CN112023696A - 烟道内置式喷吹装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种烟道内置式喷吹装置，该烟道内置式喷吹装置包括用于将催化剂粉末输送至烟道外壳内的分配阀和多根输粉支管，分配阀用于设置在烟道外壳上，分配阀的喷粉入口用于与烟道外壳的外部相连通，分配阀的喷粉出口用于与位于烟道外壳内的各输粉支管连接，各输粉支管上均设置有多个喷嘴，各喷嘴对催化剂粉末的喷射方向均用于与烟道外壳内烟气的流向相同。本发明解决了喷入烟道的催化剂粉末与烟气混合不均匀、脱硫效率较低的技术问题。

Description

烟道内置式喷吹装置

技术领域

本发明涉及烟气净化技术领域，进一步的，涉及一种烟气脱硫装置，尤其涉及一种烟道内置式喷吹装置。

背景技术

烟气超标排放是造成大气环境污染的主要原因，环保部门严控烟气排放，冶金企业排放烟气必须达标。烟气主要成分是NOx、SO₂、COx和水分等，其中SO₂占到烟气的质量的38％，是造成大气污染及酸雨的主要因素，必须对烟气进行脱硫处理，才能达到排放要求。

目前，国内外烟气脱硫的主要方法大体可分为干法、半干法和湿法三种。

其中，干法烟气脱硫相对于湿法系统来说，具有设备简单、占地面积小、投资和运行费用较低、操作方便、能耗低、生成物便于处置、无污水处理系统等特点，因而广受欢迎。干法脱硫工艺主要是将催化剂细粉随压缩空气喷入烟道中，使其与烟气充分混合接触，并与烟气中的SO₂反应，生成硫酸盐颗粒，硫酸盐颗粒与飞灰一起由除尘器收集或经烟囱排出，从而达到烟气脱硫的目的，通过除尘器回收的副产物可作为化工产品再利用。干法脱硫的最大优点是治理中无废水、废酸的排出，减少了二次污染；缺点是脱硫效率低，设备庞大。

干法烟气脱硫的装置有多种结构，例如：在烟道垂直方向上能伸缩地设置多个喷头，每个喷头上均开设有多个喷孔，当需要向烟道内喷入催化剂时，控制喷头伸入到烟道内，外部的粉仓通过喷吹管与喷头相连，喷头在烟道内能沿自身的轴向转动，从而通过各喷孔将喷粉(能与SO₂反应生产硫酸盐的催化剂粉末)吹入至烟道内；当不需要向烟道内喷入催化剂时，控制喷头从烟道中退出，但是该装置由于喷粉是从烟道内壁的一个点呈发散状喷入烟道，喷粉易打到烟道的内壁上，从而易造成喷粉的堆积；另外，如果该装置所处环境中粉尘较多，容易发生粉尘卡阻喷头动作的情况，无法保障工作的正常进行。又例如：将喷粉接管直接插入烟道内，将掺杂有喷粉的压缩空气打入烟道内，实现烟气与喷粉的混合，但是该装置无法烟气与喷粉的混合极不均匀，脱硫效率较低，脱硫效果不佳。

针对相关技术中喷入烟道的催化剂粉末与烟气混合不均匀、脱硫效率较低的问题，目前尚未给出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种烟道内置式喷吹装置，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烟道内置式喷吹装置，可大大提高催化剂在烟道内喷射的均匀度，保证催化剂与烟气在烟道内充分接触，使得烟气中的SO₂反应充分，提高了烟气干法脱硫的效率，避免烟气对环境造成污染。

本发明的另一目的在于提供一种烟道内置式喷吹装置，结构简单、安装方便，仅需在烟道上开孔连接即可完成对喷吹装置安装，在工作过程中，本喷吹装置通过烟道内流动的烟气即可使喷射的催化剂分散均匀，无需增加额外的动力，节能环保，适于推广使用。

本发明的目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供了一种烟道内置式喷吹装置，所述烟道内置式喷吹装置包括用于将催化剂粉末输送至烟道外壳内的分配阀和多根输粉支管，其中：

