CN205461765U - 一种还原剂喷射器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种还原剂喷射器，其包括：还原剂管道，具有还原剂入口和还原剂喷嘴；压缩空气管道，其套设于所述还原剂管道外，并与所述还原剂管道共轴设置，所述压缩空气管道上设有压缩空气入口和压缩空气喷嘴；扩散输送风管道，其套设于所述压缩空气管道外，并与所述其套设于所述压缩空气管道外共轴设置，所述扩散输送风管道具有扩散输送风入口和扩散输送风出口。所述的还原剂喷嘴、压缩空气喷嘴和扩散输送风出口位于轴向方向上的同侧；在所述扩散在所述扩散输送风管道内靠近扩散输送风出口的位置处设有挡板。本实用新型提供的还原剂喷射器能提升还原剂雾化效果,有效促进还原剂均匀混合,同时起到避免喷射器高温环境中被烧毁。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种喷射装置，尤其涉及一种喷射器。
背景技术
随着《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的颁布，我国对燃煤产生的氮氧化物(NOx)的排放要求更加严格。对于烟气脱硝技术而言，SNCR(选择性非催化还原)由于造价低、施工周期短、无二次污染等优点，被广泛应用于热力电厂以及水泥行业烟气脱硝。
SNCR是指在无催化剂的作用下时，在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入氨基还原剂，从而有选择地将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。该技术一般采用炉内喷氨、尿素或氢氨酸作为还原剂来还原NOx。还原剂只和烟气中的NOx反应，一般不与氧反应，该技术不采用催化剂，所以这种方法被称为SNCR法。由于该工艺不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为850～1200℃的区域，迅速热分解成NH3，与烟气中的NOx反应生成N2和水。
对于SNCR脱硝系统来说，还原剂与烟气混合效果的好坏是决定SNCR脱硝品质的重要因素。混合不均匀一方面使还原NO的反应不充分，另一方面炉内未参加反应的还原剂会被氧化成NO及形成氨穿透(即氨逃逸)。混合过程的实现是通过喷射系统来实现的，喷射系统中的喷射装置能够雾化还原剂，并且调整喷射角、速度和方向。
喷枪作为还原剂喷射装置，是脱硝系统的重要组成部分，其结构性能直接影响脱硝效率的高低。现有的SNCR脱硝系统主要存在以下问题：
(1)还原剂雾化效果不佳，与烟气混合不均匀，导致脱硝效率低；
(2)SNCR脱硝工艺的最佳反应温度区间为850～1200℃，喷射器安装在此温度区间内容易发生烧毁现象，更换费用高。
(3)有些结构接近的喷射器在为保证喷射器的混合程度的前提下，过多 的喷入了冷介质(压缩空气、低压冷风、低压蒸汽或其他介质)，使锅炉的炉膛出口烟气温度下降明显，造成温度相应下降(特别对于原先主汽温度余量过小的锅炉)，同时也带来锅炉效率的下降(排烟氧量及排烟温度的升高)。
(4)喷射器拆卸、定位不便，在检修过程中容易因检修疏忽造成喷射质量、安全事故(腐蚀受热面)发生。
因此提供一种新的喷射器，从而提高喷射器的性能对于烟气脱硝具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种还原剂喷射器，该还原剂喷射器能实现更高的脱硝效率，对锅炉的负面影响更小，从而能够大大延长锅炉的使用寿命。
根据上述实用新型目的，本实用新型提出了一种还原剂喷射器，其包括：
还原剂管道，其第一端具有还原剂入口，其第二端与还原剂喷嘴连接，所述还原剂管道内形成有还原剂通道；
