專利名稱：一種煙氣脫硝噴氨裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于煙氣脫硝系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于煙氣選擇性催化還原脫硝工藝的一種煙氣脫硝噴氨裝置。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外電廠應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硝技術(shù)是選擇性催化還原工藝(SCR)，其主要原理是:在催化劑的作用下，使還原劑(一般用氨氣與空氣混合氣體)與鍋爐尾部煙氣中的氮氧化物充分混合并反應(yīng)，生成氮?dú)夂退?，達(dá)到脫硝目的。該工藝中使用的還原劑需通過相應(yīng)的噴氨裝置均勻噴入煙道與煙氣進(jìn)行混合，還原劑與煙氣的均勻混合程度將直接影響到脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行效率和運(yùn)行效果，當(dāng)混合效果不佳時(shí)會(huì)出現(xiàn)脫硝效率低、氨逃逸率高、空預(yù)器運(yùn)行阻力增大等不利影響，嚴(yán)重的還會(huì)影響鍋爐主機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在現(xiàn)有技術(shù)中通常采用的噴氨裝置基本為噴嘴式，且一般都布置在同一平面內(nèi)，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)諸多不足:首先，噴氨的效果主要取決于單位面積內(nèi)的噴嘴數(shù)量，當(dāng)脫硝效率要求較高時(shí)，需要配置大量的噴嘴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和維護(hù)成本高，缺乏經(jīng)濟(jì)性；其次，當(dāng)噴嘴的布置數(shù)量受到限制時(shí)，如要滿足較高的混合要求，往往需要在噴氨裝置后安裝強(qiáng)制混合裝置，這種結(jié)構(gòu)會(huì)增加煙道的直段長(zhǎng)度空間，受到場(chǎng)地條件的制約；第三，受大經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響，電廠需要經(jīng)常進(jìn)行調(diào)峰發(fā)電，使鍋爐變負(fù)荷運(yùn)行日趨頻繁，傳統(tǒng)的噴嘴式噴氨裝置在低負(fù)荷工況下噴氨效果不佳，因此，由于裝置缺乏可調(diào)性，對(duì)變負(fù)荷工況的適用性不強(qiáng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供一種噴氨區(qū)可分割成若干獨(dú)立可控區(qū)域的錐孔式分層可調(diào)一種煙氣脫硝噴氨裝置技術(shù)方案，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，包括一組主管，其特征在于主管沿?zé)煔夥较蚍謱硬贾?，每一布置層?nèi)的主管等距平行設(shè)置且分別與煙氣方向垂直，各主管兩側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置一組與其垂直相接、平行排列的支管，與煙氣方向平行的同一垂直面內(nèi)的支管構(gòu)成階梯狀結(jié)構(gòu)，前后對(duì)應(yīng)支管上以與其相接的主管為中心對(duì)稱設(shè)置錐形噴射孔。所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于所述主管尾端分別連接設(shè)置盲板，各主管的入口端分別通過連接法蘭與連接管連接配合，連接管與煙道壁穿接配合，其入口端連接設(shè)置調(diào)節(jié)閥。所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于所述的同一層內(nèi)的支管的左右向排列間距H與錐形噴射孔的前后向排列間距L相同。所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于所述的錐形噴射孔配合設(shè)置在支管的背風(fēng)面、采用柱形段和錐形段結(jié)合的錐孔結(jié)構(gòu)。所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于所述的錐形噴射孔配合設(shè)置在支管的背風(fēng)面，且在同一圓周面上以中垂線為中心對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)錐形噴射孔構(gòu)成噴射孔組。[0010]所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于所述的主管的設(shè)置層的間距為200 400mmo所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于所述主管的流通面積為該主管上所連接的支管的流通面積之和的1.5 3.0倍,優(yōu)選為1.6 2.0倍；所述支管的流通面積為該支管上所設(shè)置的錐形噴射孔入口端流通面積之和的2.0 5.0倍，優(yōu)選為2.5 4.0倍。所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于所述主管沿?zé)煔夥较虿贾脙蓪蛹皟蓪右陨?，每一層?nèi)等距平行設(shè)置的主管為兩根及兩根以上，每一主管上前后對(duì)應(yīng)設(shè)置的支管為兩組及兩組以上。