一種煙道臭氧分布器、其布置方式及應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煙道臭氧分布器、其布置方式及應用。所述煙道臭氧分布器包括分布主管、多個分布支管和多個文丘里分布器；所述多個分布支管從分布主管的不同縱截面并行分支引出，多個分布支管錯開布置；所述多個文丘里分布器在分布支管兩側對稱交錯布置。所述煙道中設置有所述的煙道臭氧分布器。所述煙道臭氧分布器一般應用于熱電、鋼鐵等行業(yè)工業(yè)鍋爐/窯爐煙氣低溫臭氧氧化法脫硝領域。本發(fā)明結構簡單、安裝方便，臭氧噴入煙道的方向與煙氣流向垂直，不存在積灰堵塞的問題，另外可根據(jù)煙氣中NO的濃度調節(jié)O3的通入量，可操作性強，提高了運行經(jīng)濟效益，能夠滿足實際工程應用。
【專利說明】一種煙道臭氧分布器、其布置方式及應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煙道臭氧分布器、其布置方式及應用，屬于環(huán)境工程【技術領域】。
【背景技術】
[0002]火電、鋼鐵等行業(yè)排放煙氣中污染物多種多樣，國內企業(yè)現(xiàn)有的煙氣凈化裝置大多是針對于SO2的治理，而NOx作為一種主要的大氣污染物質，同樣嚴重危害人類健康、環(huán)境、生態(tài)及社會經(jīng)濟。新頒布的火電、鋼鐵等煙氣排放標準已經(jīng)對NOx的排放提出了嚴格要求。NO2有著與SO2類似的性質，都屬于酸性氣體，易與堿性物質結合發(fā)生反應達到脫除的目的。由于煙氣中的NOx中90%以上是NO，需先將NO氧化為NO2，氧化脫除技術已有多種。如CN1923337A公開了一種鍋爐煙氣多種污染物臭氧氧化同時脫除裝置及其方法，其氧化脫除技術方案是在鍋爐煙道上噴入臭氧，再將經(jīng)過臭氧處理后的鍋爐煙氣送入堿液洗滌塔中進行洗滌。如發(fā)明人的在先申請(申請?zhí)枮?01310482358.8)涉及一種循環(huán)流化床(CFB)半干法聯(lián)合脫硫脫硝脫汞裝置及方法，其脫除技術方案是在CFB凈化裝置前煙道上噴入臭氧，再將經(jīng)過臭氧處理后的煙氣送入CFB裝置進行脫除反應。需要注意的是O3在溫度高于150°C時分解率加強，因此煙氣溫度不宜過高。
[0003]目前，低溫臭氧氧化脫硝技術從脫除效果、投資運行成本等角度考慮都占有一定的優(yōu)勢，成為相關行業(yè)或企業(yè)控制NOx排放關注的焦點。
[0004]低溫臭氧氧化脫硝技術是指煙氣在進入凈化裝置前向煙道中噴入O3將NO氧化為NO2，再進入后續(xù)的吸收工段。煙道中O3與煙氣中NO的接觸效果直接決定了氧化效率和后續(xù)的吸收效果，因此兩種氣體的混合效果成為了該技術發(fā)展的重點，相應地，影響煙道中氣流分布的臭氧分布器的開發(fā)成為熱點。
[0005]煙道內臭氧分布器作為一種氣體分布器，與脫硝SCR技術反應裝置前煙道內噴氨格柵的作用相似。噴氨格柵的主要作用是將噴入的氨氣或含氨空氣與煙氣在接觸SCR催化劑之前混合均勻，保證在SCR催化劑上的反應效率，同時減少氨逃逸率。類似地，臭氧分布器的主要作用是促進噴入煙道的臭氧與煙氣混合均勻性和加強臭氧對煙氣中NO的氧化效率，使得NO在進入凈化裝置前最大程度的氧化為NO2,保證脫硝效率?，F(xiàn)有SCR技術中的噴氨格柵多種多樣，如CN102671539A公布的渦旋式噴氨格柵、CN103480254A公布的防堵型噴氨格柵和CN203208900U公布的動態(tài)噴氨格柵等。臭氧分布器的設計在借鑒噴氨格柵促進混合均勻性優(yōu)點的基礎上，還需要進一步注重對均勻混合后反應的加強。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有臭氧噴入煙道均布技術的缺乏，提供一種煙道臭氧分布器、其布置方式及應用。根據(jù)煙氣中NO濃度調節(jié)O3的通入量，可操作性強，提高運行經(jīng)濟效益，能夠滿足實際工程應用。