压缩空气管道，其套设于所述还原剂管道外，并与所述还原剂管道共轴设置，以在所述还原剂管道和压缩空气管道之间形成压缩空气通道，所述压缩空气管道的第一端设有压缩空气入口，所述压缩空气管道的第二端连接有压缩空气喷嘴；
扩散输送风管道，其套设于所述压缩空气管道外，以在所述压缩空气管道和扩散输送风管道之间形成扩散输送风通道，所述扩散输送风管道的第一端具有扩散输送风入口，所述扩散输送风管道的第二端具有扩散输送风出口；
其中，所述还原剂管道的第二端、压缩空气管道的第二端和扩散输送风管道的第二端位于轴向方向上的同侧；
在所述扩散输送风管道内靠近扩散输送风出口的位置处设有挡板，该挡板使得：在扩散输送风被输送的方向上，所述扩散输送风通道的内径逐渐减小。
本实用新型所述的还原剂喷射器可用于SNCR脱硝系统。下面以用于SNCR脱硝系统的来介绍本实用新型所述的还原剂喷射器的工作原理和实施效果。
本实用新型所述的还原剂喷射器应用于SNCR脱硝系统时，其安装在炉膛上，工作时，还原剂经还原剂入口进入还原剂管道，在还原剂喷嘴处雾化到 一定颗粒度；压缩空气由压缩空气入口进入所述压缩空气管道，在压缩空气喷嘴处将雾化的还原剂颗粒进一步破碎，提升还原剂雾化效果；扩散输送风从扩散输送风入口进入扩散输送风管道，从扩散输送风出口喷射出，其可将雾化的还原剂推射到炉膛内预想达到的空间。扩散输送风引自外部单独设置的扩散输送风风机或原有锅炉的自带的压力风，具有强大的流量和风速，能更好的把还原剂推入到炉膛深处，并起强烈的混合扰动作用，从而更有效促进还原剂与烟气的均匀混合，有利于氨与NOx反应，提高脱硝效率，同时起到冷却还原剂喷射器、还原剂喷嘴和压缩空气喷嘴的作用，控制反应环境温度，有效防止喷射器在锅炉内部高温中被烧毁，以使其能承受反应温度窗口区域的最高温度，而不产生任何损失，并防止还原剂喷嘴被还原剂堵塞。
另外，在本技术方案中，扩散输送风管道内靠近扩散输送风出口的位置设有挡板，该挡板使得在扩散输送风被输送的方向上，扩散输送风通道的内径逐渐减小，从而在扩散输送风被输送时，起到射流控制的作用，有效的控制了扩散输送风的耗量，降低了动力设备的电耗，同时也降低了外界的喷射器对锅炉的负面影响。
在一种优选的实施方式中，扩散输送风出口可以加装套管，从而有效防止喷射器在撤出运行状态高温环境中被烧毁，同时有利于还原剂与烟气的充分混合，从而获得更好的脱硝效果。
本实用新型所述的还原剂喷射器能够适应锅炉内部的高温、高粉尘、高流速的恶劣环境。
进一步地，在本实用新型所述的还原剂喷射器中，所述挡板包括第一挡板，第一挡板被设置在压缩空气管道的外壁上，并径向向外延伸，所述第一挡板的外边缘具有弧形部或倾斜部。
更进一步地，在本实用新型所述的还原剂喷射器或是上述的还原剂喷射器中，所述挡板包括第二挡板，第二挡板被设置在扩散输送风管道的内壁上，并径向向内延伸，所述第二挡板的外边缘具有弧形部或倾斜部。
挡板根据还原剂喷射器在实际使用中的压缩空气压力、低压空气压力情况，可在控制扩散输送风流量的情况下，保证扩散输送风出口处的扩散输送风的动能和射流形状(例如，扇形喷射)。在压缩空气管道与还原剂管道间的扩散输送风通道的截面采用逐渐缩小的结构，既能控制压缩空气的流量，又 能保证颗粒破碎要求及推射距离。
优选地，在本实用新型所述的还原剂喷射器中，所述还原剂管道与压缩空气管道之间连接有连接件，以调节还原剂管道与压缩空气管道在其轴向方向上的相对位置。
该连接件可以保证喷嘴的进出深度可调。另外，在一种优选的实施方式中，还可以设置限位装置，以控制还原剂管道与压缩空气管道之间的相对位置，或者说是对还原剂管道进入压缩空气管道的深度进行控制，从而避免发生还原剂喷射在扩散输送风管壁上、滴流至水冷壁，甚至腐蚀水冷壁管的情况。
