CN213492931U - 喷氨格栅及反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及烟气脱硝技术领域，具体涉及一种喷氨格栅及反应器。所述喷氨格栅包括多组喷射结构，所述喷射结构包括喷射管、喷嘴和涡盘，所述喷射管包括至少一个喷射入口和至少一组出口部，一组所述出口部包括多个喷射出口，每组所述出口部都单独匹配至少一个所述喷射入口；所述喷嘴一端与所述喷射出口连通，另一端朝向烟气流动的方向延伸；所述涡盘设置在所述喷嘴的另一端，所述涡盘的盘面朝向烟气流动的方向。与传统喷氨格栅相比，每组所述出口部都单独匹配至少一个所述喷射入口，氨气喷射均匀，提高氨气和烟气的混合均匀度。

Description

喷氨格栅及反应器

技术领域

本实用新型涉及烟气脱硝技术领域，具体涉及一种喷氨格栅及反应器。

背景技术

近年来，燃烧锅炉导致的大气污染问题逐渐凸显，其中氮氧化物作为三大主要大气污染物之一，危害巨大。选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术是目前众多脱硝技术中引用最多、效率最高的技术之一。燃煤电站的SCR技术原理是在300～400℃的温度条件下，将氨气喷入SCR反应器入口烟道，使喷入的氨与烟气混合，在反应器内催化剂的促进下，氨作为还原剂与烟气中的氮氧化物反应，生产对环境无毒无害的氮气和水。因此，氨气的均匀喷射成为SCR脱硝中的一个重要环节，影响脱硝装置出口氮氧化物浓度和脱硝效率。传统的喷氨装置有涡流混合型与喷氨格栅两种。涡流型喷氨装置是在烟道截面中设多排大尺寸的盘状或翼状混合器，氨气由多根喷射管喷出，每个喷口对应一个混合器，靠混合器下游形成的涡流将氨气和烟气卷吸混合。格栅型喷氨装置又称喷氨格栅，在烟道截面中设多排密集的氨气喷射管道形成格栅式排列，每根喷射管道上设多个氨气喷嘴或喷孔，通过全截面的多点喷射促使氨气与烟气均匀混合。

传统的喷氨格栅多采用丰字形格式，一个喷射入口匹配多个喷射管，各喷射管与喷射入口的距离不同，或者喷射管的喷射出口与喷射入口的距离不同，导致各喷射管喷出的氨气不均匀，氨气和烟气的混合均匀度不能满足当下越来越高的要求，影响脱硝效率。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的喷氨格栅由于一个喷射入口匹配过多的喷射管，导致的氨气和烟气的混合均匀度低的缺陷，从而提供一种喷氨格栅及反应器，每组所述出口部都单独匹配至少一个所述喷射入口，氨气喷射均匀，提高氨气和烟气的混合均匀度，又结合了涡流型喷氨装置和喷氨格栅的优点。

