CN212881062U - 用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，所述高效蒸发器包括卧式圆柱体本体，在所述圆柱体本体的前部设有进口管道和烟气管道，后部设有出口管道；所述圆柱体本体的内部设有叠放的数个扰流混合单元，所述数个扰流混合单元沿所述高效蒸发器的中心线排列，所述扰流混合单元包括至少两个直径不同的圆环状气环，所述气环所在平面垂直于所述高效蒸发器的中心线，在气环与气环之间通过对称设置的固定支架相互固定在一起。本实用新型的用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，可快速高效地将氨水或尿素溶液等液态还原剂蒸发为气态，提高还原脱硝的效率，节省还原剂用量，同时也有效降低氨逃逸。
Description
技术领域
本实用新型属于烟气脱硝设备技术领域，具体涉及一种用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器。
背景技术
在环保要求越来越高的大环境下，当今最常用的降低烟气中氮氧化物(NOx)排放的技术为选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction,SCR)、选择性非催化还原法(Selective Non-Catalytic Reduction)+选择性催化还原法(SCR)，这两种技术中会喷入还原剂与氮氧化物(NOx)反应。由于烟气在流动状态中和液态还原剂无法充分混合，因此为了降低烟气中的氮氧化物(NOx)，经常会过量地喷入例如氨水、尿素溶液等还原剂，因此会产生次生污染物氨气NH3，俗称氨逃逸。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，可提高脱硝效率和降低氨逃逸。
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，所述高效蒸发器包括卧式圆柱体本体，在所述圆柱体本体的前部设有进口管道和烟气管道，后部设有出口管道，所述进口管道为选择性催化还原脱硝反应所需的还原剂的入口，所述烟气抽取管道用于抽取部分锅炉高温烟气进入高效蒸发器，以依靠锅炉烟气的热量完全蒸发脱硝系统所需要的还原剂，低能耗，高效率，压力和温度可实时监控，安全可靠，且所述出口管道与选择性催化还原脱硝反应器的进口连接。
所述圆柱体本体的内部设有叠放的数个扰流混合单元的组合，所述数个扰流混合单元沿所述高效蒸发器的中心线排列，所述扰流混合单元包括至少两个直径不相同的圆环状气环，所述气环所在平面垂直于所述高效蒸发器的中心线，在气环与气环之间通过对称设置的固定支架相互固定在一起。
根据本实用新型的优选实施例，所述扰流混合单元包括三个直径不相同的圆环状气环，所述气环根据直径由大到小依次排列。
根据本实用新型的优选实施例，直径大的气环靠近所述高效蒸发器的进口管道，直径小的气环靠近所述高效蒸发器的出口管道。
根据本实用新型的优选实施例，所述高效蒸发器的圆柱体本体的长度L1、直径D以及进口烟气量Q符合式(1)关系：
其中，Tn为还原剂参与选择性催化还原脱硝反应需要的时间。
根据本实用新型的优选实施例，所述高效蒸发器的圆柱体本体的横截面积Sn和圆柱体本体与所述高效蒸发器的扰流混合单元的总的接触面积Ss符合式(2)关系：
其中，Sn＝πD2/4。
根据本实用新型的优选实施例，所述固定支架的数量为四个，这四个固定支架相互之间呈90°、沿所述气环的圆周对称分布。
根据本实用新型的优选实施例，所述扰流混合单元的最大的气环与所述高效蒸发器的圆柱体本体的内壁之间通过对称设置的支撑件固定在所述高效蒸发器的圆柱体本体中。
根据本实用新型的优选实施例，单个扰流混合单元的长度为一个回程L2，所述高效蒸发器的扰流混合单元的组合的回程数n为三个。
根据本实用新型的优选实施例，在所述高效蒸发器圆柱体本体内的底部进一步设置有电加热器，用于在锅炉烟气温度偏低时，利用电加热器加热烟气，保证还原剂的蒸发效果。
本实用新型的用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，安装于选择性催化还原脱硝反应器之前的烟气温度在180℃-400℃之间的区域，部分烟气从高效蒸发器的烟气抽取管道进入、有效地将还原剂完全蒸发，与烟气充分混合均匀后进入选择性催化还原脱硝反应器。在高效蒸发器的圆柱体本体内的底部设置电加热器，用于锅炉烟气温度偏低时，利用电加热器加热烟气，保证还原剂的蒸发效果。
