專利名稱：一種煙氣脫硝用噴槍式雙流噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于煙氣脫硝過程中噴射還原劑的噴嘴，特別涉及噴槍式雙 流噴嘴。
背景技術(shù)：
目前，人們?yōu)榱藘艋療煔庵械腘Ox，實(shí)現(xiàn)脫硝排放所采取的措施主要分有兩種燃 燒控制和燃燒后控制。其中，燃燒后控制消除煙氣中NOx的方法又以選擇性催化還原法 (SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)在工業(yè)生產(chǎn)中得到較為廣泛的應(yīng)用。雖然SCR法脫硝 效率高，技術(shù)較成熟，但是在SCR法中，催化劑費(fèi)用通常占到SCR系統(tǒng)初始投資的一半左右， 且催化劑在使用過程中會因中毒、磨蝕失效等原因而需更換，因而存在著運(yùn)行費(fèi)用高、設(shè)備 投資大的缺點(diǎn)。而SNCR法不用催化劑，設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用少；但是它的反應(yīng)溫度窗口較窄，脫 硝效率較SCR法低。運(yùn)用SNCR法脫硝就意味著要走出一條提高效率的路。若是運(yùn)用于垃 圾焚燒煙氣脫硝，由于機(jī)械式爐排爐焚燒垃圾的燃燒溫度范圍與SNCR法的溫度窗口吻合， 所以這又加大了使用SNCR法的情景。SNCR法脫硝是將含有NHx基的還原劑(如氨、尿素)噴入反應(yīng)爐中，在溫度為 800 1100°C的區(qū)域，還原劑迅速分解式NH3，與煙氣中的NOx進(jìn)行反應(yīng)生成N2。對于實(shí)際 應(yīng)用來說，SNCR法屬于快反應(yīng)，其反應(yīng)的制約因素在于混合的好壞和快慢。而決定混合質(zhì) 量的正是還原劑噴嘴。目前，從工程應(yīng)用SNCR法的情況來看，多數(shù)采用壓力霧化噴射裝備，如噴槍和墻 式噴嘴。噴槍插入煙道，可以噴射還原劑遍布整個爐膛，主要的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)多點(diǎn)噴射，單 個霧炬只覆蓋一個小范圍，減少對壁面，受熱面的影響，缺點(diǎn)是噴槍長期插入高溫的爐膛 內(nèi)，會造成材料變形，噴槍彎曲而不能取出，其他腐蝕磨損情況也嚴(yán)重。墻式噴嘴方式，布置 在爐膛的壁面上，不伸入爐膛內(nèi)部，他的優(yōu)點(diǎn)是操作和維護(hù)方便，不容易損壞，缺點(diǎn)是噴霧 液滴難以深入到爐膛內(nèi)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種噴槍式雙流霧化噴嘴，適用 于SNCR法，以實(shí)現(xiàn)高效率、高效節(jié)能地脫硝。本實(shí)用新型采用噴槍式雙流霧化噴嘴，對噴嘴 噴射距離要求較高，同時結(jié)合氣泡霧化技術(shù)，霧化質(zhì)量高，霧化粒徑約40 μ m左右，氣耗率 低，注氣壓力較低，生產(chǎn)成本低，易于推廣和安裝。本實(shí)用新型目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)噴槍式雙流霧化噴嘴，包括內(nèi)套管2、噴槍外管1，由內(nèi)套管2和噴槍外管1內(nèi)外兩 層殼體形成氣液分開的雙流道，內(nèi)套管2上分布有注液孔3，噴槍外管1上布置有噴射孔4。所述的噴槍外管1長0. 8m 1. 5m,內(nèi)徑為18mm 32mm ；內(nèi)套管2長0. 7m 1. 4m, 內(nèi)徑為8mm 10mm。噴槍外管1上的注氣孔為弧形漸縮孔，橫截面的直徑由內(nèi)向外，逐漸縮小，最大直徑和最小直徑比為2. 5 3 1，最小直徑為0. 5mm 1. 5mm。