CN115025602B - 一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备，属于烟气脱硝技术领域。一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备，包括：锅炉本体、还原剂稀释混合器、还原剂注射器、空气压缩机；所述还原剂注射器一端与还原剂稀释混合器及空气压缩机连接，所述还原剂注射器另一端延伸至锅炉本体内部，进行烟气脱硝处理；所述还原剂注射器采用循环式U型组合结构设计，并设计双向可调喷液结构，所述还原剂稀释混合器采用旋流式自搅拌设计。本发明采用同心连接管与双向雾化喷液阀，控制气液循环流通，实现气液可调；设计同心连接管同时输送还原剂和空气，泵送至双向雾化喷液阀实现无法喷洒，提高方向效率，设计双向雾化喷液阀实现上下同时喷液扩大反应面积。

Description

一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备

技术领域

本发明涉及烟气脱硝技术领域，尤其涉及一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备。

背景技术

生物质锅炉燃烧发电时，烟气会产生一定量的氮氧化物，直接排放会造成大气污染。现有采用SNCR技术进行脱销处理可减少空气污染，而SNCR是利用锅炉中850°-1200°高温是氨气或尿素等还原剂与氮氧化物反应产生二氧化氮和水，从而实现脱硝目的。

而现有技术技术中为实现充分脱硝会采用布置多个还原剂注射器。但是SNCR技术脱硝效率受到锅炉设计、锅炉负荷等因素的影响较大，脱硝效率低，在30-50%范围内。其中重要的是还原剂注射器不能根据锅炉负荷进行自由调节，布置的较多还原剂注射器又会因为该位置温度的过高或高低造成反应不充分或附加产物。因此我们对还原剂注射器进行改进设计，采用循环泵送的方式输送还原剂也氧气，并采用双向可调的喷头喷洒提高脱硝效率，并因此设计一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的还原剂注射器在锅炉中多点布置却仍存在脱硝不充分问题而提出的一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备，包括：

锅炉本体、还原剂稀释混合器、还原剂注射器、空气压缩机；

所述还原剂注射器一端与还原剂稀释混合器及空气压缩机连接，所述还原剂注射器另一端延伸至锅炉本体内部，进行烟气脱硝处理；

所述还原剂注射器采用循环式U型组合结构设计，并设计双向可调喷液结构，扩大反应面积；包括同心连接管、双向雾化喷液阀，多个所述同心连接管将多个双向雾化喷液阀串联呈U型结构，其中一个同心连接管与空气压缩机出气端及还原剂稀释混合器输液端连接，另一个同心连接管与空气压缩机进气端及还原剂稀释混合器箱体连接；

所述还原剂稀释混合器采用旋流式自搅拌设计，减少腐蚀，降低冲洗难度；包括旋流器、储液箱；所述旋流器安装于储液箱上方同时与还原剂及稀释液连接管连通，进行旋流搅拌后存储在储液箱中，所述储液箱采用泵送的方式将稀释后的还原剂输送至还原剂注射器上。

优选的，所述同心连接管采用两端均敞口设置包括内连接管、外连接管、排气管；

所述外连接管套设于内连接管外侧并与其间隙设置，多个所述排气管呈环形均匀分布于外连接管与内连接管之间并相互连通，所述排气管与外连接管及内连接管间隙处填充有耐热材料；位于端部的所述排气管端部记性密封设置并沿侧边贯穿外连接管与外部连通。

优选的，所述双向雾化喷液阀包括螺纹底座，控位出液管、可调排气套管；

两个所述控位出液管上下对称分布螺纹连接至螺纹底座内部，所述可调排气套管套设于控位出液管外侧。

优选的，所述螺纹底座侧边中部贯穿开设有输液孔，所述螺纹底座上下端中部均开设有螺纹槽，所述螺纹底座内部开设有多个让螺纹槽与输液孔连通的小孔；所述螺纹底座内部沿两个螺纹槽外侧均开设有环形孔，所述环形孔向两侧与外部连通。

优选的，所述控位出液管外侧套接有耳座，所述耳座上下面错位设有进气槽，两个所述进气槽相互连通，与所述螺纹底座贴合的进气槽与环形孔连通；

所述控位出液管一端呈敞口设置并插入螺纹槽，使耳座贴在螺纹底座端面上，所述控位出液管敞口端通过小孔与输液孔内部连通，所述控位出液管另一端呈锥形收口设置，所述控位出液管中部间隙设有一个控液杆，两个所述控液杆通过一个双向螺纹杆螺纹连接，所述双向螺纹杆穿过输液孔中部时套接有挡板，所述挡板上均匀开设有排液孔。