一种喷氨格栅，包括多组喷射结构，所述喷射结构包括：

喷射管，所述喷射管包括至少一个喷射入口和至少一组出口部，一组所述出口部包括多个喷射出口，每组所述出口部都单独匹配至少一个所述喷射入口；

喷嘴，一端与所述喷射出口连通，另一端朝向烟气流动的方向延伸；

涡盘，设置在所述喷嘴的另一端，所述涡盘的盘面朝向烟气流动的方向。

所述喷射结构包括一根喷射管，所述喷射管内部设有将所述喷射管分隔成至少两个子管的至少一个分隔部，每个子管包括一组出口部和至少一个喷射入口。

所述喷射结构还包括至少一根引入管，所述引入管一端为进气口，另一端与所述喷射入口连通。

所述喷射管的一端为流通口，另一端为封闭口，所述流通口形成靠近所述流通口的子管的喷射入口，远离所述流通口的子管的喷射入口均与各自的引入管连通。

所述喷射结构包括至少两根轴向平行的喷射管，每根所述喷射管包括一组出口部和至少一个喷射入口，各组所述出口部沿所述喷射管的轴向依次排列。

各所述喷射管一端平齐、且设有喷射入口，另一端为封闭口、且向同一个方向延伸，所述喷射管的长度各不相同，长喷射管的出口部设置在长喷射管凸出于短喷射管的部分上。

所述喷射结构还包括至少一个连接各所述喷射管的连接部。

所述喷射出口设置在所述喷射管上朝向烟气流动方向的一边，沿所述喷射管的轴向、呈两排错落排列，相邻的两个所述喷射出口位于不同排。

所述喷嘴的另一端凸出于所述涡盘设置，所述涡盘的盘面与所述喷嘴的轴向垂直，所述喷嘴的轴向与烟气的流动方向呈30°～60°布置。

所述涡盘上设有供所述喷嘴的另一端穿过的安装通孔，和至少两个从所述涡盘向所述喷嘴方向延伸的加强肋。

一种反应器，包括上述的喷氨格栅。

所述反应器包括至少两组喷氨格栅，所述喷氨格栅沿烟气流动方向平行分布，各组喷氨格栅的喷射管在烟气流动方向上交错设置。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的喷氨格栅，与传统丰字形喷氨格栅相比，每组所述出口部都单独匹配至少一个所述喷射入口，氨气喷射均匀，提高氨气和烟气的混合均匀度；还设有涡盘，对烟气进行扰动，结合了涡流型喷氨装置和喷氨格栅的优点，提高氨气和烟气的混合均匀度。

2.本实用新型提供的喷氨格栅，将一根喷射管分割成至少两个子管，每个子管包括一组出口部和至少一个喷射入口，减小喷射管长度对氨气均匀度的影响，将长的喷射管分割成短的子管、并分别设有喷射入口，避免因为远离喷射入口的氨气浓度明显小于靠近喷射入口的氨气浓度，导致的氨气喷射不均匀。

3.本实用新型提供的喷氨格栅，喷射结构包括至少两根轴向平行的喷射管，各所述喷射管的所述出口部沿所述喷射管的轴向依次排列，减小喷射管长度对氨气均匀度的影响，沿喷射管的轴向依次排列不同喷射管的出口部，避免因为远离喷射入口的氨气浓度明显小于靠近喷射入口的氨气浓度，导致的氨气喷射不均匀。

4.本实用新型提供的喷氨格栅，所述喷射出口沿所述喷射管的轴向、呈两排错落排列，相邻的两个所述喷射出口位于不同排，既增大了喷射出口的喷射范围，又可设置更多喷射出口，进一步增强氨气与烟气的混合均匀度。

5.本实用新型提供的喷氨格栅，与传统喷氨格栅中氨气与烟气顺流相比，所述喷嘴的轴向与烟气的流动方向呈30°～60°布置，喷出的氨气与烟气的流动方向具有夹角，对烟气进行扰动，增强氨气与烟气混合的均匀度。

6.本实用新型提供的喷氨格栅，涡盘上设有加强肋，既增强涡盘与喷嘴的安装强度，又增加了涡盘的强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型第一种实施方式中提供的喷氨格栅示意图；

图2为本实用新型第一种实施方式中提供的喷射结构示意图；

图3为图2所示的喷射结构的左视图；

图4为本实用新型第二种实施方式中提供的喷射结构示意图；

图5为图4所示的喷射结构的左视图；

图6为本实用新型第一种实施方式中提供的反应器示意图；

图7为本实用新型第二种实施方式中提供的喷氨格栅示意图；

图8为本实用新型第二种实施方式中提供的喷氨格栅示意图；

图9为本实用新型第二种实施方式中提供的反应器示意图。

附图标记说明：

1-反应器；2-喷氨格栅；21-喷射结构；211-喷射管；2111-喷射入口；2112-分隔部；212-喷嘴；213-涡盘；2131-加强肋；214-连接部；215-引入管。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1至图9所示，本实施例中提供了一种喷氨格栅2，包括多组喷射结构21，所述喷射结构21包括喷射管211、喷嘴212和涡盘213，所述喷射管211包括至少一个喷射入口2111和至少一组出口部，一组所述出口部包括多个喷射出口，每组所述出口部都单独匹配至少一个所述喷射入口2111；喷嘴212一端与所述喷射出口连通，另一端朝向烟气流动的方向延伸；涡盘213设置在所述喷嘴212的另一端，所述涡盘213的盘面朝向烟气流动的方向。

