置下游布置一排圆管，当喷有氨气的烟气流经此处时受到一排扰流管的阻碍，烟气沿扰流管两侧向下游流动，在扰流管背侧产生涡流，这个过程使得氨气和烟气得到混合，这类静态混合装置结构简单，烟气阻力损失较小，但混合效果不理想。
第三类是涡流混合器，其原理是通过在烟道中放置适当形状的元件(如倾斜放置的三角形，圆形，椭圆形表面)，使得烟气产生涡流，将氨喷射至漩涡区，利用漩涡的作用，实现氨气与烟气的充分混合。在整个烟道截面上只采用少量的元件，通常为2到10个，每个元件的相对尺寸，元件产生漩涡较大，要求的混合距离较长，对整个流场的破坏性较大。
综上所述，现有的喷氨混合器，无论是在烟道内设置若干排交错分布的矩形叶片，使烟气在烟道内折射混合。或是在烟道的内部设置若干个圆形通道，在圆形通道内设置有若干个弧形叶片，氨与烟气加剧紊流，提高烟气的混合效果如专利申请号为“2010105942504”，发明创造名称为“喷氨混合器”的发明专利，其公开了“喷氨混合器，包括：烟道，圆形通道，叶片，其特征在于：在烟道的内部设置有若干个圆形通道，在圆形通道内设置有若干个弧形叶片。”还是在烟道中倾斜布置若干圆形导流板，在导流板下游适当位置布置氨气喷管，使烟气和稀释后的氨气完全混合如申请号“2014206631826”，发明创造名称为“一种SCR自动喷氨混合器”，其公开了“一种SCR自动喷氨混合器，包括，烟道(1)，烟道(1)中设有供液态或气态氨喷射的至少一个喷管(2)，其特征在于：各喷管(2)的下游分别对应设有一圆形导流板(3)，圆形导流板(3)所处的平面与对应处烟道(1)的横断面相倾斜设置。”上述喷氨混合器均存在致命的缺陷：氨气、烟气混合距离较大，混合效果不理想。
发明内容
基于现有技术存在的上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种短混合距离烟道用喷氨静态混合装置，其具有氨气/烟气的混合距离小，混合效果较为理想的特点。
为解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
短混合距离烟道用喷氨静态混合装置，包括：
烟道：所述烟道内设置有数个分隔通道，所述分隔通道采用隔板设置，所述隔板包括沿与烟道截面轴线方向平行设置的第一隔板和垂直于第一隔板设置的第二隔板，所述第一隔板的上端和下端分别固定连接于烟道的上壁和下壁，所述第二隔板的两端分别固定连接于烟道的两侧内壁；和
设置于分隔通道内的固定筋：所述固定筋包括用于固定第一导流板且相互垂直的第一固定筋和用于固定第二导流板且相互垂直的第二固定筋：
所述第一导流板的外围与分隔通道的内壁形成有第一间隔空间；所述第二导流板的外围与分隔通道的内壁形成有第二间隔空间，且所述第二导流板呈中空结构的环形；
自烟道入口方向至其出口方向，所述第一导流板和第二导流板依次设置。
在上述短混合距离烟道用喷氨静态混合装置中，作为一种优选实施方式，所述第一导流板的直径小于分隔通道的宽度。
在上述短混合距离烟道用喷氨静态混合装置中，作为一种优选实施方式，所述第一导流板的直径小于第二导流板的外径，但大于第二导流板的内径。
在上述短混合距离烟道用喷氨静态混合装置中，作为一种优选实施方式，所述第一导流板的横截面呈圆形、方形或矩形结构。
在上述短混合距离烟道用喷氨静态混合装置中，作为一种优选实施方式，所述第二环形导流板的横截面、中空结构的内、外围呈圆形、方形或矩形结构。
在上述短混合距离烟道用喷氨静态混合装置中，作为一种优选实施方式，所述第一固定筋与第二固定筋结构相同。
在上述短混合距离烟道用喷氨静态混合装置中，作为一种优选实施方式，所述第一间隔空间大于第二间隔空间。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明宜用于混合距离较短烟道，且结构简单，工程造价低，宜推广。