所述分配阀用于设置在所述烟道外壳上，所述分配阀的喷粉入口用于与所述烟道外壳的外部相连通，所述分配阀的喷粉出口用于与位于所述烟道外壳内的各所述输粉支管连接，各所述输粉支管上均设置有多个喷嘴，各所述喷嘴对所述催化剂粉末的喷射方向均用于与所述烟道外壳内烟气的流向相同。

在本发明的一较佳实施方式中，各所述输粉支管呈发散状排布。

在本发明的一较佳实施方式中，各所述输粉支管位于所述烟道外壳内的同一横截面上，以使各所述喷嘴喷射出的所述催化剂粉末能匀布于所述烟道外壳内的整个横截面。

在本发明的一较佳实施方式中，所述分配阀的喷粉入口用于穿过所述烟道外壳并伸出至所述烟道外壳的外部。

在本发明的一较佳实施方式中，位于每根所述输粉支管上的所述喷嘴包括多个第一喷嘴和一个第二喷嘴，所述输粉支管的一端与所述分配阀的所述喷粉出口连接，所述第二喷嘴设置于所述输粉支管的另一端，各所述第一喷嘴沿所述输粉支管的延伸方向连续且间隔排布。

在本发明的一较佳实施方式中，各相邻两所述第一喷嘴之间的距离以及所述第二喷嘴与其相邻的所述第一喷嘴之间的距离均相等。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二喷嘴的进气端至所述第二喷嘴的出气端为逐渐向所述烟道外壳内烟气的流动方向倾斜的弧形结构。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二喷嘴的内径由所述第二喷嘴的进气端至所述第二喷嘴的出气端逐渐减小。

在本发明的一较佳实施方式中，所述分配阀设置于所述烟道外壳的顶部，各所述输粉支管均沿竖直方向设置，且各相邻两所述输粉支管之间的距离相等。

在本发明的一较佳实施方式中，所述分配阀包括分配阀主体和多根根部支管，所述分配阀主体为沿竖直方向设置的筒状结构，所述分配阀主体的顶端为所述分配阀的所述喷粉入口，所述分配阀主体的底端与各所述根部支管的一端连接，各所述根部支管由上至下逐渐向远离所述分配阀主体方向呈发散状排布，各所述根部支管的另一端分别为所述分配阀的各所述喷粉出口。

在本发明的一较佳实施方式中，各所述输粉支管之间设置有固定梁，所述固定梁的两端用于与所述烟道外壳的内壁连接，所述固定梁的中部分别与各所述输粉支管的外壁连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述固定梁的数量为多根，各所述固定梁均沿水平方向设置，且各所述固定梁之间由上至下间隔排布。

在本发明的一较佳实施方式中，所述分配阀的内横截面积大于各所述输粉支管的内横截面积之和，且各所述输粉支管的内横截面积之和大于各所述喷嘴的内横截面积之和。

在本发明的一较佳实施方式中，各所述喷嘴与所述烟道外壳的内壁之间留有间隙。

在本发明的一较佳实施方式中，所述分配阀的喷粉入口用于与压缩空气管路连接，所述压缩空气管路上连接有注入所述催化剂粉末的旁路。

由上所述，本发明的烟道内置式喷吹装置的特点及优点是：将分配阀设置于烟道外壳上，分配阀的喷粉入口与位于烟道外壳的外部的压缩空气管路连接，分配阀的多个喷粉出口与位于烟道外壳的内部的多根输粉支管连接，结构简单、安装方便，仅需在烟道外壳上开孔连接即可完成对分配阀以及各输粉支管的安装，使用现场安装使用，实用性强。另外，各输粉支管上均设置有多个喷嘴，各喷嘴对催化剂粉末的喷射方向均用于与烟道外壳内烟气的流向相同，通过各喷嘴喷射出的催化剂粉末能够顺畅地进入至烟道外壳的内部并随烟气一同流动，不会出现催化剂粉末撞击烟道外壳的内壁并在内壁上堆积的情况，提高催化剂粉末的扩散效率，保证催化剂粉末在烟道外壳内能够分散均匀并与烟气充分接触，使得烟气中的SO₂等气体能够与催化剂粉末充分反应，提高了烟气干法脱硫的效率，保证良好的脱硫效果，避免烟气中SO₂等气体对环境造成污染，而且在这个烟气净化过程中，各喷嘴喷射出的催化剂粉末通过烟道外壳内流动的烟气即可使喷射的催化剂粉末分散均匀，无需增加额外的动力，节能环保，适于推广使用。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