所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于所述的錐形噴射孔采用柱形段和錐形段結(jié)合的錐孔結(jié)構(gòu),柱形段對(duì)應(yīng)的喉徑d為4 10_、優(yōu)選6 8mm,錐形段對(duì)應(yīng)的噴射擴(kuò)散角a為15° 45°、優(yōu)選20° 35° ,同一圓周面上兩個(gè)錐形噴射孔之間的中心線夾角@為60° 150°、優(yōu)選80° 120°。所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于每一支管上所設(shè)置的噴射孔組為兩組及兩組以上。上述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，構(gòu)思新穎、結(jié)構(gòu)合理，可廣泛應(yīng)用于大型火電廠、水泥廠、鋼鐵廠等行業(yè)窯爐的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)，能根據(jù)實(shí)時(shí)反饋的煙氣流動(dòng)信息的變化及時(shí)調(diào)節(jié)不同噴射區(qū)內(nèi)的還原劑噴射流量，動(dòng)態(tài)維持不同噴射區(qū)內(nèi)還原劑與煙氣流體間的最佳匹配和混合效果，具有易于調(diào)節(jié)、負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)、噴氨均勻、混合效果好及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)方便、建造和運(yùn)行成本低等特點(diǎn)，為SCR脫硝裝置的高效穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

圖1為本實(shí)用新型連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中B-B向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1中C-C截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為使用本實(shí)用新型三層布置時(shí)裝置下游I米處的還原劑濃度分布圖；圖6為由本實(shí)用新型單層布置時(shí)裝置下游I米處的還原劑濃度分布圖；圖7為使用傳統(tǒng)噴嘴式噴氨裝置時(shí)裝置下游I米處還原劑濃度分布圖；圖中:1 一調(diào)節(jié)閥、2 —連接管、3 —連接法蘭、4 一主管、5 —支管、6 —錐形噴射孔、7 一盲板、8 —煙道壁。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合說明書附圖，詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
:如圖1、2、3所示為一種煙氣脫硝噴氨裝置，包括一組主管4，主管4沿?zé)煔夥较蚍謱硬贾?，圖2、圖3箭頭所示方向即為煙氣流動(dòng)方向，主管4設(shè)置層之間的間距S的取值為200 400mm ;每一設(shè)置層內(nèi)的主管4等距平行設(shè)置且分別與煙氣方向垂直，各主管4前后對(duì)應(yīng)設(shè)置一組與其垂直相接、平行排列的支管5，如圖1、圖2所示；與煙氣方向平行的同一垂直面內(nèi)的支管5構(gòu)成階梯狀結(jié)構(gòu)，如圖3所示；同一設(shè)置層內(nèi)的支管5的左右向排列間距H與錐形噴射孔6的前后向排列間距L相同，取值范圍一般為150 450mm，每一主管4和其上連接的支管5構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的噴氨區(qū)域；前后對(duì)應(yīng)支管5上以與其相接的主管4為中心對(duì)稱設(shè)置錐形噴射孔6，錐形噴射孔6配合設(shè)置在支管5的背風(fēng)面、采用柱形段和錐形段結(jié)合的錐孔結(jié)構(gòu)、且在同一圓周面上以中垂線為中心對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)錐形噴射孔6構(gòu)成噴射孔組；錐形噴射孔6柱形段對(duì)應(yīng)的喉徑d為4 10mm、優(yōu)選6 8mm，錐形段對(duì)應(yīng)的噴射擴(kuò)散角a為15° 45°、優(yōu)選20° 35° ,同一圓周面上兩個(gè)錐形噴射孔6之間的中心線夾角P為60。 150°、優(yōu)選80° 120° ;主管4的流通面積為該主管4上所連接的支管5的流通面積之和的1.5 3.0倍，優(yōu)選方案為1.6 2.0倍；所述支管5的流通面積為該支管5上所設(shè)置的錐形噴射孔6入口端即柱形段的流通面積之和的2.0 5.0倍，優(yōu)選為