作为连接件的一种实现方式，连接件可以是中空的管状件，其密封地固定套设在还原剂管道上，管状件的外壁与压缩空气管道的内壁以密封螺纹连接。
进一步地，在本实用新型所述的还原剂喷射器中，所述还原剂喷嘴与还原剂管道的第二端螺纹连接。喷嘴与还原剂管道采用螺纹连接，能够更方便地实现喷嘴的更换。
优选地，在本实用新型所述的还原剂喷射器中，所述还原剂喷嘴具有锥形扩口。锥形扩口可以确保还原剂喷出时均匀分布，充分混合。
更优选地，在本实用新型所述的还原剂喷射器中，所述锥形孔口的角度为90°-135°。
进一步地，在本实用新型所述的还原剂喷射器中，所述压缩空气喷嘴为文丘里喷嘴。
进一步地，在本实用新型所述的还原剂喷射器中，所述扩散输送风管道上连接有固定法兰。
进一步地，在本实用新型所述的还原剂喷射器中，所述扩散输送风管道上连接有连接法兰。
进一步地，在本实用新型所述的还原剂喷射器中，所述压缩空气入口和/或还原剂入口连接有快速接头。快速接头通过金属软管或是其他软性连接头连接，能够方便快捷拆卸还原剂入口和/或还原剂入口连接的连接，方便检修。
本实用新型提供的还原剂喷射器，能提升还原剂雾化效果,有效促进还原剂与烟气的均匀混合,从而提高脱硝效率和控制还原剂耗量，同时起到冷 却还原剂喷射器和清洁还原剂喷嘴以及压缩空气喷嘴的作用，能有效防止还原剂喷射器在高温环境中被烧毁以及还原剂喷嘴被还原剂堵塞，能够根据锅炉负荷的变化，调整其扩散输送风的流量获得较佳的反应温度窗口，并且在确保上述功能的前提下，挡板的设计降低了动力设备的电耗，同时也降低了外界的喷射器对锅炉的负面影响，延长了锅炉的使用寿命。
附图说明
说明书附图
图1为本实用新型所述的还原剂喷射器在一种实施方式下的结构示意图。
具体实施方式
图1显示了本实用新型所述的还原剂喷射器在一种实施方式下的结构。
如图1所示，本实施例的还原剂喷射器包括：还原剂管道2，其第一端具有还原剂入口11，其第二端与还原剂喷嘴3连接；压缩空气管道12，其套设于还原剂管道2外，并与还原剂管道2共轴设置，压缩空气管道12的第一端设有压缩空气入口7，压缩空气管道12在本实施例中的第二端连接有文丘里型压缩空气喷嘴4；扩散输送风管道13，其套设于压缩空气管道12外，其第一端设有扩散输送风入口1，其第二端设有扩散输送风出口14。还原剂喷嘴3、文丘里型压缩空气喷嘴4和扩散输送风出口14位于轴向方向上的同侧。
请继续参阅图1，在本实施例中，扩散输送风管道13内靠近扩散输送风出口14的位置设有第一挡板15和第二挡板5，其中，第一挡板15设置在压缩空气管道12的外壁上，并径向向外延伸，第一挡板15的外边缘具有弧形部，第二挡板5设置在扩散输送风管道13的内壁上，并径向向内延伸，第二挡板5的外边缘具有倾斜部。由此，在控制扩散输送风流量的情况下，第一挡板15和第二挡板5影响了扩散输送风出口14的扩散输送风的动能和射流形状。
请继续参阅图1，还原剂管道2和压缩空气管道12之间还连接有连接件8，其可以调节还原剂管道2和压缩空气管道12在轴向方向上的相对位置。还原剂喷嘴3与还原剂管道2螺纹连接，从而便于还原剂喷嘴的拆卸和更换。在本实施例中，还原剂喷嘴3设有锥形扩口16，锥形扩口16角度为90° -135°，该角度可以确保还原剂均匀分布，充分混合。扩散输送风管道13上设有固定法兰6，通过设置固定法兰6，本实施例所述的还原剂喷射器可以固定在炉膛上。此外，扩散输送风入口1还连接有连接法兰9，其用于与扩散输送风源(图中未示出)连接。
此外，在本实施例中，为了实现压缩空气管道与压缩空气源(图中未示出)的快速连接，以及还原剂管道与还原剂源(图中未示出)的快速连接，压缩空气入口7和还原剂入口11处还分别连接有快速接头10。
需要说明的是，还原剂喷嘴3，文丘里型空气压缩喷嘴4和扩散输送风出口14彼此是不导通的，其是共同喷射的。
