CN111271979A - 促进气流均匀混合的整流模块 - Google Patents

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王丽娜
赵博
蔡晨晓
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Abstract

本发明提供一种促进气流均匀混合的整流模块，形成有混合整流通道，所述混合整流通道具有从上游至下游的轴向以及垂直于所述轴向的径向；在所述混合整流通道中设有供换热介质在管内流动的管束，在所述管束的上游还设有供管外流体一流入混合整流通道的流体一入口以及供管外流体二流入混合整流通道的流体二导入装置；所述管束具有至少一根换热管，所述换热管经往复弯折而形成多个折弯段，所述多个折弯段沿径向地插入在所述混合整流通道内。由于多个折弯段构成的曲线路径能够延阻管外流体的通过速度，迫使管外流体流动时具有径向扰动，因此能够极大地提高混合效率，在较短的距离之下即可达到符合要求的混合程度，提高脱硝效果。

Description

促进气流均匀混合的整流模块
技术领域
本发明涉及工业炉及工业装置的脱硝系统。
背景技术
工业炉及工业装置中会产生大量的NOx与N2O。而NOx是形成酸雨、酸雾的主要污染物之一，N2O在大气同温层中会破坏臭氧层。因此，必须对其烟气进行脱硝处理。
现有的工业炉及工业装置脱硝系统，含有Nox的烟气来自于模块上游，还原剂由流体导入装置的喷口导入模块，从而与烟气混合。然而，现有方案中，烟气与还原剂需要经过较长距离才可混合均匀，增加了工业炉及工业装置换热段的高度或者长度，导致整个框架高度或者占地面积也随之增加，材料量及投资大幅增大；而且已建成的工业炉及工业装置则无法满足混合距离要求，环保改造时，工程量巨大。
发明内容
本发明的目的是，提供一种促进气流均匀混合的整流模块，缩短混合距离，以相应地减小框架高度或占地面积，节约成本，并能够适合已建成的工业炉及工业装置的小规模改造。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种促进气流均匀混合的整流模块，其特征在于，形成有混合整流通道，所述混合整流通道具有从上游至下游的轴向以及垂直于所述轴向的径向；
在所述混合整流通道中设有供换热介质在管内流动的管束，在所述管束的上游还设有供管外流体一流入混合整流通道的流体一入口以及供管外流体二流入混合整流通道的流体二导入装置；
所述管束具有至少一根换热管，所述换热管经往复弯折而形成多个折弯段，所述多个折弯段沿径向地插入在所述混合整流通道内。
所述的促进气流均匀混合的整流模块，其中：还设有外壳，所述外壳及其内壁上的耐火材料共同形成所述混合整流通道。
所述的促进气流均匀混合的整流模块，其中：还设有导向板，导向板上开设有多个交错排列的多行多列导向孔，所述换热管的多个折弯段分别从所述导向孔中穿过。
所述的促进气流均匀混合的整流模块，其中：所述多个折弯段相互平行而且交错排列而构成供管外流体一与管外流体二通过的曲线路径。
所述的促进气流均匀混合的整流模块，其中：所述管外流体一是含有Nox的高温烟气。
所述的促进气流均匀混合的整流模块，其中：所述管外流体二是还原剂流体。
所述的促进气流均匀混合的整流模块，其中：所述流体二导入装置是至少一根沿径向插入混合整流通道内的导入管，所述导入管朝向所述管束的一侧形成有多个喷口。
所述的促进气流均匀混合的整流模块，其中：所述喷口的喷射方向与所述混合整流通道的轴线形成有0度-45度之间的夹角。
所述的促进气流均匀混合的整流模块，其中：在所述换热管的外壁上还增加有钉头和/或翅片。
所述的促进气流均匀混合的整流模块，其中：所述钉头和/或翅片沿换热管的轴向直线排列或沿换热管的周向直线排列或沿换热管的轴向呈螺旋状排列。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：由于多个折弯段相互平行交错排列而构成曲线路径，能够延阻管外流体一、管外流体二流过所述混合整流通道的速度，迫使管外流体一、管外流体二在折弯段形成的曲线路径内流动时具有径向扰动，因此能够极大地提高混合效率，在较短的距离之下即可达到符合要求的混合程度，提高脱硝效果，还能够节约设备投资，并解决解决工业炉环保改造项目布置难题；同时，在所述换热管内流过的换热介质，能够将管外流体一(例如高温烟气)中包含的余热予以回收，以供循环利用，起到节能降耗的作用。
附图说明
图1是本发明提供的促进气流均匀混合的整流模块的主视图；
图2是图1的纵剖图；
图3、图4分别是带钉头和带翅片的扩大表面管的结构示意图。
附图标记说明：管束1；折弯段11；导向板2；导向孔21；耐火材料3；流体二导入装置4；外壳5；喷口6；流体一入口7；钉头8；翅片9。
具体实施方式
以下将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按真实比例绘制的。