优选的，所述可调排气套管上下均开设有锥形槽且相互连通，所述控位出液管收口端插入朝向螺纹底座的锥形槽内部并与其间隙配合，其中一个所述进气槽与朝向螺纹底座的锥形槽连通，所述可调排气套管一端呈环形贯穿有进气孔，所述进气孔一端与另一个进气槽连通，进气孔另一端密封设置并插入活塞，所述可调排气套管外侧套接有与耳座通过弹簧连接的罩壳，所述罩壳与多个活塞连接固定，所述进气孔侧边倾斜设有与背离螺纹底座的锥形槽连通的第一排气孔、第二排气孔，所述第一排气孔被活塞密封。

优选的，所述输液孔与内连接管内部均对称开设有限位槽，所述限位槽内部设有滑杆，所述滑杆靠近挡板处设有滑块。

优选的，所述旋流器包括圆柱体、圆锥体，所述圆柱体与圆锥体连通固定，所述圆柱体侧边呈中心对称设有两个入水管，所述旋流器被箱体罩住固定于储液箱内部，所述入水管穿出箱体与外部连通，所述圆锥体向下与储液箱内部连通，所述圆柱体中部固定有柱体挡块。

优选的，所述柱体挡块中部开设有出液槽，所述出液槽与圆柱体连通，所述出液槽连接固定有与储液箱连通的泄压管。

优选的，所述柱体挡块中部开设有出液槽，所述出液槽侧边等间距开设有贯穿柱体挡块的弧形槽。

与现有技术相比，本发明提供了一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备，具备以下有益效果：

本发明采用同心连接管与双向雾化喷液阀，控制气液循环流通，实现气液可调；设计同心连接管同时输送还原剂和空气，泵送至双向雾化喷液阀实现无法喷洒，提高方向效率，设计双向雾化喷液阀实现上下同时喷液扩大反应面积。

本发明中双向雾化喷液阀采用机翼的流线设计，对称安装在挡板附近充当管喉调节压差，促进氨水流入控位出液管中，并通过控制使滑块错位实现还原剂变向流动，促使挡板转动，调节控液杆控制氨水喷洒量。

本发明中采用旋流混液的方式稀释还原剂，采用两个入水管均从旋流器侧边切入且中心对称，使流入旋流器的还原剂与水按照同一反向旋转向下，促进还原剂与水混合在一起，去除了搅拌机构，减少腐蚀和维护成本。

附图说明

图1为本发明的循环喷液整体结构示意图；

图2为本发明的锅炉本体局部剖面整体结构示意图；

图3为本发明的设置弧形槽旋流器时储液箱剖面结构示意图；

图4为本发明的设置泄压管旋流器时储液箱结构示意图；

图5为本发明的设置弧形槽的旋流器剖面结构示意图；

图6为本发明的设置泄压管的旋流器剖面结构示意图；

图7为本发明的柱体挡块剖面及弧形槽结构示意图；

图8为本发明的圆锥体安装凸起时设置弧形槽的旋流器剖面结构示意图；

图9为本发明的圆锥体安装凸起时设置泄压管的旋流器剖面结构示意图；

图10为本发明的同心连接管与螺纹底座剖面时连接结构示意图；

图11为本发明的同心连接管剖面结构示意图；

图12为本发明的螺纹底座剖面结构示意图；

图13为本发明的控位出液管剖面结构示意图；

图14为本发明的可调排气套管剖面结构示意图；

图15为本发明的滑块对称设置时还原剂流动原理示意图；

图16为本发明的滑块错位设置时还原剂流动结构示意图。

图号说明：100、锅炉本体；200、还原剂稀释混合器；201、旋流器；202、储液箱；203、圆柱体；204、圆锥体；205、入水管；206、柱体挡块；207、出液槽；208、泄压管；209、弧形槽；300、还原剂注射器；400、空气压缩机；500、同心连接管；501、内连接管；502、外连接管；503、排气管；600、双向雾化喷液阀；601、螺纹底座；602、控位出液管；603、可调排气套管；604、输液孔；605、螺纹槽；606、环形孔；607、控液杆；608、双向螺纹杆；609、挡板；610、排液孔；611、耳座；612、进气槽；613、锥形槽；614、进气孔；615、活塞；616、第一排气孔；617、第二排气孔；618、限位槽；619、滑杆；620、滑块；621、罩壳。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例：