其中：

图1：为本发明烟道内置式喷吹装置在烟道内的立体图。

图2：为本发明烟道内置式喷吹装置在烟道内的正视图。

图3：为本发明烟道内置式喷吹装置在烟道内设置有固定梁的正视图。

图4：为本发明烟道内置式喷吹装置的结构示意图。

图5：为本发明烟道内置式喷吹装置中分配阀的局部截面图。

图6：为本发明烟道内置式喷吹装置中支管的局部截面图。

本发明中的附图标号为：

1、分配阀； 101、分配阀主体；

102、根部支管； 2、输粉支管；

3、喷嘴； 301、第一喷嘴；

302、第二喷嘴； 3021、进气端；

3022、出气端； 4、固定梁；

10、烟道外壳。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1至图6所示，本发明提供了一种烟道内置式喷吹装置，该烟道内置式喷吹装置包括分配阀1和多根输粉支管2，分配阀1和各输粉支管2相配合用于将催化剂粉末输送至烟道外壳10内，其中：分配阀1设置在烟道外壳10上，分配阀1的喷粉入口与烟道外壳10的外部相连通，在烟道外壳10的外部设置有压缩空气管路，压缩空气管路上连接有旁路，通过旁路可向压缩空气管路内注入催化剂粉末，催化剂粉末在压缩空气管路内与压缩空气充分混合后再进入至分配阀1内。分配阀1的喷粉出口与位于烟道外壳10内的各输粉支管2连接，各输粉支管2上均设置有多个喷嘴3，各喷嘴3对所述催化剂粉末的喷射方向均与烟道外壳10内烟气的流向相同。

本发明中将分配阀1设置于烟道外壳10上，分配阀1的喷粉入口与位于烟道外壳10的外部的压缩空气管路连接，分配阀1的多个喷粉出口与位于烟道外壳10的内部的多根输粉支管2连接，结构简单、安装方便，仅需在烟道外壳10上开孔连接即可完成对分配阀1以及各输粉支管2的安装，使用现场安装使用，实用性强。另外，各输粉支管2上均设置有多个喷嘴3，各喷嘴3对催化剂粉末的喷射方向均用于与烟道外壳10内烟气的流向相同，通过各喷嘴3喷射出的催化剂粉末能够顺畅地进入至烟道外壳10的内部并随烟气一同流动，不会出现催化剂粉末撞击烟道外壳10的内壁并在内壁上堆积的情况，提高催化剂粉末的扩散效率，保证催化剂粉末在烟道外壳10内能够分散均匀并与烟气充分接触，使得烟气中的SO₂等气体能够与催化剂粉末充分反应，提高了烟气干法脱硫的效率，保证良好的脱硫效果，避免烟气中SO₂等气体对环境造成污染，而且在这个烟气净化过程中，各喷嘴喷射出的催化剂粉末通过烟道外壳10内流动的烟气即可使喷射的催化剂粉末分散均匀，无需增加额外的动力，节能环保，适于推广使用。

具体的，如图1至图4所示，各喷嘴3均朝向同一方向设置，且各喷嘴3的朝向均与烟道外壳10内烟气的流动方向相同，以使从各喷嘴3的喷射方向均与烟道外壳10内烟气的流动方向相同，从而通过各喷嘴3喷射出的催化剂粉末能够顺畅地进入至烟道外壳10的内部并随烟气一同流动，提高催化剂粉末的扩散效率，保证催化剂粉末在烟道外壳10内能够分散均匀并与烟气充分接触，进而提高反应效率。因此，在工作过程中需要先使烟道外壳10的内部有烟气流动，在控制各喷嘴3将催化剂粉末喷射至烟道外壳10内。