2.5 4.0倍，以確保同一噴氨區(qū)內(nèi)每個(gè)錐形噴射孔6均具有充足的噴射流量、且噴出的流量基本相同；主管4尾端分別連接設(shè)置盲板7，各主管4的入口端分別通過連接法蘭3與連接管2連接配合，連接管2入口端伸出煙道壁8后連接設(shè)置調(diào)節(jié)閥1，每一由主管4和其上連接的支管5構(gòu)成的噴氨區(qū)通過該主管4上的調(diào)節(jié)閥I進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)、互不干擾。上述實(shí)施例中，主管4沿?zé)煔夥较虿贾脙蓪蛹皟蓪右陨?，每一布置層?nèi)等距平行設(shè)置的主管4為兩根及兩根以上，每一主管4上前后對(duì)應(yīng)設(shè)置的支管5為兩組及兩組以上，主管4前后對(duì)應(yīng)設(shè)置的支管5上所設(shè)置的噴射孔組為兩組及兩組以上。上述實(shí)施例中，每一主管4和其上連接的支管5構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的噴氨區(qū)域，假設(shè)主管4沿?zé)煔夥较蛟O(shè)置m層，每一層內(nèi)主管4的數(shù)量為n根，則煙道內(nèi)噴氨區(qū)域被平均分割成沒mXn個(gè)大小相同的區(qū)域，m和n的參數(shù)取值沒有關(guān)聯(lián)性，只要大于等于I即可，具體應(yīng)根據(jù)煙道的規(guī)格尺寸、煙氣中的氮氧化物濃度和裝置的脫除效率等進(jìn)行確定。上述實(shí)施例中，考慮各構(gòu)件的具體運(yùn)行環(huán)境和工作壽命要求主管4、支管5的管壁厚度應(yīng)大于等于6mm，使支管5上所開錐孔結(jié)構(gòu)具有了較好的噴射和擴(kuò)散空間；錐形噴射孔6采用支管5兩側(cè)對(duì)稱分組開孔設(shè)計(jì)使噴孔的分布數(shù)量可增加一倍，采用帶喉徑和擴(kuò)散角的錐孔形式可以有效提高還原劑的噴入和擴(kuò)散效果，隨著支管5構(gòu)成階梯狀布置可以擴(kuò)大還原劑的擴(kuò)散面積，延伸還原劑在煙道內(nèi)的混合空間，進(jìn)一步提高混合效果。以下進(jìn)一步結(jié)合實(shí)施例說明本實(shí)用新型在脫硝還原劑的噴入和混合方面具有的明顯應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，實(shí)施例中還原劑采用氨氣，其流量為14kg/h，假設(shè)主管4設(shè)置層數(shù)m取3，每一層內(nèi)主管4平行排列根數(shù)取3，噴射區(qū)被分割成3 X 3共9個(gè)區(qū)域，每根主管4上前后對(duì)應(yīng)設(shè)3組支管5，每一支管5上設(shè)2組共4個(gè)錐形噴射孔6，即每一噴氨區(qū)布置有24個(gè)錐形噴射孔6，錐形噴射孔6的喉徑取6_，擴(kuò)散角a、中心線夾角0分別按20°、120°設(shè)計(jì)，裝置下游Im處的還原劑分布濃度如圖5所示，分布偏差約為±30% ;裝置其它條件不變，將主管4設(shè)置層數(shù)m取1，即單層采用本實(shí)用新型所述的錐形噴射孔6，相當(dāng)于用錐形噴射孔6的結(jié)構(gòu)替換現(xiàn)有技術(shù)中的噴嘴，在裝置下游Im處的還原劑分布濃度如圖6所示，分布偏差約為±51% ;而采用現(xiàn)有技術(shù)中的單層噴嘴式噴氨裝置時(shí)，裝置下游Im處的還原劑分布濃度如圖7所示，分布偏差約為±88%;由此可見，采用分層錐孔式噴氨裝置與采用單層錐孔式噴氨裝置相比，還原劑與煙氣的混合效果可以提高約40% ;采用分層錐孔式噴氨裝置與采用單層噴嘴式噴氨裝置相比，還原劑與煙氣的混合效果可以提高60%以上。本實(shí)用新型中每一主管4和其上連接的支管5構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的噴氨區(qū)域，各噴氨區(qū)內(nèi)的還原劑流量通過調(diào)節(jié)閥I可以單獨(dú)控制、互不干擾，具有較強(qiáng)的變負(fù)荷適應(yīng)性；對(duì)于截面尺寸較大的煙道，各區(qū)域內(nèi)的煙氣流速不盡相同，通過控制和調(diào)節(jié)不同噴氨區(qū)內(nèi)的還原劑噴入流量，即可實(shí)現(xiàn)整個(gè)煙道范圍內(nèi)還原劑的合理分布；對(duì)于變負(fù)荷運(yùn)行的機(jī)組，其煙道內(nèi)煙氣流動(dòng)的參數(shù)波動(dòng)較大，可根據(jù)煙氣波動(dòng)參數(shù)的實(shí)時(shí)信息反饋，及時(shí)調(diào)節(jié)不同噴氨區(qū)內(nèi)的還原劑噴入量，動(dòng)態(tài)維持還原劑與煙氣流動(dòng)參數(shù)間的最佳匹配。本實(shí)用新型中主管4、支管5均采用低碳鋼材質(zhì)，采用焊接連接，煙道內(nèi)的噴氨主管4通過連接法蘭(3與連接管2連接配合，連接管2穿過煙道壁8后與調(diào)節(jié)閥1，檢修時(shí)可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部構(gòu)件的整體拆卸，基于分層分區(qū)獨(dú)立布置結(jié)構(gòu)也可以將各噴氨區(qū)的構(gòu)件進(jìn)行單獨(dú)安裝和拆卸，安裝、運(yùn)行維護(hù)更加便捷；現(xiàn)場(chǎng)安裝不需要設(shè)置復(fù)雜的支撐體系，各結(jié)構(gòu)件均通過煙道內(nèi)另設(shè)的簡(jiǎn)易鋼架支撐、固定，也不涉及噴嘴、強(qiáng)制混合裝置等，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，與傳統(tǒng)的噴嘴式噴氨裝置相比省材明顯，以一臺(tái)300麗機(jī)組的SCR煙氣脫硝項(xiàng)目為例，僅噴嘴的采購(gòu)和安裝數(shù)量就可以減少約300多個(gè)，同時(shí)由于本實(shí)用新型無需設(shè)置強(qiáng)制混合裝置，使煙道中煙氣的流動(dòng)阻力平均可降低約80Pa，具有運(yùn)行成本低的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)因整套裝置的直段安裝長(zhǎng)度一般不大于1.3m，對(duì)煙道的設(shè)計(jì)和布置場(chǎng)地?zé)o特別要求，對(duì)于老機(jī)組改造且場(chǎng)地條件受限制的場(chǎng)合，特別具有較明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