请参阅图1-2，一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备，包括：锅炉本体100、还原剂稀释混合器200、还原剂注射器300、空气压缩机400；

还原剂注射器300一端与还原剂稀释混合器200及空气压缩机400连接，还原剂注射器300另一端延伸至锅炉本体100内部，进行烟气脱硝处理；

还原剂注射器300采用循环式U型组合结构设计，并设计双向可调喷液结构，扩大反应面积；包括同心连接管500、双向雾化喷液阀600，多个同心连接管500将多个双向雾化喷液阀600串联呈U型结构，其中一个同心连接管500与空气压缩机400出气端及还原剂稀释混合器200输液端连接，另一个同心连接管500与空气压缩机400进气端及还原剂稀释混合器200箱体连接；

还原剂稀释混合器200采用旋流式自搅拌设计，减少腐蚀，降低冲洗难度；包括旋流器201、储液箱202；，旋流器201安装于储液箱202上方同时与还原剂及稀释液连通，进行旋流搅拌后存储在储液箱202中，储液箱202采用泵送的方式将稀释后的还原剂输送至还原剂注射器300上。

本申请基于SNCR脱销技术对生物质锅炉燃烧产生的烟气进行脱销处理，首先设计改进了还原剂稀释混合器200，采用旋流方式进行混合，去除了搅拌机构，降低腐蚀和维护成本；其次设计改进了还原剂注射器300，采用U型循环式设计结构，控制负压气体及还原剂循环流动，降低注射压力，同时注射用的双向雾化喷液阀600进行双向可控改进，减少还原剂注射器300的布局，可应对多烟气环境。

下面结合说明书附图，对本申请的一些实施方式进行详细说明：

请参阅图3-9，在本申请的实施例中，采用氨水作为还原剂，还原剂稀释混合器200将同时与氨水储罐及水罐连接，采用泵送的方式汇集氨水并进行稀释，其中氨水与水采用剂量阀控制按照指定比例混合稀释。

其中，还原剂稀释混合器200包括了旋流器201、储液箱202；旋流器201安装在储液箱202的顶部并与其连通，氨水与水汇集在旋流器201进行混合后流入储液箱202内。

而旋流器201由圆柱体203、圆锥体204等组成；在圆柱体203侧边连通两个入水管205分别用书输送氨水与水，由于两个入水管205均从圆柱体203侧边切入且中心对称，使流入旋流器201的氨水与水按照同一反向旋转向下，使同时间流入的氨水与水混合在一起。

在一些实施方式中，在圆锥体204内表面设置凸起，打乱混合液，提高混合效率；

在一些实施方式中，由于圆锥体204管径逐渐缩小，导致旋流器201中部产生中空或混合液回流，同在在圆柱体203只能干部固定柱体挡块206，在柱体挡块206中部开设有出液槽207，该出液槽207向上贯穿了圆柱体203通过与一个泄压管208连接后用于排压或引流，泄压管208也与储液箱202连通。

上述实施方式中，出液槽207不贯穿圆柱体203时，沿出液槽207的侧边设置多个弧形槽209，弧形槽209顺着混合液旋转的方向设置，使回流的气压或液体重新旋流向下。

请参阅图2、10，在本申请的实施例中，还原剂注射器300由同心连接管500、双向雾化喷液阀600等组成，采用多个同心连接管500将多个双向雾化喷液阀600串联呈U型结构。

同心连接管500用于泵送氨水及负压空气至双向雾化喷液阀600中，其中同心连接管500由内连接管501、外连接管502、排气管503组成，外连接管502套设在内连接管501外侧并相互留有间隙，在间隙处对称分布两个相互连通的排气管503，间隙处布置好排气管503后使用耐热材料进行填充。

在实施中，根据需要贯穿锅炉本体100及U型过渡的需要，设置了转轴的同心连接管500、长轴的同心连接管500、U型的同心连接管500，进行组合拼接。其中，转轴的同心连接管500分布在相邻两个双向雾化喷液阀600之间，长轴的同心连接管500用于穿过锅炉本体100与空气压缩机400及还原剂稀释混合器200连接，U型的同心连接管500用U型过渡是与两个双向雾化喷液阀600连接。

请参阅图10-16，在本申请的实施例中，双向雾化喷液阀600由螺纹底座601、控位出液管602、可调排气套管603等组成；螺纹底座601用于和同心连接管500，将可调排气套管603套在控位出液管602锥体端后一并连接在螺纹底座601上。同心连接管500中泵送的还原剂及负压空气流入双向雾化喷液阀600后汇集在控位出液管602与可调排气套管603喷出。