进一步的，所采用的催化剂粉末可为但不限于小苏打(即：碳酸氢钠)粉末。

在本发明的一个可选实施例中，如图1至图3所示，各输粉支管2呈发散状排布。以使各输粉支管2上的各喷嘴3所喷射出的催化剂粉末能够尽可能均匀地分布于烟道外壳10内，进而提高催化剂粉末与烟气的接触面积，提高烟气中的SO₂等气体与催化剂粉末充分的反应程度，保证良好的脱硫效果。

进一步的，如图1至图3所示，各输粉支管2位于烟道外壳10内的同一横截面上，以使各喷嘴3喷射出的催化剂粉末能匀布于烟道外壳10内的整个横截面，可大大提高了催化剂粉末在烟道外壳10内喷射的均匀度，保证催化剂粉末与烟气在烟道外壳10内能够充分接触，使得烟气中的SO₂等气体能够与催化剂粉末充分反应。

进一步的，如图1至图3所示，分配阀1的喷粉入口穿过烟道外壳10并伸出至烟道外壳10的外部，从而便于分配阀1的喷粉入口与压缩空气管路连接。

进一步的，分配阀1的内横截面积大于各输粉支管2的内横截面积之和，且各输粉支管2的内横截面积之和大于各喷嘴3的内横截面积之和，使得分配阀1与各输粉支管2之间以及各输粉支管2与各喷嘴3之间存在一定的压力差，以保证催化剂粉末由分配阀1至各输粉支管2、由各输粉支管2至各喷嘴3的过程中流动速度逐渐增加，使得催化剂粉末在整个喷吹装置中的流动过程中不会出现滞留的情况，保证催化剂粉末的顺利喷射。

进一步的，各喷嘴3与烟道外壳10的内壁之间留有间隙，避免催化剂粉末直接喷射在烟道外壳10的内壁上。

在本发明的一个可选实施例中，如图1至图4、图6所示，位于每根输粉支管2上的喷嘴3包括多个第一喷嘴301和一个第二喷嘴302，输粉支管2的一端与分配阀1的喷粉出口连接，第二喷嘴302设置于输粉支管2的另一端，各第一喷嘴301沿输粉支管2的延伸方向连续且间隔排布，以保证各喷嘴3能够尽可能均匀地排布与烟道外壳10内的同一横截面上，从而能够使得各喷嘴3喷射的催化剂粉末匀布于烟道外壳10的内部。

进一步的，如图1至图4所示，各相邻两第一喷嘴301之间的距离以及第二喷嘴302与其相邻的第一喷嘴301之间的距离均相等，从而提高催化剂粉末的均布效果。

在本发明的一个可选实施例中，如图6所示，第二喷嘴302的进气端3021至第二喷嘴302的出气端3022为逐渐向烟道外壳10内烟气的流动方向倾斜的弧形结构，在第二喷嘴302的内部由进气端3021至出气端3022为光滑过渡，从而保证催化剂粉末能够顺利的喷射至烟道外壳10内，避免堵塞第二喷嘴302的出气端3022。

进一步的，如图6所示，由第二喷嘴302的进气端3021至第二喷嘴302的出气端3022所形成的弧形结构的弯转角度可为但不限于90°，保证第二喷嘴302所喷射出的催化剂粉末的方向与烟道外壳10内烟气的流动方向相同即可。

进一步的，如图6所示，第二喷嘴302的内径由第二喷嘴302的进气端3021至第二喷嘴的出气端3022逐渐减小，从而在第二喷嘴302的进气端3021与第二喷嘴的出气端3022之间形成压差，催化剂粉末在通过第二喷嘴302的过程中会逐渐加速，进一步避免催化剂粉末在第二喷嘴302内滞留而堵塞第二喷嘴302。

在本发明的一个可选实施例中，如图1至图3所示，分配阀1设置于烟道外壳10的顶部，各输粉支管2均沿竖直方向设置，且各相邻两输粉支管2之间的距离相等，尽可能保证各输粉支管2匀布于烟道外壳10的内部。