附图说明
图1是：实施例1的短混合距离烟道用喷氨静态混合装置的烟道纵向剖面结构示意图。
图2是：实施例1的图1中1-3截面的俯视图。
图3是：实施例1的图1中1-3截面的仰视图。
图中：1、烟道；2、分隔通道；2-1分隔通道的隔板；3、第一导流板；4、第二导流板；5、第二固定筋；6、第一固定筋；1-1、烟道入口，氨气和烟气混合气体由此入；1-2、烟道出口，氨气和烟气的混合气体由此出；1-3、介于第一导流板和第二导流板之间的横截面。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明提供的一种短混合距离烟道用喷氨静态混合装置做进一步更详细的说明：
本实施例的短混合距离烟道用喷氨静态混合装置，请参看图1、图2和图3所示，包括：烟道1，分隔通道2，第一导流板3，第二导流板4，第一固定筋6，第二固定筋5，即首先利用烟道轴线方向走向的隔板21(隔板21材料及厚度可选用常规烟道隔板的材料及厚度)将烟道内部设置成若干个分隔通道，在每一个分隔通道内按照在从烟道入口11到烟道出口12的方向上顺序设置有第一导流板3、第二导流板4，优选地，第一导流板3、第二导流板4在从烟道入口11到烟道出口12的方向上循环设置，即结构为：导流板3、导流板4、导流板3、导流板4……；第一导流板3和第二导流板4分别用第一固定筋6和第二固定筋5固定在各自所处的分隔通道2内。
其中，烟道入口11是氨气和烟气的混合气体进入烟道1的入口，烟道出口12是在烟道1内经过了相关处理的氨气和烟气的混合气体离开烟道1的出口，图1、2、3中的横截面1-3是与烟道轴线方向垂直的、介于第一导流板3和第二导流板4之间的横截面。
图2是图1中从1-3截面向着烟道入口11的方向看烟道内设置的俯视图。图3是图1中从1-3截面向着烟道出口12的方向看烟道内设置的仰视图。
每一分隔通道内的第一导流板3可位于同一个烟道截面上或者位于不同的烟道截面上。
第一导流板3与第二导流板4的材质优选为耐磨损、耐腐蚀材质。作为第一导流板3的形状，其可以是圆形、方形、矩形以及其他多边形或者多种形状结合体的混合结构形状中的任意一种，优选与烟道1或者分隔通道2的形状一致。
作为第二导流板4的形状，首先其必须是环形，即第二导流板4的横截面是中空结构的环形。其次，该横截面的外围形状或者内部中空结构的形状均可以是圆形、方形、矩形以及其他多边形或者多种形状结合体的混合结构形状中的任意一种，优选与烟道1或者分隔通道2的形状一致，更优选与第一导流板3的形状一致。
在图2、3中，第一导流板3是横截面直径为D3的圆形，第二导流板4为横截面具有内部圆形中空结构的圆环形，内部中空结构的直径(即环形结构的内径为)为d4，导流板的外径(即环形结构的外径)为D4。
关于第一导流板3、分隔通道2以及第二导流板4之间的尺寸优选如下：第一导流板3的直径D3小于分隔通道2的宽度，小于第二导流板4的外径D4，大于第二导流板4的内径d。
作为在分隔通道2内设置第一导流板3的方式，可以是能将第一导流板3固定在与烟道轴线垂直方向上的任何方式，比如可以是从烟道内壁突出设置有支架以固定第一导流板3，可以是采用与烟道轴线方向垂直的固定筋从第一导流板3的两个相对侧将第一导流板3固定于分隔通道2内的方式；还可以采用两个垂直于烟道轴向且互相垂直的第一固定筋6从第一导流板3的四个侧面将导流板固定于分隔通道2内的方式，(见图2、3)，采用这种方式时，由于从与烟道轴向垂直且相互垂直的方向对第一导流板3加以固定【也可以理解为固定筋与隔板及烟道可以类似“田”字结构的空间】，可以避免第一导流板3仅从与烟道轴线垂直的一个方向加以固定时可能出现的翻转、摆动、倾斜等位置不固定的情况，减轻了烟气与氨气真正混合时烟道出现很大噪音的机率。而且，优选第一固定筋6从隔板21上穿过使得第一固定筋6的两端分别连接到位于相邻分隔通道2内的两个第一导流板3的一个侧面。