其中，螺纹底座601侧边先贯穿设置了输液孔604，该输液孔604孔径与同心连接管500的内连接管501管径相同，并相互连通；螺纹底座601的上下端由开设了螺纹槽605，螺纹槽605与输液孔604相互隔绝，通过在螺纹槽605内端开设多个小孔完成相互连通，其中小孔用于还原剂的流入；在螺纹槽605又部位有开设出一个环形孔606，该环形孔606两端与输液孔604平行向外侧连通出去，其孔径与排气管503管径相同并相互连通，用于负压气体的流通。

其中，控位出液管602两端敞口，其中一端收口呈锥形，控位出液管602锥口端朝外插入到螺纹槽605内部并进行螺纹固定，在控位出液管602内部设有控液杆607，控液杆607一端呈锥形结构朝向控位出液管602锥口端，上下两个控液杆607通过一个双向螺纹杆608连接，双向螺纹杆608由螺纹底座601中部向上下两侧延伸并插入控液杆607内部并与其螺纹连接，控液杆607在处于输液孔604部位套接了挡板609并在挡板609上开设排液孔610。工作时，氨水部分经过小孔流入控位出液管602内部，一部分穿过排液孔610继续流动，其中，可通过调节氨水的水压实现控液杆607长其中一个反向旋转，调节控液杆607的移动，改变控位出液管602锥口端氨水的流量。

另外，在控位出液管602中部外侧设置耳座611，控位出液管602固定时，耳座611贴在螺纹底座601表面，耳座611的上下面错位设置了进气槽612，贴在螺纹底座601的进气槽612与环形孔606连通，两个进气槽612相互连通。其中环形孔606部分气体流入临近的进气槽612中，临近的进气槽612中气体部分流入另一个进气槽612中。

其中，可调排气套管603上下端均开设有锥形槽613且相互连通，可调排气套管603一端连接在耳座611上并与连接固定，贴在螺纹底座601的进气槽612与临近的锥形槽613连通，输送负压空气，使其与氨水一通喷出进行雾化处理。

背离螺纹底座601的进气槽612与朝外的锥形槽613通过进气孔614及第一排气孔616、第二排气孔617连通，需要说明的是，进气孔614由侧边竖直贯穿了可调排气套管603，一端于背离螺纹底座601的进气槽612连通，另一端被活塞615密封，第一排气孔616与第二排气孔617均倾斜设置且相互平行，第一排气孔616与第二排气孔617由侧边将锥形槽613与进气槽612连通，其中活塞615将第一排气孔616给密封住，而活塞615则与罩壳621固定，罩壳621通过弹簧互动固定在耳座611上。这里进气孔614输送的负压气体经第一排气孔616与第二排气孔617流出，用于调整雾化液体的方向。

需要提及体的是，输液孔604与内连接管501连通时，内部均要水平反向对称开设了限位槽618，限位槽618内部贯穿一个滑杆619，滑杆619通过手动或自动控制进行滑动，滑杆619上靠近挡板609处设有滑块620，滑块620采用机翼的流线设计，对称安装充当管喉调节压差，促进氨水流入控位出液管602中，同时控制调节两个滑块620错位时，会改变氨水流动的角度，实现挡板609的转动，实现对控液杆607调节，实现对氨水喷洒量的调节。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备，包括：

锅炉本体（100）、还原剂稀释混合器（200）、还原剂注射器（300）、空气压缩机（400）；

所述还原剂注射器（300）一端与还原剂稀释混合器（200）及空气压缩机（400）连接，所述还原剂注射器（300）另一端延伸至锅炉本体（100）内部，进行烟气脱硝处理；

其特征在于：

所述还原剂注射器（300）采用循环式U型组合结构设计，并设计双向可调喷液结构；并包括：同心连接管（500）、双向雾化喷液阀（600），多个所述同心连接管（500）将多个双向雾化喷液阀（600）串联呈U型结构，其中一个同心连接管（500）与空气压缩机（400）出气端及还原剂稀释混合器（200）输液端连接，另一个同心连接管（500）与空气压缩机（400）进气端及还原剂稀释混合器（200）箱体连接；

所述还原剂稀释混合器（200）采用旋流式自搅拌设计；并包括：旋流器（201）、储液箱（202），所述旋流器（201）安装于储液箱（202）上方同时与还原剂及稀释液输入管连通，所述旋流器（201）用于还原剂稀释液进行旋流搅拌后存储在储液箱（202）中，所述储液箱（202）采用泵送的方式将稀释后的还原剂输送至还原剂注射器（300）上；