所述的雙流道是內(nèi)流道和外流道，內(nèi)流道為內(nèi)套管2中的還原劑溶液的通道，夕卜 部流道為高壓介質(zhì)的通道，所述高壓為0. 2 0. 3MPa。由內(nèi)套管2和噴槍外管1形成內(nèi)外雙流道，內(nèi)套管2內(nèi)部是還原劑溶液流道，內(nèi)套 管2和噴槍外管1之間是高壓介質(zhì)流道，即外流道。內(nèi)套管2上對稱均勻分布有注液孔3， 內(nèi)套管2的橫截面上呈圓形均勻布置有噴孔3，噴口為圓形，直徑為1.0mm 2. 0mm。也可 以根據(jù)負(fù)荷要求，橫截面上的噴孔4采用下半圓布置多，上半圓布置少，噴槍外管1的弧形 頂端均勻布置有四個噴孔4的中心軸線與整個噴嘴中軸線呈45°，內(nèi)套管2的弧形頂端也 均勻布置有四個注液孔3，注液孔3的中心軸線與整個噴嘴中軸線呈45°。噴槍外圍壁面(非噴口位置)敷設(shè)一層耐熱耐沖蝕的材料。噴嘴采用含鉬不銹鋼 等耐氨水腐蝕的材料。本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)及有益效果1、結(jié)構(gòu)簡單，制造難度低，生產(chǎn)成本低，易于推廣和安裝。2、噴槍外管表面噴孔采用弧形漸縮孔，橫截面的直徑由內(nèi)向外，逐漸縮小，結(jié)構(gòu)類 似于“汽化核心”，這樣易于在液體中形成穩(wěn)定的氣液流。3、大流量的高壓介質(zhì)充斥著外流道，起到冷卻管道的作用，再加上外圍壁面(非 噴口位置)敷設(shè)的耐熱耐沖蝕的材料，可以大大地降低了噴槍受熱彎曲的可能性。4、側(cè)面為圓柱面的噴槍，噴槍外圍布置有噴口，呈圓形均勻分布，(也可以根據(jù)負(fù) 荷要求下半圓柱面布置多，上半圓柱面布置少)，形成了一個以噴槍為中心，直徑2 6m的 大圓柱形霧炬，覆蓋范圍很廣。將它置于SNCR溫度窗口中心(970°C )，霧炬將上下覆蓋整 個反應(yīng)區(qū)域。5、由于采用氣體霧化技術(shù)，所以顆粒很細(xì)，脫硝反應(yīng)將很快完成。標(biāo)準(zhǔn)工況下氣耗 率是5% 10%，粒徑值在20 60 μ m，平均40 μ m。6、噴槍帶來的高穿透距離和氣體霧化的低壓力需求，使得噴槍式霧化噴嘴能耗很 低，注氣壓和注液壓都為0. 2 0. 3MPa。

圖1是噴槍式雙流體霧化噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、噴槍外管，2、內(nèi)套管，3、注液孔，4、噴孔；圖2是圖1的A-A截面圖；圖3是圖1的B-B截面圖。
具體實(shí)施方式
為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合 附圖詳細(xì)說明如下噴槍式雙流體霧化噴嘴結(jié)構(gòu)如圖1所示。由內(nèi)套管2和噴槍外管1內(nèi)外兩層殼體 形成內(nèi)外雙流道，內(nèi)套管2內(nèi)部是還原劑溶液流道，即內(nèi)流道，內(nèi)套管2和噴槍外管1之間 是高壓介質(zhì)流道，即外流道。噴槍長1. 5m，外徑20mm內(nèi)套管1. 4m內(nèi)徑8mm。噴槍式雙流體霧化噴嘴，包括內(nèi)套管2、噴槍外管1，由內(nèi)套管2和噴槍外管1內(nèi)外兩層殼體形成氣液分開的雙流道，內(nèi)套管2 和噴槍外管1之間形成空腔。內(nèi)套管2的圓柱面上布置有注液孔3，注液孔3在內(nèi)套管2的 橫截面的分布圖如圖2所示，四個注液孔3呈圓形均勻分布，噴口為圓形，直徑為2mm。注 液孔4為弧形漸縮孔，噴槍外管1的圓柱面布置有噴孔3，噴孔3在橫截面的分布如圖3所 示，六個噴孔4呈圓形均勻分布；噴口為為弧形漸縮孔，橫截面的直徑由內(nèi)向外，逐漸縮小， 最大直徑和最小直徑比為2 1，最小直徑為1mm。。噴槍外管1的弧形頂端均勻布置又是 個噴孔3，噴孔4的中心軸線與整個噴嘴中軸線呈45° ；內(nèi)套管2的弧形頂端也采用這種布 置方式，布置有四個注液孔3，注液孔3的中心軸線與整個噴嘴中軸線呈45°。