CN201760232U - 一种烟气脱硝用喷枪式双流喷嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于烟气脱硝过程的喷枪式双流喷嘴，属于气液喷射装置技术领域。它主要由喷枪外套管、内套管组成。该喷嘴有内外两层壳体形成气液分开的通道，高压气体从喷枪外管的进气口进入外流道，液体由遍布内套管的注液孔进入外流道的气流中，并形成泡状流。泡状流经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的烟气脱硝过程。

Description

一种烟气脱硝用喷枪式双流喷嘴

技术领域

本实用新型涉及一种用于烟气脱硝过程中喷射还原剂的喷嘴，特别涉及喷枪式双流喷嘴。

背景技术

目前，人们为了净化烟气中的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法的情景。

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，还原剂迅速分解式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，多数采用压力雾化喷射装备，如喷枪和墙式喷嘴。喷枪插入烟道，可以喷射还原剂遍布整个炉膛，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：喷枪长期插入高温的炉膛内，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，他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。

发明内容

本实用新型目的在于克服现有技术的缺点，提供一种喷枪式双流雾化喷嘴，适用于SNCR法，以实现高效率、高效节能地脱硝。本实用新型采用喷枪式双流雾化喷嘴，对喷嘴喷射距离要求较高，同时结合气泡雾化技术，雾化质量高，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：

喷枪式双流雾化喷嘴，包括内套管2、喷枪外管1，由内套管2和喷枪外管1内外两层壳体形成气液分开的双流道，内套管2上分布有注液孔3，喷枪外管1上布置有喷射孔4。

所述的喷枪外管1长0.8m～1.5m，内径为18mm～32mm；内套管2长0.7m～1.4m，内径为8mm～10mm。

喷枪外管1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0.5mm～1.5mm。

所述的双流道是内流道和外流道，内流道为内套管2中的还原剂溶液的通道，外部流道为高压介质的通道，所述高压为0.2～0.3MPa。

由内套管2和喷枪外管1形成内外双流道，内套管2内部是还原剂溶液流道，内套管2和喷枪外管1之间是高压介质流道，即外流道。内套管2上对称均匀分布有注液孔3，内套管2的横截面上呈圆形均匀布置有喷孔3，喷口为圆形，直径为1.0mm～2.0mm。也可以根据负荷要求，横截面上的喷孔4采用下半圆布置多，上半圆布置少，喷枪外管1的弧形顶端均匀布置有四个喷孔4的中心轴线与整个喷嘴中轴线呈45°，内套管2的弧形顶端也均匀布置有四个注液孔3，注液孔3的中心轴线与整个喷嘴中轴线呈45°。

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、喷枪外管表面喷孔采用弧形渐缩孔，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液流。

3、大流量的高压介质充斥着外流道，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℃)，雾炬将上下覆盖整个反应区域。

5、由于采用气体雾化技术，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％，粒径值在20～60μm，平均40μm。

6、喷枪带来的高穿透距离和气体雾化的低压力需求，使得喷枪式雾化喷嘴能耗很低，注气压和注液压都为0.2～0.3MPa。

附图说明

图1是喷枪式双流体雾化喷嘴结构示意图；

图中：1、喷枪外管，2、内套管，3、注液孔，4、喷孔；

图2是图1的A-A截面图；

图3是图1的B-B截面图。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

喷枪式双流体雾化喷嘴结构如图1所示。由内套管2和喷枪外管1内外两层壳体形成内外双流道，内套管2内部是还原剂溶液流道，即内流道，内套管2和喷枪外管1之间是高压介质流道，即外流道。

喷枪长1.5m，外径20mm内套管1.4m内径8mm。喷枪式双流体雾化喷嘴，包括内套管2、喷枪外管1，由内套管2和喷枪外管1内外两层壳体形成气液分开的双流道，内套管2和喷枪外管1之间形成空腔。内套管2的圆柱面上布置有注液孔3，注液孔3在内套管2的横截面的分布图如图2所示，四个注液孔3呈圆形均匀分布，喷口为圆形，直径为2mm。注液孔4为弧形渐缩孔，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4呈圆形均匀分布；喷口为为弧形渐缩孔，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∶1，最小直径为1mm。。喷枪外管1的弧形顶端均匀布置又是个喷孔3，喷孔4的中心轴线与整个喷嘴中轴线呈45°；内套管2的弧形顶端也采用这种布置方式，布置有四个注液孔3，注液孔3的中心轴线与整个喷嘴中轴线呈45°。

喷枪外围壁面(非喷口位置)敷设一层耐热耐冲蚀的材料。喷枪式双流体雾化喷嘴采用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，高压气体从喷枪外管1的进气口进入外流道，由遍布内套管的圆形注液孔3进入外流道的气流中，并形成双相混合泡状流。泡状流经长喷枪外管上的喷孔4喷出，形成一个以喷枪为中心，圆柱形的大雾炬，上下覆盖整个反应区。雾化质量高，雾化粒径约40μm。

本实用新型提供的喷枪式双流体雾化喷嘴，将喷枪喷嘴和气体雾化技术有机结合。喷枪式喷嘴的对喷射距离要求低、多点喷射的优点，弥补了雾化动力不足，喷射距离不够远的缺点；外流道的大流量高压介质的冷却作用和外表面敷设的耐热耐冲蚀材料改善了喷枪喷嘴受热易弯曲的缺点；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。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种烟气脱硝用喷枪式双流喷嘴，其特征在于，包括内套管(2)、喷枪外管(1)，由内套管(2)和喷枪外管(1)内外两层壳体形成气液分开的双流道，内套管(2)和喷枪外管(1)之间形成空腔，内套管(2)上分布有注液孔(3)，喷枪外管(1)上布置有喷孔(4)。

2.根据权利要求1所述的喷枪式双流喷嘴，其特征在于，喷枪外管(1)上布置有喷孔(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0.5mm～1.5mm。

3.根据权利要求1所述的喷枪式双流喷嘴，其特征在于所述的双流道是内流道和外流道，内流道为内套管(2)还原剂介质的通道，外部流道为高压气体介质的通道，所述高压为0.2～0.3MPa。

4.根据权利要求1所述的喷枪式双流喷嘴，其特征在于所述的内套管(2)横截面上的喷孔(3)呈圆形分布。

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