[0007]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0008]一種煙道臭氧分布器，所述煙道臭氧分布器包括分布主管、多個分布支管和多個文丘里分布器；
[0009]所述多個分布支管從分布主管的不同縱截面并行分支引出，多個分布支管錯開布置；所述多個文丘里分布器在分布支管兩側對稱交錯布置。
[0010]本發(fā)明所述的煙道臭氧分布器采用多個不同平面的分布支管與多個文丘里分布管結合的結構形式，在應用中保證了煙道截面的反應覆蓋面，強化了混合效果。錯開布置的多個分布支管和在分布支管兩側對稱交錯布置的多個文丘里分布器能夠使臭氧在煙道中的分布更加均勻，進一步保證臭氧與煙氣的混合效果。
[0011]本領域技術人員可以根據(jù)實際需要選擇各部件的具體形式及尺寸，各分布支管、文丘里分布器之間的間距也可以根據(jù)實際需要進行選擇。本發(fā)明對各部件的材料也不做特殊規(guī)定。
[0012]以下為本發(fā)明所述煙道臭氧分布器的優(yōu)選形式，不應視為對本發(fā)明的限制。
[0013]所述分布支管分為兩段，前分布支管段由分布主管引出，與后分布支管段之間通過連接法蘭連接，實現(xiàn)模塊化設計和安裝，安裝維修方便。
[0014]所述前分布支管上設置調節(jié)閥，可以根據(jù)煙氣中NO濃度調節(jié)臭氧通入量。
[0015]相鄰縱截面之間的間距為100?200mm,例如可選擇100.3?198mm, 125?182mm，138 ?170mm, 145 ?160mm, 158mm 等，進一步優(yōu)選為 100 ?150mm。
[0016]不同縱截面上相鄰分布支管中心線之間的間距相等。不同縱截面的相鄰分布支管中心線之間的間距為300?500_，例如可選擇300.02?499_，310?482_，328?450mm, 350 ?427.5mm, 385mm 等。
[0017]所述分布主管內的氣流速度最大不超過30m/s,優(yōu)選為25?27m/s。所述分布支管內的氣流速度控制在20?25m/s，例如可選擇20.03?24.8m/s，21?23.4m/s，21.5?23m/s,22.8m/s等,優(yōu)選為20m/s。在本發(fā)明中，分布主管和分布支管管徑的選擇依據(jù)管內氣速確定。
[0018]所述分布支管上的單一文丘里分布器的中心線與上下相鄰兩個文丘里分布器的中心線重合。
[0019]同一分布支管上的同側相鄰兩個文丘里分布器之間的間距為50?100mm，例如可選擇 50.01 ?99.8mm, 55 ?92.3mm, 62 ?87mm, 70 ?83mm, 76.9mm 等，進一步優(yōu)選 50 ?75mm0
[0020]所述文丘里分布器的收縮角為70?90°，例如可選擇70.01?88.9°，73?86.4°，76.4 ?82°，77 ?80°，79.4。等，優(yōu)選為 80°。
[0021]所述文丘里分布器的擴散角為25?50°，例如可選擇20.03?48.6°，23?45.3°，26.4 ?42.3。，28 ?40。，30.5 ?37。，33.7。等，進一步優(yōu)選為 40。。
[0022]所述文丘里分布器的喉口高徑比為1.0?1.5，例如可選擇1.01?1.48，1.08?