噴槍外圍壁面(非噴口位置)敷設(shè)一層耐熱耐沖蝕的材料。噴槍式雙流體霧化噴 嘴采用含鉬不銹鋼等耐氨水腐蝕的材料。 本實(shí)用新型噴嘴采用的注氣壓和注液壓都為0. 2MPa,高壓氣體從噴槍外管1的進(jìn) 氣口進(jìn)入外流道，由遍布內(nèi)套管的圓形注液孔3進(jìn)入外流道的氣流中，并形成雙相混合泡 狀流。泡狀流經(jīng)長噴槍外管上的噴孔4噴出，形成一個以噴槍為中心，圓柱形的大霧炬，上 下覆蓋整個反應(yīng)區(qū)。霧化質(zhì)量高，霧化粒徑約40 μ m。本實(shí)用新型提供的噴槍式雙流體霧化噴嘴，將噴槍噴嘴和氣體霧化技術(shù)有機(jī)結(jié) 合。噴槍式噴嘴的對噴射距離要求低、多點(diǎn)噴射的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了霧化動力不足，噴射距離不 夠遠(yuǎn)的缺點(diǎn)；外流道的大流量高壓介質(zhì)的冷卻作用和外表面敷設(shè)的耐熱耐沖蝕材料改善了 噴槍噴嘴受熱易彎曲的缺點(diǎn)；霧化技術(shù)的低壓力、低氣耗率節(jié)約了能量，細(xì)顆粒大大地提高 了脫硝效率。盡管上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不 局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的 范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種煙氣脫硝用噴槍式雙流噴嘴，其特征在于，包括內(nèi)套管(2)、噴槍外管(1)，由內(nèi)套管(2)和噴槍外管(1)內(nèi)外兩層殼體形成氣液分開的雙流道，內(nèi)套管(2)和噴槍外管(1)之間形成空腔，內(nèi)套管(2)上分布有注液孔(3)，噴槍外管(1)上布置有噴孔(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴槍式雙流噴嘴，其特征在于，噴槍外管(1)上布置有噴 孔(4)為弧形漸縮孔，橫截面的直徑由內(nèi)向外，逐漸縮小，最大直徑和最小直徑比為2. 5 3 1，最小直徑0. 5mm 1. 5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴槍式雙流噴嘴，其特征在于所述的雙流道是內(nèi)流道和外流 道，內(nèi)流道為內(nèi)套管(2)還原劑介質(zhì)的通道，外部流道為高壓氣體介質(zhì)的通道，所述高壓為 0. 2 0. 3MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴槍式雙流噴嘴，其特征在于所述的內(nèi)套管(2)橫截面上的 噴孔⑶呈圓形分布。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種適用于煙氣脫硝過程的噴槍式雙流噴嘴，屬于氣液噴射裝置技術(shù)領(lǐng)域。它主要由噴槍外套管、內(nèi)套管組成。該噴嘴有內(nèi)外兩層殼體形成氣液分開的通道，高壓氣體從噴槍外管的進(jìn)氣口進(jìn)入外流道，液體由遍布內(nèi)套管的注液孔進(jìn)入外流道的氣流中，并形成泡狀流。泡狀流經(jīng)噴槍外管上的噴孔噴出，形成一個圓柱形的大霧炬，上下覆蓋整個反應(yīng)區(qū)。它適用于SNCR的煙氣脫硝過程。
文檔編號B01D53/90GK201760232SQ201020509460
公開日2011年3月16日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者張曙光, 柴彬, 董珂, 趙昕哲, 郝永俊, 閆志海, 韓檬, 高亮 申請人:天津渤海環(huán)保工程有限公司