CN201445911U - 长喷枪式气泡雾化喷嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种长喷枪式气泡雾化喷嘴，属于气液喷射装置技术领域。它主要由长喷枪外管、气泡发生器、远端定位板组成。该喷嘴由内外两层壳体形成气液分开的通道，高压气体从长喷枪外管的进气口进入内流道，由遍布气泡发生器的锥形注气孔进入外流道的液流中，并形成泡状流。泡状流经长喷枪外管上的喷孔喷出，形成一个圆柱形的大雾炬，上下覆盖整个反应区。它适用于SNCR法的烟气脱硝过程。

Description

长喷枪式气泡雾化喷嘴

技术领域

本实用新型涉及一种用于烟气脱硝中喷射还原剂的喷嘴，特别涉及长喷枪式气泡雾化喷嘴。

背景技术

目前，人们为了净化烟气中NOx，实现脱硝排放所采取的措施主要分有两种：燃烧控制和燃烧后控制。其中，燃烧后控制消除烟气中NOx的方法又以选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)在工业生产中得到较为广泛的应用。虽然SCR法脱硝效率高，技术较成熟，但是在SCR法中，催化剂费用通常占到SCR系统初始投资的一半左右，且催化剂在使用过程中会因中毒、磨蚀失效等原因而需更换，因而存在着运行费用高、设备投资大的缺点。而SNCR法不用催化剂，设备和运行费用少；但是它的反应温度窗口较窄，脱硝效率较SCR法低。运用SNCR法脱硝就意味着要走出一条提高效率的路。若是运用于垃圾焚烧烟气脱硝，由于机械式炉排炉焚烧垃圾的燃烧温度范围与SNCR法的温度窗口吻合，所以这又加大了使用SNCR法的筹码。

SNCR法脱硝是将含有NHx基的还原剂(如氨、尿素)喷入反应炉中，在温度为800～1100℃的区域，还原剂迅速分解成NH₃，与烟气中的NOx进行反应生成N₂。对于实际应用来说，SNCR法属于快反应，其反应的制约因素在于混合的好坏和快慢。而决定混合质量的正是还原剂喷嘴。

目前，从工程应用SNCR法的情况来看，多数采用气力雾化喷射装备，如喷枪和墙式喷嘴。长喷枪插入烟道，可以沿整个喷枪喷射还原剂，主要的优点：实现炉内多点喷射，单个雾炬只覆盖一个小范围，减少对壁面，受热面的影响，缺点是：长喷枪长期插入高温的锅炉内，会造成材料变形，喷枪弯曲而不能取出，其他腐蚀磨损情况也严重。墙式喷嘴方式，布置在炉膛的壁面上，不伸入炉膛内部，它的优点是操作和维护方便，不容易损坏，缺点是喷雾液滴难以深入到炉膛内。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术的缺点，提供一种长喷枪式气泡雾化喷嘴，适用于SNCR法，以实现高效率、高效节能地脱硝。本实用新型采用长喷枪式喷嘴，对唢嘴的喷射距离要求较低，同时结合气泡雾化技术，雾化质量很高，索特尔雾化粒径约40μm左右，气耗率低，注气压力较低，生产成本低，易于推广和安装。

本实用新型目的通过以下技术方案来实现：

长喷枪式气泡雾化喷嘴，包括气泡发生器2、长喷枪外管1和和远端定位板5，由气泡发生器2和长喷枪外管1内外两层壳体形成气液分开的双流道，气泡发生器2和长唢枪外管1之间由远端定位板5支撑，远端定位板上设有注液孔6，气泡发生器上分布有注气孔4，长喷枪外管1上布置有喷孔3。

所述的长喷枪外管1长2m～3m，内径为26mm～32mm；气泡发生器2长1.9m～2.9m，内径为8mm～10mm.

气泡发生器2上的注气孔为弧形渐缩孔，横截面的直径由内向外，逐渐缩小，最大直径和最小直径比为2.5～3∶1，最小直径为1.0mm～2.5mm。

所述的双流道是内流道和外流道，内流道为气泡发生器2中的高压雾化介质的通道，外部流道为还原剂溶液的通道，所述高压为0.2～0.3MPa。

由气泡发生器2和长喷枪外管1形成内外双流道，气泡发生器2内部是高压气流道，气泡发生器2和长喷枪外管1之间是还原剂溶液流道，即外流道。气泡发生器上对称均匀分布有注气孔4，气泡发生器2与长喷枪外管1之间由远端定位板5固定，环形的远端定位板5上对称地布置了六个注液孔6，直径为3mm～6mm，以供还原剂溶液的流通。长喷枪外管1的横截面上呈圆形均匀布置有喷孔3，喷口为圆形，直径为2.0mm～3mm。也可以根据负荷要求，横截面上的喷孔3采用下半圆布置多，上半圆布置少，长喷枪外管1的弧形顶端均匀布置有四个喷孔3，喷孔3的中心轴线与整个喷嘴中轴线呈45°，气泡发生器2的弧形顶端也均匀布置有四个注气孔4，注气孔4的中心轴线与整个喷嘴中轴线呈45°。

长喷枪外围壁面(非喷口位置)敷设一层耐热耐冲蚀的材料。喷嘴采用碳素钢、渗铝钢、含钼不锈钢等耐氨水腐蚀的材料。

本实用新型相对于现有技术具有的优点及有益效果：

1、结构简单，制造难度低，生产成本低，易于推广和安装。

2、气泡发生器表面注气孔采用弧形渐缩孔，横截面的直径由内向外，逐渐缩小，结构类似于“汽化核心”，这样易于在液体中形成稳定的气泡。再者由于液体的表面张力，液体不容易倒流进气管。