權(quán)利要求1.一種煙氣脫硝噴氨裝置，包括一組主管(4)，其特征在于主管(4)沿?zé)煔夥较蚍謱硬贾?，每一布置層?nèi)的主管(4)等距平行設(shè)置且分別與煙氣方向垂直，各主管(4)兩側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置一組與其垂直相接、平行排列的支管(5)，與煙氣方向平行的同一垂直面內(nèi)的支管(5)構(gòu)成階梯狀結(jié)構(gòu)，前后對(duì)應(yīng)支管(5)上以與其相接的主管(4)為中心對(duì)稱設(shè)置錐形噴射孔(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于所述主管(4)尾端分別連接設(shè)置盲板(7 )，各主管(4)的入口端分別通過連接法蘭(3 )與連接管(2 )連接配合，連接管(2)與煙道壁(8)穿接配合，其入口端連接設(shè)置調(diào)節(jié)閥(I)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于所述的同一層內(nèi)的支管(5)的左右向排列間距H與錐形噴射孔(6)的前后向排列間距L相同。
4.如權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于所述的錐形噴射孔(6)配合設(shè)置在支管(5)的背風(fēng)面、采用柱形段和錐形段結(jié)合的錐孔結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于所述的錐形噴射孔(6)配合設(shè)置在支管(5)的背風(fēng)面，且在同一圓周面上以中垂線為中心對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)錐形噴射孔(6)構(gòu)成噴射孔組。
6.如權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于所述的主管(4)的設(shè)置層的間距為200 400mm。
7.如權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于所述主管(4)的流通面積為該主管(4)上所連接的支管(5)的流通面積之和的1.5 3.0倍；所述支管(5)的流通面積為該支管(5)上所設(shè)置的錐形噴射孔(6)入口端流通面積之和的2.0 5.0倍。
8.如權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于所述主管(4)沿?zé)煔夥较虿贾脙蓪蛹皟蓪右陨?，每一層?nèi)等距平行設(shè)置的主管(4)為兩根及兩根以上，每一主管(4)上前后對(duì)應(yīng)設(shè)置的支管(5)為兩組及兩組以上。
9.如權(quán)利要求5所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于所述的錐形噴射孔(6)采用柱形段和錐形段結(jié)合的錐孔結(jié)構(gòu)，柱形段對(duì)應(yīng)的喉徑d為4 10mm，錐形段對(duì)應(yīng)的噴射擴(kuò)散角a為15° 45° ,同一圓周面上兩個(gè)錐形噴射孔(6)之間的中心線夾角0為60° 150。。
10.如權(quán)利要求5所述的一種煙氣脫硝噴氨裝置，其特征在于每一支管(5)上所設(shè)置的噴射孔組為兩組及兩組以上。
專利摘要一種煙氣脫硝噴氨裝置，屬于煙氣脫硝系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，包括一組主管，其特征在于主管沿?zé)煔夥较蚍謱硬贾?，每一布置層?nèi)的主管等距平行設(shè)置且分別與煙氣方向垂直，各主管兩側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置一組與其垂直相接、平行排列的支管，與煙氣方向平行的同一垂直面內(nèi)的支管構(gòu)成階梯狀結(jié)構(gòu)，前后對(duì)應(yīng)支管上以與其相接的主管為中心對(duì)稱設(shè)置錐形噴射孔；本可廣泛應(yīng)用于各種煙氣脫硝系統(tǒng)，能根據(jù)實(shí)時(shí)反饋的煙氣流動(dòng)信息及時(shí)調(diào)節(jié)還原劑噴射流量，動(dòng)態(tài)維持不同噴射區(qū)內(nèi)還原劑與煙氣流體間的最佳匹配和混合效果，具有易于調(diào)節(jié)、負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)、噴氨均勻、混合效果好及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)方便、建造和運(yùn)行成本低等特點(diǎn)，為煙氣脫硝系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。
文檔編號(hào)B05B12/12GK203044243SQ20122069779
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者孟煒, 趙金龍, 單新宇, 徐灝, 陳瑤姬, 徐志瑛, 錢國(guó)林 申請(qǐng)人:浙江天地環(huán)保工程有限公司