与现有技术相比，本实用新型的用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器具有如下有益效果：本实用新型的用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，有效地将还原剂完全蒸发，与烟气充分混合均匀，避免了还原剂进入选择性催化还原脱硝反应器中气流分布不均匀的情况，可减少还原剂的使用量，有效降低氨逃逸、提高选择性催化还原脱硝效率，而且本实用新型的高效蒸发器的结构简单、安装方便、寿命长。
附图说明
图1为本实用新型涉及的高效蒸发器的结构示意图。
图2为本实用新型涉及的高效蒸发器的扰流混合单元的正视图。
图3为本实用新型涉及的高效蒸发器的扰流混合单元的侧视图。
图4为本实用新型涉及的高效蒸发器的数个扰流混合单元的组合示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细的描述。
参见图1，本实用新型的用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，所述高效蒸发器包括卧式圆柱体本体1，在所述圆柱体本体1的前部设有进口管道2和烟气抽取管道4，后部设有出口管道3。所述进口管道2为选择性催化还原脱硝反应所需的还原剂的入口；所述烟气抽取管道4用于抽取部分锅炉高温烟气进入蒸发器，以完全蒸发脱硝系统所需要的还原剂；所述出口管道3与选择性催化还原脱硝反应器的进口连接。
进一步的，所述圆柱体本体1的内部设有叠放的数个扰流混合单元111的组合 11，且所述数个扰流混合单元111沿所述高效蒸发器圆柱体本体1的中心线排列；所述扰流混合单元111包括至少两个直径不相同的圆环状气环1111，所述气环1111所在平面垂直于所述高效蒸发器圆柱体本体1的中心线，相邻两个气环1111之间通过对称设置的固定支架1112相互固定在一起。
优选的，在所述高效蒸发器圆柱体本体1内的底部进一步设置电加热器5，用于在锅炉烟气温度偏低时，利用电加热器加热烟气，保证还原剂的蒸发效果。
在本实用新型的优选实施例中，所述扰流混合单元111包括三个直径不相同的圆环状气环1111，所述气环1111根据直径由大到小依次排列。优选的，直径大的气环 1111靠近所述高效蒸发器的进口管道2，直径小的气环1111靠近所述高效蒸发器的出口管道3。
作为本实用新型的优选实施例，所述固定支架1112的数量为四个，这四个固定支架1112相互之间呈90°、沿气环1111的圆周对称分布。
作为本实用新型的优选实施例，所述高效蒸发器的圆柱体本体1的长度L1、直径D以及烟气管道4的进口烟气量Q符合式(1)关系：
其中，Tn为还原剂参与选择性催化还原脱硝反应需要的时间。
作为本实用新型的优选实施例，所述高效蒸发器的圆柱体本体1的横截面积Sn 和圆柱体本体1与所述高效蒸发器的扰流混合单元111的总的接触面积Ss符合式 (2)关系：
其中，Sn＝πD2/4。
作为本实用新型的优选实施例，所述扰流混合单元111的最大的气环1111与所述高效蒸发器的圆柱体本体1的内壁之间通过对称设置的支撑件1113固定在所述高效蒸发器的圆柱体本体1中。
作为本实用新型的优选实施例，单个扰流混合单元111的长度为一个回程L2，所述高效蒸发器的扰流混合单元的组合11的回程数n优选为三个。
本实用新型的用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，安装于选择性催化还原脱硝反应器之前的烟气温度在180℃-400℃之间的区域，部分烟气从高效蒸发器的烟气抽取管道进入、有效地将还原剂完全蒸发，与烟气充分混合均匀后进入选择性催化还原脱硝反应器。在高效蒸发器的圆柱体本体内的底部设置电加热器，用于锅炉烟气温度偏低时，利用电加热器加热烟气，保证还原剂的蒸发效果。
与现有技术相比，本实用新型的用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器具有如下有益效果：本实用新型的用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，有效地将还原剂完全蒸发，与烟气充分混合均匀，避免了还原剂进入选择性催化还原脱硝反应器中气流分布不均匀的情况，可减少还原剂的使用量，有效降低氨逃逸、提高选择性催化还原脱硝效率，而且本实用新型的高效蒸发器的结构简单、安装方便、寿命长。