与传统丰字形喷氨格栅2相比，每组所述出口部都单独匹配至少一个所述喷射入口2111，氨气喷射均匀。还设有涡盘213，所述涡盘213的盘面朝向烟气流动的方向，对烟气进行扰动，产生涡流混合烟气和氨气，结合了涡流型喷氨装置和喷氨格栅2的优点，提高氨气和烟气的混合均匀度。

传统的喷氨装置有涡流混合型与喷氨格栅两种。在目前要求脱硝超低排放的情况下，脱硝效率经常要求达到93％以上，对于氨气和烟气的混合均匀度要求越来越高，现有的涡流型和格栅型喷氨装置已不满足要求，需要进行流场改造。经常是在喷氨装置上游或者下游增加一到两组全尺寸的烟道静态混合器，会大幅度增加改造成本。正常情况下喷氨格栅阻力约为50Pa，每道静态混合器阻力约为100～150Pa，这会造成烟道阻力额外增加100～300Pa使得引风机的运行电耗增大，以300MW机组为例可以降低引风机电耗50～150万元/年。

本实施例中，设置涡盘，将传统的涡流型喷氨装置和喷氨格栅2的优点结合在一起，形成一种自带烟气混合功能的喷氨格栅。

一种实施方式中，所述涡盘213可以为圆盘状结构，也可以为圆片状结构，对烟气的扰动均匀。圆形的涡盘直径在200到500mm之间。所述涡盘213也可以为三角形、或其他多边形、或异形片状结构。

所述涡盘213与所述喷嘴212可以为可拆卸连接，或者一体成型。

如图1至图3所示，所述喷射结构21包括一根喷射管211，所述喷射管211内部设有将所述喷射管211分隔成至少两个子管的至少一个分隔部2112，每个子管包括一组出口部和至少一个喷射入口2111。

将一根喷射管211分割成至少两个子管，每个子管包括一组出口部和至少一个喷射入口2111，减小喷射管长度对氨气均匀度的影响，将长管分割成短管分别设有喷射入口2111，避免因为远离喷射入口2111的氨气浓度明显小于靠近喷射入口2111的氨气浓度，导致的氨气喷射不均匀。根据实际情况的需要，可以将喷射管211分隔成两个子管、三个子管甚至更多子管。一般将喷射管211分割成两个子管或三个子管。

本实施例中的所述喷射结构21还包括至少一根引入管215，所述引入管215一端为进气口，另一端与所述喷射入口2111连通。以保证每个所述子管的喷射入口2111都能有正常的氨气输入。

本实施例中的所述喷射管211的一端为流通口，另一端为封闭口，所述流通口形成靠近所述流通口的子管的喷射入口2111，远离所述流通口的子管的喷射入口2111均与各自的引入管215连通。所述喷射管211的一端为流通口，无需额外设置引入管215，简略结构；所述喷射管211的另一端为封闭口，防止氨气外溢。

如图4至图5所示，所述喷射结构21包括至少两根轴向平行的喷射管211，每根所述喷射管211包括一组出口部和至少一个喷射入口2111，各所述喷射管211的所述出口部沿所述喷射管211的轴向依次排列。所述喷射结构21一般为两根喷射管211或者三根喷射管211.