具体的，如图1至图6所示，分配阀1包括分配阀主体101和多根根部支管102，分配阀主体101为沿竖直方向设置的筒状结构，分配阀主体101的顶端为分配阀1的喷粉入口，分配阀主体101的底端与各根部支管102的一端连接，各根部支管102由上至下逐渐向远离分配阀主体101方向呈发散状排布，各根部支管102的另一端分别为分配阀1的各所述喷粉出口。

在本发明的一个可选实施例中，如图3所示，各输粉支管2之间设置有固定梁4，固定梁4的两端与烟道外壳10的内壁连接，固定梁4的中部分别与各输粉支管2的外壁连接，通过固定梁4的设置，提高各输粉支管2之间的稳定性以及输粉支管2与烟道外壳10之间的稳定性。

进一步的，如图3所示，固定梁4的数量为多根，各固定梁4均沿水平方向设置，且各固定梁4之间由上至下间隔排布。

本发明的一个具体实施例，如图1至图3所示：钢厂烧结、转炉炼钢产生的高温烟气中含有大量的SO₂气体，催化剂粉末随压缩空气进入到设置于烟道外壳10的顶部的分配阀1内，然后经过分配阀1的分流再进入到各输粉支管2内，再从设置在各输粉支管2上的喷嘴3喷射至烟道外壳10的内部，催化剂粉末与烟气中的SO₂反应生成硫酸盐颗粒，硫酸盐颗粒与烟气中的飞灰一起由除尘器收集，从而对烟气起到净化的效果，脱硫总有效率在95％以上。上述的催化剂粉末越细小其与烟气的接触越充分，进而脱硫效率越高，在本实例中催化剂粉末可采用将小苏打粉末粉碎至20微米左右，此时达到的脱硫效果最佳。在本实施例中各输粉支管2的内横截面积之和为分配阀1的内横截面积的97％，每一根输粉支管2上各喷嘴3的内横截面积之和为该输粉支管2的内横截面积的90％至98％，从而保证催化剂粉末在喷吹装置内不会发生滞留和堵塞的情况。

在本实施例中，在烟道外壳10的内部沿竖直方向设置四根输粉支管2，且四根输粉支管2呈左右对称设置，相邻两输粉支管2之间的距离约为烟道外壳10内径的1/4；在本实施例中，各喷嘴3与烟道外壳10的内壁之间的距离大于500mm，保证催化剂粉末不会直接喷射到烟道外壳10的内壁上。

本发明的烟道内置式喷吹装置的特点及优点是：

一、该烟道内置式喷吹装置结构简单、安装方便，仅需在烟道外壳10上开孔连接即可完成对分配阀1以及各输粉支管2的安装，使用现场安装使用，实用性强，节能环保，适于推广使用。

二、该烟道内置式喷吹装置中各喷嘴3所喷射出的催化剂粉末能够匀布于烟道外壳10内的整个横截面，可大大提高了催化剂粉末在烟道外壳10内喷射的均匀度，保证催化剂粉末与烟气在烟道外壳10内能够充分接触，使得烟气中的SO₂等气体能够与催化剂粉末充分反应，提高了烟气干法脱硫的效率，保证良好的脱硫效果，避免烟气中SO₂等气体对环境造成污染。

三、该烟道内置式喷吹装置中各喷嘴3的朝向均与烟道外壳10内烟气的流动方向相同，以使从各喷嘴3的喷射方向均与烟道外壳10内烟气的流动方向相同，提高催化剂粉末的扩散效率，保证催化剂粉末在烟道外壳10内能够分散均匀并与烟气充分接触，无需增加额外的动力即可提高反应效率。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (15)

1.一种烟道内置式喷吹装置，其特征在于，所述烟道内置式喷吹装置包括用于将催化剂粉末输送至烟道外壳(10)内的分配阀(1)和多根输粉支管(2)，其中：

所述分配阀(1)用于设置在所述烟道外壳(10)上，所述分配阀(1)的喷粉入口用于与所述烟道外壳(10)的外部相连通，所述分配阀(1)的喷粉出口用于与位于所述烟道外壳(10)内的各所述输粉支管(2)连接，各所述输粉支管(2)上均设置有多个喷嘴(3)，各所述喷嘴(3)对所述催化剂粉末的喷射方向均用于与所述烟道外壳(10)内烟气的流向相同。