3、大流量的还原剂液体流充斥着外流道，起到冷却管道的作用，再加上外围壁面(非喷口位置)敷设的耐热耐冲蚀的材料，可以大大地降低了长喷枪受热弯曲的可能性。

4、侧面为圆柱面的喷枪，喷枪外围布置有喷口，呈圆形均匀分布，(也可以根据负荷要求下半圆柱面布置多，上半圆柱面布置少)，形成了一个以长喷枪为中心，直径2～6m的大圆柱形雾炬，覆盖范围很广。将它置于SNCR温度窗口中心(970℃)，雾矩将上下覆盖整个反应区域。

5、由于采用气泡雾化技术，所以颗粒很细，脱硝反应将很快完成。标准工况下气耗率是5％～10％，索特尔粒径值在20～60μm，平均40μm。

6、长喷枪带来的低穿透距离和气泡雾化的低压力需求，使得长喷枪式气泡雾化喷嘴能耗很低，注气压和注液压都为0.2～0.3MPa。

附图说明

图1是长喷枪式气泡雾化喷嘴结构示意图；

图中：1、长喷枪外管，2、气泡发生器，3、喷孔，4、注气孔，5、远端定位板，6、注液孔；

图2是图1的A-A截面图；

图3是图1的B-B截面图；

图4是图1的左视图，也是喷孔3的长喷枪外管弧形顶端分布方式图；

图5是远端定位板5的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述：

长喷枪式气泡雾化喷嘴结构如图1所示。由气泡发生器2和长喷枪外管1内外两层壳体形成内外双流道，气泡发生器2内部是高压气流道，即内流道，气泡发生器2和长喷枪外管1之间是还原剂溶液流道，即外流道。

长喷枪长2.5m，内径30mm；气泡发生器长2.4m，内径8mm。长喷枪式气泡雾化喷嘴，包括气泡发生器2、长喷枪外管1和和远端定位板5，由气泡发生器2和长喷枪外管1内外两层壳体形成气液分开的双流道，气泡发生器2和长喷枪外管1之间焊接有远端定位板5，如图5所示，远端定位板5起支撑作用，远端定位板为的环状板，远端定位板5上设有6个注液孔6，直径为4.5mm，以供还原剂溶液的流通。气泡发生器2的圆柱面上布置有注气孔4，注气孔4在气泡发生器2的横截面的分布图如图2所示，四个注气孔4呈圆形均匀分布。注气孔4为弧形渐缩孔，横截面的直径由内向外，逐渐缩小，最大直径和最小直径比为2.7∶1，最小直径为1.5mm。长喷枪外管1的圆柱面布置有喷孔3，喷孔3在横截面的分布如图3所示，六个喷孔3呈圆形均匀分布；喷口为圆形，直径为3mm。长喷枪外管1的弧形顶端均匀布置有四个喷孔3，喷孔3的中心轴线与整个喷嘴中轴线呈45°，分布方式如图4所示；气泡发生器2的弧形顶端也采用这种布置方式，布置有四个注气孔4，注气孔4的中心轴线与整个喷嘴中轴线呈45°。

长喷枪外围壁面(非喷口位置)敷设一层耐热耐冲蚀的材料。长喷枪式气泡雾化喷嘴采用碳素钢、渗铝钢、含钼不锈钢等耐氨水腐蚀的材料。

本实用新型喷嘴采用的注气压和注液压都为0.2MPa，高压气体从长喷枪外管1的进气口进入内流道，由遍布气泡发生器的锥形注气孔4进入外流道的液流中，并形成泡状流。泡状流经长喷枪外管上的喷孔3喷出，形成一个以长喷枪为中心，圆柱形的大雾炬，上下覆盖整个反应区。雾化质量高，索特尔雾化粒径约40μm，

本实用新型提供的长喷枪式气泡雾化喷嘴，将长喷枪喷嘴和气泡雾化技术有机结合。长喷枪喷嘴的对喷射距离要求低、多点喷射的优点，弥补了气泡雾化动力不足，喷射距离不够远的缺点；外流道的大流量还原剂溶液的冷却作用和外表面敷设的耐热耐冲蚀材料改善了长喷枪喷嘴受热易弯曲的缺点；气泡雾化技术的低压力、低气耗率节约了能量，细颗粒大大地提高了脱硝效率。

Claims (4)

1.长喷枪式气泡雾化喷嘴，其特征在于：包括气泡发生器(2)、长喷枪外管(1)和和远端定位板(5)，由气泡发生器(2)和长喷枪外管(1)内外两层壳体形成气液分开的双流道，气泡发生器(2)和长喷枪外管(1)之间由远端定位板(5)支撑，远端定位板上设有注液孔(6)，气泡发生器上分布有注气孔(4)，长喷枪外管(1)上布置有喷孔(3)。

2.根据权利要求1所述的长喷枪式气泡雾化喷嘴，其特征在于，气泡发生器(2)上的注气孔(4)为弧形渐缩孔，横截面的直径由内向外，逐渐缩小，最大直径和最小直径比为2.5～3∶1，最小直径为1.0mm～2.5mm。

3.根据权利要求1所述的长喷枪式气泡雾化喷嘴，其特征在于所述的双流道是内流道和外流道，内流道为气泡发生器(2)中的高压雾化介质的通道，外部流道为还原剂溶液的通道，所述高压为0.2～0.3MPa。

4.根据权利要求1所述的长喷枪式气泡雾化喷嘴，其特征在于所述的长喷枪外管(1)横截面上的喷孔(3)呈圆形分布。

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