各所述喷射管211的所述出口部沿所述喷射管211的轴向依次排列，减小喷射管长度对氨气均匀度的影响，沿喷射管211的轴向依次排列不同喷射管211的出口部，避免因为远离喷射入口2111的氨气浓度明显小于靠近喷射入口2111的氨气浓度，导致的氨气喷射不均匀。

本实施例中的所述喷射管211一端平齐、且设有喷射入口2111，另一端为封闭口、且向同一个方向延伸，所述喷射管211的长度各不相同，长喷射管211的出口部设置在长喷射管211凸出于短喷射管211的部分上。各喷射出口喷出的氨气均匀，与烟气混合的均匀度高。

本实施例中的所述喷射结构21还包括至少一个连接各所述喷射管211的连接部214。将所述喷射管211连接成一个整体，形成沿喷射管211轴向均匀分布的出口部。

一种实施方式中，所述连接部214包括两个相对的连接片，所述喷射管211夹设在两个连接片之间。具体的，所述喷射结构21包括至少两个连接部214，连接牢靠，不易散开。

作为可变换的实施方式，也可以为所述连接部214包括弹性卡口，所述喷射管211卡设在所述弹性卡口内部，方便喷射管211之间的安装组合和拆卸。具体的所述喷射结构21包括至少两个连接部214，连接牢靠，不易散开。

作为可变换的实施方式，也可以为所述连接部214包括两个背向的弹性卡口，所述弹性卡口为“C”状结构，所述喷射管211从“C”状结构的开口进入喷射管211内。

如图1至图5所示，所述喷射出口设置在所述喷射管211上朝向烟气流动方向的一边，沿所述喷射管211的轴向、呈两排错落排列，相邻的两个所述喷射出口位于不同排。既增大了喷射出口的喷射范围，又可设置更多喷射出口，进一步增强氨气与烟气的混合均匀度。还可以实现在整个烟道截面上左右、前后分区喷氨，以保证氨气入口平面上氨氮摩尔比均匀，从而提高脱硝效率减少氨逃逸。

本实施例中的所述喷嘴212的另一端凸出于所述涡盘213设置，所述涡盘213的盘面与所述喷嘴212的轴向垂直，所述喷嘴212的轴向与烟气的流动方向呈30°～60°布置。喷出的氨气与烟气的流动方向具有夹角，对烟气进行扰动，增强氨气与烟气混合的均匀度。

一种实施方式中，所述喷嘴212的轴向与烟气的流动方向呈30°布置，喷出的氨气与烟气的流动方向具有30°夹角，对烟气进行扰动，增强氨气与烟气混合的均匀度。

作为可变换的实施方式，所述喷嘴212的轴向与烟气的流动方向呈45°布置，喷出的氨气与烟气的流动方向具有45°夹角，对烟气进行扰动，增强氨气与烟气混合的均匀度。

作为可变换的实施方式，所述喷嘴212的轴向与烟气的流动方向呈60°布置，喷出的氨气与烟气的流动方向具有60°夹角，对烟气进行扰动，增强氨气与烟气混合的均匀度。

本实施例中的所述涡盘213上设有供所述喷嘴212的另一端穿过的安装通孔，和至少两个从所述涡盘213向所述喷嘴212方向延伸的加强肋2131。既增强涡盘213与喷嘴212的安装强度，又增加了涡盘213的强度。所述加强肋2131沿所述喷嘴212的周向均匀分布。

作为可变换的实施方式，所述涡盘213一体成型在所述喷嘴212上，所述加强肋2131增强了涡盘213的强度。

本实施例中还提供了一种反应器1，包括上述的喷氨格栅2。如图1和图6所示，所述反应器1包括一组喷氨格栅2。所述反应器还包括入口烟道，所述喷氨格栅设置在入口烟道内，所述入口烟道内设有导流板。

如图7至图9所示，所述反应器1包括至少两组喷氨格栅2，所述喷氨格栅2沿烟气流动方向平行分布，各组喷氨格栅2的喷射管211在烟气流动方向上交错设置。氨气与烟气混合均匀。可以实现在整个烟道截面上左右、前后分区喷氨，以保证氨气入口平面上氨氮摩尔比均匀，从而提高脱硝效率减少氨逃逸。相对于反应器只包括一组喷氨格栅2，反应器包括至少两组喷氨格栅2的喷氨格栅中，喷射结构比包括一组喷氨格栅时少。反应器包括的喷氨格栅越多，单个喷氨格栅包括的喷射结构越少。