如图1、图2所示，本发明提供一种促进气流均匀混合的整流模块，集成有：供换热介质在管内流动的管束1、形成在管束1上游的供管外流体一流入的流体一入口7、形成在流体一入口7与管束1之间的供管外流体二流入的流体二导入装置4、耐火材料3以及外壳5，其中：
所述外壳5及其内壁上的所述耐火材料3共同形成混合整流通道，所述混合整流通道具有从上游至下游的轴向以及垂直于所述轴向的径向，所述流体一入口7、流体二导入装置4以及管束1依序沿轴向布置在所述混合整流通道内；
所述管外流体一是含有Nox的烟气，例如工业炉的高温烟气；
所述管外流体二是还原剂流体，例如SCR反应还原剂；所述流体二导入装置4是至少一根沿径向插入混合整流通道内的导入管，所述导入管插入所述流体一入口7与所述管束1之间，而且所述导入管朝向所述管束1的一侧形成有多个喷口6，还原剂流体从导入管的外端引入，然后通过喷口6进入混合整流通道内，接着与所述管外流体一混合，以完成脱硫过程；为了形成较好的混合效果，所述喷口6的喷射方向与所述混合整流通道的轴线形成有0度-45度之间的夹角；
所述管束1，具有至少一根换热管，所述换热管经往复弯折而形成多个折弯段11，所述多个折弯段11均沿径向地插入在所述混合整流通道内，所述换热管位于外壳5外的两端分别为入口端与出口端；由于所述至少一根换热管的折弯段11相互平行交错排列而构成曲线路径，能够延阻管外流体一、管外流体二流过所述混合整流通道的速度，迫使管外流体一、管外流体二在折弯段11形成的曲线路径内流动时具有径向扰动，因此能够极大地提高混合效率，在较短的距离之下即可达到符合要求的混合程度，提高脱硝效果，还能够节约设备投资，并解决解决工业炉及工业装置环保改造项目布置难题；同时，在所述换热管内流过的换热介质，能够将管外流体一(例如高温烟气)中包含的余热予以回收，以供循环利用，起到节能降耗的作用。
如图1、图2所示，当换热管的长度较长时，可以增加导向板2，导向板2上开设有多个交错排列的多行多列导向孔21，所述换热管的折弯段11从所述导向孔21中穿过，能够提高加工过程中以及运行过程中的结构稳定性，由于导向孔21呈交错排列，所述换热管的折弯段11会形成交错排列(从端部看呈三角形结构)，以提高混合效果。
再如图3、图4所示，在所述换热管的外壁上还可以增加钉头8和/或翅片9，所述钉头8和/或翅片9沿换热管的轴向直线排列或沿换热管的周向直线排列或沿换热管的轴向呈螺旋状排列，可起到扰流的作用，进一步提高混合效果。
本发明通过将流体导入装置与管束1集合在同一模块中，并采用工厂车间制造、组装，以模块化供货，装置在现场整体安装，有利于质量控制，有利于装置的长期、稳定运行。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种促进气流均匀混合的整流模块，其特征在于，形成有混合整流通道，所述混合整流通道具有从上游至下游的轴向以及垂直于所述轴向的径向；
在所述混合整流通道中设有供换热介质在管内流动的管束，在所述管束的上游还设有供管外流体一流入混合整流通道的流体一入口以及供管外流体二流入混合整流通道的流体二导入装置；
所述管束具有至少一根换热管，所述换热管经往复弯折而形成多个折弯段，所述多个折弯段沿径向地插入在所述混合整流通道内。
2.根据权利要求1所述的促进气流均匀混合的整流模块，其特征在于：还设有外壳，所述外壳及其内壁上的耐火材料共同形成所述混合整流通道。
3.根据权利要求1所述的促进气流均匀混合的整流模块，其特征在于：还设有导向板，导向板上开设有多个交错排列的多行多列导向孔，所述换热管的多个折弯段分别从所述导向孔中穿过。
4.根据权利要求1所述的促进气流均匀混合的整流模块，其特征在于：所述多个折弯段相互平行而且交错排列而构成供管外流体一与管外流体二通过的曲线路径。
5.根据权利要求1所述的促进气流均匀混合的整流模块，其特征在于：所述管外流体一是含有Nox的高温烟气。
6.根据权利要求1所述的促进气流均匀混合的整流模块，其特征在于：所述管外流体二是还原剂流体。
7.根据权利要求1所述的促进气流均匀混合的整流模块，其特征在于：所述流体二导入装置是至少一根沿径向插入混合整流通道内的导入管，所述导入管朝向所述管束的一侧形成有多个喷口。
8.根据权利要求7所述的促进气流均匀混合的整流模块，其特征在于：所述喷口的喷射方向与所述混合整流通道的轴线形成有0度-45度之间的夹角。
9.根据权利要求1所述的促进气流均匀混合的整流模块，其特征在于：在所述换热管的外壁上还增加有钉头和/或翅片。
10.根据权利要求9所述的促进气流均匀混合的整流模块，其特征在于：所述钉头和/或翅片沿换热管的轴向直线排列或沿换热管的周向直线排列或沿换热管的轴向呈螺旋状排列。
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