应用实施例：
锅炉尾气温度为A、Nox含量为B、烟气量为C时：还原剂不经过本实用新型的高效蒸发器蒸发、直接进入选择性催化还原脱销反应器后，还原剂的流量需要为D1， Nox含量为E1，氨逃逸为F1；还原剂经过本实用新型的高效蒸发器蒸发与烟气混合后再进入选择性催化还原脱硝反应器，还原剂的流量需要为D2，Nox含量为E2，氨逃逸为F2。上述参数的数值请见表1。
表1
注：序号1处理的烟气为锅炉尾气，序号2处理的烟气为加热炉尾气，序号3处理的烟气为轮船发动机尾气；序号1使用的还原剂是20％氨水，序号2和序号3使用的还原剂是尿素溶液。
由表1可知，还原剂经过本实用新型的高效蒸发器与烟气混合再进入脱硝反应器后的氮氧化物含量比不经过本实用新型的高效蒸发器直接进入脱硝反应器后的氮氧化物含量要低超过25％，氨逃逸量要低超过90％；说明本实用新型的高效蒸发器可减少还原剂用量，有效降低氨逃逸、提高选择性催化还原脱硝效率。
本实用新型中的实施例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本实用新型保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，其特征在于，所述高效蒸发器包括卧式圆柱体本体，在所述圆柱体本体的前部设有进口管道和烟气抽取管道，后部设有出口管道，所述进口管道为选择性催化还原脱硝反应所需的还原剂的入口，所述烟气抽取管道用于抽取部分锅炉高温烟气进入高效蒸发器，以依靠锅炉烟气的热量完全蒸发脱硝系统所需要的还原剂，且所述出口管道与选择性催化还原脱硝反应器的进口连接；
所述圆柱体本体的内部设有叠放的数个扰流混合单元的组合，所述数个扰流混合单元沿所述高效蒸发器的中心线排列，所述扰流混合单元包括至少两个直径不相同的圆环状气环，所述气环所在平面垂直于所述高效蒸发器的中心线，在气环与气环之间通过对称设置的固定支架相互固定在一起。
2.根据权利要求1所述用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，其特征在于，所述扰流混合单元包括三个直径不相同的圆环状气环，所述气环根据直径由大到小依次排列。
3.根据权利要求2所述用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，其特征在于，直径大的气环靠近所述高效蒸发器的进口管道，直径小的气环靠近所述高效蒸发器的出口管道。
4.根据权利要求1所述用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，其特征在于，所述高效蒸发器的圆柱体本体的长度L1、直径D以及进口烟气量Q符合式(1)关系：
其中，Tn为还原剂参与选择性催化还原脱硝反应需要的时间。
5.根据权利要求1所述用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，其特征在于，所述高效蒸发器的圆柱体本体的横截面积Sn和圆柱体本体与所述高效蒸发器的扰流混合单元的总的接触面积Ss符合式(2)关系：
其中，Sn＝πD2/4。
6.根据权利要求1所述用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，其特征在于，所述固定支架的数量为四个，这四个固定支架相互之间呈90°、沿所述气环的圆周对称分布。
7.根据权利要求1所述用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，其特征在于，所述扰流混合单元的最大的气环与所述高效蒸发器的圆柱体本体的内壁之间通过对称设置的支撑件固定在所述高效蒸发器的圆柱体本体中。
8.根据权利要求1所述用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，其特征在于，单个扰流混合单元的长度为一个回程L2，所述高效蒸发器的扰流混合单元的组合的回程数n为三个。
9.根据权利要求1所述用于选择性催化还原脱硝反应器的高效蒸发器，其特征在于，在所述高效蒸发器圆柱体本体内的底部进一步设置有电加热器，用于在锅炉烟气温度偏低时，利用电加热器加热烟气，保证还原剂的蒸发效果。
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