同样，作为在分隔通道2内设置第二导流板4的方式，可以是能将第二导流板4固定在与烟道轴线垂直方向上的任何方式，比如可以是从烟道内壁突出设置有支架以固定第二导流板4，可以是采用固定筋从第二导流板4的两侧将导流板固定于分隔通道2内的方式；还可以采用两个互相垂直的第二固定筋5从第二导流板4的四个侧面将导流板固定于分隔通道2内的方式(见图2、3)。而且，优选第二固定筋5从隔板21上穿过使得第二固定筋5的两端分别连接到位于相邻分隔通道2内的两个第二导流板4的一个侧面。
作为用于固定上述第一导流板3和第二导流板4的固定筋，一般为绳状，也可以为圆柱状或条状。固定筋与导流板通过焊接固定连接在一起。优选地，第一固定筋6与第二固定筋5采用耐磨损、耐腐蚀、烟气氨气不易粘附等材料。
下面简单介绍一下本发明的工作过程。
通过上述说明的导流板、隔板与烟道的配置关系，在第一导流板3的外围与其所在的分隔通道的内壁间形成有第一间隔空间；在第二导流板4的外围与其所在的分隔通道的内壁形成有第二间隔空间，所述第一间隔空间大于第二间隔空间。
烟气和氨气的混合气体依次经过第一导流板3和第二导流板4，烟气在导流板的作用下产生若干激烈的气体涡旋，加速其混合过程，同时通过第一导流板3和第二导流板4的叠加配合作用，混合气体经过第一间隔空间、第二间隔空间进行两次分流、接着在第二导流板的中空结构内合流及旋转，该装置与烟道内设置折叠式扰流元件相比，所造成烟气阻力损失较小，使得引风机的电耗小；与烟道内设置扰流管相比，不仅烟气阻力损失小，且混合效果较为理想；与烟道内设置涡流混合器相比，产生漩涡小，要求的混合距离较短，对整个流场的破坏性小；本实施例的短混合距离烟道用喷氨静态混合装置增强了混合效果，有效确保了氨气与烟气混合的均匀性，混合效果较为理想。
应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (7)

1.短混合距离烟道用喷氨静态混合装置，其特征在于，包括：
烟道：所述烟道内设置有数个分隔通道，所述分隔通道采用隔板设置，所述隔板包括沿与烟道截面轴线方向平行设置的第一隔板和垂直于第一隔板设置的第二隔板，所述第一隔板的上端和下端分别固定连接于烟道的上壁和下壁，所述第二隔板的两端分别固定连接于烟道的两侧内壁；和
设置于分隔通道内的固定筋：所述固定筋包括用于固定第一导流板且相互垂直的第一固定筋和用于固定第二导流板且相互垂直的第二固定筋：
所述第一导流板的外围与分隔通道的内壁形成有第一间隔空间；所述第二导流板的外围与分隔通道的内壁形成有第二间隔空间，且所述第二导流板呈中空结构的环形；
自烟道入口方向至其出口方向，所述第一导流板和第二导流板依次设置。
2.根据权利要求1或2所述的短混合距离烟道用喷氨静态混合装置，其特征在于：所述第一导流板的直径小于分隔通道的宽度。
3.根据权利要求1所述的短混合距离烟道用喷氨静态混合装置，其特征在于：所述第一导流板的直径小于第二导流板的外径，但大于第二导流板的内径。
4.根据权利要求1或2或3所述的短混合距离烟道用喷氨静态混合装置，其特征在于：所述第一导流板的横截面呈圆形、方形或矩形结构。
5.根据权利要求1或3所述的短混合距离烟道用喷氨静态混合装置，其特征在于：所述第二环形导流板的横截面、中空结构的内、外围呈圆形、方形或矩形结构。
6.根据权利要求1所述的短混合距离烟道用喷氨静态混合装置，其特征在于：所述第一固定筋与第二固定筋结构相同。
7.根据权利要求1所述的短混合距离烟道用喷氨静态混合装置，其特征在于：所述第一间隔空间大于第二间隔空间。
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