2.如权利要求1所述的烟道内置式喷吹装置，其特征在于，各所述输粉支管(2)呈发散状排布。

3.如权利要求2所述的烟道内置式喷吹装置，其特征在于，各所述输粉支管(2)位于所述烟道外壳(10)内的同一横截面上，以使各所述喷嘴(3)喷射出的所述催化剂粉末能匀布于所述烟道外壳(10)内的整个横截面。

4.如权利要求1所述的烟道内置式喷吹装置，其特征在于，所述分配阀(1)的喷粉入口用于穿过所述烟道外壳(10)并伸出至所述烟道外壳(10)的外部。

5.如权利要求1所述的烟道内置式喷吹装置，其特征在于，位于每根所述输粉支管(2)上的所述喷嘴(3)包括多个第一喷嘴(301)和一个第二喷嘴(302)，所述输粉支管(2)的一端与所述分配阀(1)的所述喷粉出口连接，所述第二喷嘴(302)设置于所述输粉支管(2)的另一端，各所述第一喷嘴(301)沿所述输粉支管(2)的延伸方向连续且间隔排布。

6.如权利要求5所述的烟道内置式喷吹装置，其特征在于，各相邻两所述第一喷嘴(301)之间的距离以及所述第二喷嘴(302)与其相邻的所述第一喷嘴(301)之间的距离均相等。

7.如权利要求5所述的烟道内置式喷吹装置，其特征在于，所述第二喷嘴(302)的进气端(3021)至所述第二喷嘴(302)的出气端(3022)为逐渐向所述烟道外壳(10)内烟气的流动方向倾斜的弧形结构。

8.如权利要求7所述的烟道内置式喷吹装置，其特征在于，所述第二喷嘴(302)的内径由所述第二喷嘴(302)的进气端(3021)至所述第二喷嘴(302)的出气端(3022)逐渐减小。

9.如权利要求1所述的烟道内置式喷吹装置，其特征在于，所述分配阀(1)设置于所述烟道外壳(10)的顶部，各所述输粉支管(2)均沿竖直方向设置，且各相邻两所述输粉支管(2)之间的距离相等。

10.如权利要求9所述的烟道内置式喷吹装置，其特征在于，所述分配阀(1)包括分配阀主体(101)和多根根部支管(102)，所述分配阀主体(101)为沿竖直方向设置的筒状结构，所述分配阀主体(101)的顶端为所述分配阀(1)的所述喷粉入口，所述分配阀主体(101)的底端与各所述根部支管(102)的一端连接，各所述根部支管(102)由上至下逐渐向远离所述分配阀主体(101)方向呈发散状排布，各所述根部支管(102)的另一端分别为所述分配阀(1)的各所述喷粉出口。

11.如权利要求1所述的烟道内置式喷吹装置，其特征在于，各所述输粉支管(2)之间设置有固定梁(4)，所述固定梁(4)的两端用于与所述烟道外壳(10)的内壁连接，所述固定梁(4)的中部分别与各所述输粉支管(2)的外壁连接。

12.如权利要求11所述的烟道内置式喷吹装置，其特征在于，所述固定梁(4)的数量为多根，各所述固定梁(4)均沿水平方向设置，且各所述固定梁(4)之间由上至下间隔排布。

13.如权利要求1所述的烟道内置式喷吹装置，其特征在于，所述分配阀(1)的内横截面积大于各所述输粉支管(2)的内横截面积之和，且各所述输粉支管(2)的内横截面积之和大于各所述喷嘴(3)的内横截面积之和。

14.如权利要求1所述的烟道内置式喷吹装置，其特征在于，各所述喷嘴(3)与所述烟道外壳(10)的内壁之间留有间隙。

15.如权利要求1所述的烟道内置式喷吹装置，其特征在于，所述分配阀(1)的喷粉入口用于与压缩空气管路连接，所述压缩空气管路上连接有注入所述催化剂粉末的旁路。

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