一种实施方式中，所述喷嘴212的轴向与烟气的流动方向呈45°布置，反应器1包括两组喷氨格栅2时，通过与入口烟道中导流板的配合，在第一次氨气入口平面上的氨氮摩尔比不均匀系数可以达到±3％，阻力约为150Pa；反应器1包括一组喷氨格栅2时，通过与入口烟道中导流板的配合，在第一次氨气入口平面上的氨氮摩尔比不均匀系数可以达到±3％，阻力约为160Pa。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种喷氨格栅，其特征在于，包括多组喷射结构(21)，所述喷射结构(21)包括：

喷射管(211)，所述喷射管(211)包括至少一个喷射入口(2111)和至少一组出口部，一组所述出口部包括多个喷射出口，每组所述出口部都单独匹配至少一个所述喷射入口(2111)；

喷嘴(212)，一端与所述喷射出口连通，另一端朝向烟气流动的方向延伸；

涡盘(213)，设置在所述喷嘴(212)的另一端，所述涡盘(213)的盘面朝向烟气流动的方向。

2.根据权利要求1所述的喷氨格栅，其特征在于，所述喷射结构(21)包括一根喷射管(211)，所述喷射管(211)内部设有将所述喷射管(211)分隔成至少两个子管的至少一个分隔部(2112)，每个子管包括一组出口部和至少一个喷射入口(2111)。

3.根据权利要求2所述的喷氨格栅，其特征在于，所述喷射结构(21)还包括至少一根引入管(215)，所述引入管(215)一端为进气口，另一端与所述喷射入口(2111)连通。

4.根据权利要求3所述的喷氨格栅，其特征在于，所述喷射管(211)的一端为流通口，另一端为封闭口，所述流通口形成靠近所述流通口的子管的喷射入口(2111)，远离所述流通口的子管的喷射入口(2111)均与各自的引入管(215)连通。

5.根据权利要求1所述的喷氨格栅，其特征在于，所述喷射结构(21)包括至少两根轴向平行的喷射管(211)，每根所述喷射管(211)包括一组出口部和至少一个喷射入口(2111)，各所述喷射管(211)的所述出口部沿所述喷射管(211)的轴向依次排列。

6.根据权利要求5所述的喷氨格栅，其特征在于，所述喷射管(211)一端平齐、且设有喷射入口(2111)，另一端为封闭口、且向同一个方向延伸，所述喷射管(211)的长度各不相同，长喷射管(211)的出口部设置在长喷射管(211)凸出于短喷射管(211)的部分上。

7.根据权利要求5所述的喷氨格栅，其特征在于，所述喷射结构(21)还包括至少一个连接各所述喷射管(211)的连接部(214)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的喷氨格栅，其特征在于，所述喷射出口设置在所述喷射管(211)上朝向烟气流动方向的一边，沿所述喷射管(211)的轴向、呈两排错落排列，相邻的两个所述喷射出口位于不同排。

9.根据权利要求8所述的喷氨格栅，其特征在于，所述喷嘴(212)的另一端凸出于所述涡盘(213)设置，所述涡盘(213)的盘面与所述喷嘴(212)的轴向垂直，所述喷嘴(212)的轴向与烟气的流动方向呈30°～60°布置。

10.根据权利要求9所述的喷氨格栅，其特征在于，所述涡盘(213)上设有供所述喷嘴(212)的另一端穿过的安装通孔，和至少两个从所述涡盘(213)向所述喷嘴(212)方向延伸的加强肋(2131)。

11.一种反应器，其特征在于，包括至少一组如权利要求1-10任一项所述的喷氨格栅。

12.根据权利要求11所述的反应器，其特征在于，所述反应器包括至少两组喷氨格栅，所述喷氨格栅沿烟气流动方向平行分布，各组喷氨格栅的喷射管(211)在烟气流动方向上交错设置。

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