本实施例的还原剂喷射器在工作时，其通过固定法兰6安装在炉膛，还原剂经还原剂入口11进入还原剂管道2，在还原剂喷嘴3雾化到一定颗粒度；压缩空气由压缩空气入口7进入压缩空气管道12，从文丘里型空气压缩喷嘴4喷出，从而将还原剂喷嘴3喷出的雾化的还原剂颗粒进一步破碎，提升还原剂雾化效果；扩散输送风通过扩散输送风入口1进入到扩散输送风管道13，从扩散输送风出口14喷射出，其可将雾化的还原剂推射到炉膛内想要达到的空间或位置。
在本技术方案中，扩散输送风可以引自外部单独设置的扩散输送风风机，也可以引自原有锅炉的自带压力风。
本实用新型提供的还原剂喷射器能提升还原剂雾化效果,从而有效促进还原剂与烟气的均匀混合,进而提高脱硝效率和控制还原剂耗量。
扩散输送风管道内的扩散输送风起到混合扰动作用，从而更有效地促进还原剂与NOx反应，另外，扩散输送风还起到冷却还原剂喷射器和清洁还原剂喷嘴和压缩空气喷嘴的作用，因此具有本技术方案所述结构的还原剂喷射器能有效防止还原剂喷射器在高温环境中被烧毁，以及防止还原剂喷嘴被还原剂堵塞。挡板的设计降低了动力设备的电耗，同时也降低了外界的喷射器对锅炉的负面影响，延长了锅炉的使用寿命。
要注意的是，以上列举的仅为本实用新型的具体实施例，显然本实用新型不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (11)
1.一种还原剂喷射器，其特征在于，包括：
还原剂管道，其第一端具有还原剂入口，其第二端与还原剂喷嘴连接，所述还原剂管道内形成有还原剂通道；
压缩空气管道，其套设于所述还原剂管道外，并与所述还原剂管道共轴设置，以在所述还原剂管道和压缩空气管道之间形成压缩空气通道，所述压缩空气管道的第一端设有压缩空气入口，所述压缩空气管道的第二端连接有压缩空气喷嘴；
扩散输送风管道，其套设于所述压缩空气管道外，以在所述压缩空气管道和扩散输送风管道之间形成扩散输送风通道，所述扩散输送风管道的第一端具有扩散输送风入口，所述扩散输送风管道的第二端具有扩散输送风出口；
其中，所述还原剂管道的第二端、压缩空气管道的第二端和扩散输送风管道的第二端位于轴向方向上的同侧；
在所述扩散输送风管道内靠近扩散输送风出口的位置处设有挡板，该挡板使得：在扩散输送风被输送的方向上，所述扩散输送风通道的内径逐渐减小。
2.如权利要求1所述的还原剂喷射器，其特征在于：所述挡板包括第一挡板，所述第一挡板被设置在压缩空气管道的外壁上，并径向向外延伸，所述第一挡板的外边缘具有弧形部或倾斜部。
3.如权利要求1或2所述的还原剂喷射器，其特征在于：所述挡板包括第二挡板，所述第二挡板被设置在扩散输送风管道的内壁上，并径向向内延伸，所述第二挡板的外边缘具有弧形部或倾斜部。
4.如权利要求1所述的还原剂喷射器，其特征在于：所述还原剂管道与压缩空气管道之间连接有连接件，以调节还原剂管道与压缩空气管道在其轴向方向上的相对位置。
5.如权利要求1所述的还原剂喷射器，其特征在于：所述还原剂喷嘴与还原剂管道的第二端螺纹连接。
6.如权利要求1所述的还原剂喷射器，其特征在于：所述还原剂喷嘴具有锥形扩口。
7.如权利要求6所述的还原剂喷射器，其特征在于：所述锥形扩口的角度为90°-135°。
8.如权利要求1所述的还原剂喷射器，其特征在于：所述压缩空气喷嘴为文丘里喷嘴。
9.如权利要求1所述的还原剂喷射器，其特征在于：所述扩散输送风管道上连接有固定法兰。
10.如权利要求1所述的还原剂喷射器，其特征在于：所述扩散输送风出口连接有连接法兰。
11.如权利要求1所述的还原剂喷射器，其特征在于：所述压缩空气入口和/或还原剂入口连接有快速接头。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160817 Termination date: 20210309 |