所述同心连接管（500）采用两端均敞口设置，其包括内连接管（501）、外连接管（502）、排气管（503）；

所述外连接管（502）套设于内连接管（501）外侧并与其间隙设置，多个所述排气管（503）呈环形均匀分布于外连接管（502）与内连接管（501）之间并相互连通，所述排气管（503）与外连接管（502）及内连接管（501）间隙处填充有耐热材料；

位于端部的所述排气管（503）端部进行密封设置并沿侧边贯穿外连接管（502）与外部连通；

所述双向雾化喷液阀（600）包括螺纹底座（601）、控位出液管（602）、可调排气套管（603）；

两个所述控位出液管（602）上下对称分布螺纹连接至螺纹底座（601）内部，所述可调排气套管（603）套设于控位出液管（602）外侧；

所述螺纹底座（601）侧边中部贯穿开设有输液孔（604），所述螺纹底座（601）上下端中部均开设有螺纹槽（605），所述螺纹底座（601）内部开设有多个让螺纹槽（605）与输液孔（604）连通的小孔；

所述控位出液管（602）一端呈敞口设置并插入螺纹槽（605）；所述控位出液管（602）敞口端通过小孔与输液孔（604）内部连通，所述控位出液管（602）另一端呈锥形收口设置，所述控位出液管（602）中部间隙设有一个控液杆（607），两个所述控液杆（607）通过一个双向螺纹杆（608）螺纹连接，所述双向螺纹杆（608）穿过输液孔（604）中部时套接有挡板（609），所述挡板（609）上均匀开设有排液孔（610）；

所述输液孔（604）与内连接管（501）内部均对称开设有限位槽（618），所述限位槽（618）内部设有滑杆（619），所述滑杆（619）靠近挡板（609）处设有滑块（620）。

2.根据权利要求1所述的一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备，其特征在于：所述螺纹底座（601）内部沿两个螺纹槽（605）外侧均开设有环形孔（606），所述环形孔（606）向两侧与外部连通。

3.根据权利要求2所述的一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备，其特征在于：所述控位出液管（602）外侧套接有耳座（611），所述耳座（611）上下面错位设有进气槽（612），两个所述进气槽（612）相互连通，与所述螺纹底座（601）贴合的进气槽（612）与环形孔（606）连通；耳座（611）贴在螺纹底座（601）端面上。

4.根据权利要求3所述的一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备，其特征在于：所述可调排气套管（603）上下均开设有锥形槽（613）且相互连通，所述控位出液管（602）收口端插入朝向螺纹底座（601）的锥形槽（613）内部并与其间隙配合，其中一个所述进气槽（612）与朝向螺纹底座（601）的锥形槽（613）连通，所述可调排气套管（603）一端呈环形贯穿有进气孔（614），所述进气孔（614）一端与另一个进气槽（612）连通，进气孔（614）另一端密封设置并插入活塞（615），所述可调排气套管（603）外侧套接有与耳座（611）通过弹簧连接的罩壳（621），所述罩壳（621）与多个活塞（615）连接固定，所述进气孔（614）侧边倾斜设有与背离螺纹底座（601）的锥形槽（613）连通的第一排气孔（616）、第二排气孔（617），所述第一排气孔（616）被活塞（615）密封。

5.根据权利要求1所述的一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备，其特征在于：所述旋流器（201）包括圆柱体（203）、圆锥体（204），所述圆柱体（203）与圆锥体（204）连通固定，所述圆柱体（203）侧边呈中心对称设有两个入水管（205），所述旋流器（201）被箱体罩住固定于储液箱（202）内部，所述入水管（205）穿出箱体与外部连通，所述圆锥体（204）向下与储液箱（202）内部连通，所述圆柱体（203）中部固定有柱体挡块（206）。

6.根据权利要求5所述的一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备，其特征在于：所述柱体挡块（206）中部开设有出液槽（207），所述出液槽（207）与圆柱体（203）连通，所述出液槽（207）连接固定有与储液箱（202）连通的泄压管（208）。

7.根据权利要求5所述的一种生物质锅炉烟气脱硝处理设备，其特征在于：所述柱体挡块（206）中部开设有出液槽（207），所述出液槽（207）侧边等间距开设有贯穿柱体挡块（206）的弧形槽（209）。

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