1.41，1.2 ?1.34，1.23 ?1.3，1.27 等，進一步優(yōu)選為 1.2。
[0023]所述文丘里分布器的喉口氣速為8?12m/s，例如可選擇8.02?11.8m/s，8.6?
I1.3m/s, 9 ?10.7m/s, 9.6m/s 等,進一步優(yōu)選為 12m/s。
[0024]本發(fā)明的目的之二在于提供一種所述煙道臭氧分布器的布置方式，所述煙道臭氧分布器在煙道中布置時，所述煙道臭氧分布器中的多個文丘里分布器與煙氣流向垂直，多個分布支管末端與煙道邊壁的水平距離是煙道寬度的1/2。[0025]偶數(shù)組煙道臭氧分布器在煙道兩側對稱錯位安裝。
[0026]本發(fā)明的目的之三在于提供一種煙道，所述煙道中設置有所述的煙道臭氧分布器。臭氧經(jīng)煙道臭氧分布器噴入煙道，與煙道中的煙氣充分混合，將NO氧化為NO2,進入后續(xù)凈化工段。
[0027]所述煙道臭氧分布器中的多個文丘里分布器與煙氣流向垂直。在本發(fā)明中，經(jīng)文丘里分布器噴入煙道邊壁部位的臭氧經(jīng)煙道內壁反彈，增強了氣流的擾動效應，促進了邊壁處臭氧和NO之間的反應。同時也避免了積灰堵塞的問題，
[0028]所述煙道臭氧分布器的多個分布支管末端與煙道邊壁的水平距離是煙道寬度的1/2，偶數(shù)組煙道臭氧分布器在煙道兩側對稱錯位安裝。不僅降低了臭氧提供的壓力要求，同時加強了臭氧在煙道分布的均勻性。
[0029]本發(fā)明的目的之四在于提供一種如上所述的煙道臭氧分布器的應用，所述煙道臭氧分布器設置于低溫氧化脫硝技術中的煙氣脫硝工段之前的煙道內，應用于熱電、鋼鐵等行業(yè)大量工業(yè)鍋爐/窯爐煙氣低溫臭氧氧化法脫硝。
[0030]與已有技術方案相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0031]1、本發(fā)明所述的煙道臭氧分布器采用分布支管和文丘里分布管結合結構，保證了煙道截面的反應覆蓋面，強化了混合效果，臭氧分布更加均勻。
[0032]2、根據(jù)煙氣中NO的濃度，通過調節(jié)閥控制煙道中的臭氧通入量。
[0033]3、所述煙道臭氧分布器在煙道中布置時，使文丘里分布器與煙氣流向垂直，促進了邊壁處臭氧和NO之間的反應。
[0034]4、本發(fā)明結構簡單，安裝方便。分布支管分段設計，一段由分布主管引出，與另一段支管法蘭連接，實現(xiàn)模塊化設計和安裝。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明所述煙道臭氧分布器結構的主視示意圖；
[0036]圖2是本發(fā)明所述煙道臭氧分布器結構的側視示意圖；
[0037]圖3是本發(fā)明所述煙道臭氧分布器中分布支管和文丘里分布器的連接結構示意圖；
[0038]圖4是本發(fā)明所述安裝有煙道臭氧分布器的煙道示意圖；
[0039]圖5是本發(fā)明所述兩組煙道臭氧分布器在煙道中布置方式主視示意圖；
[0040]圖6是本發(fā)明所述兩組煙道臭氧分布器在煙道中布置方式側視示意圖。
[0041]附圖中各部件的標記如下:1_煙道；2_分布主管；3_分布支管；3-1_前分布支管；3-2-后分布支管；4_文丘里分布器；5_連接法蘭；6_調節(jié)閥。
[0042]下面對本發(fā)明進一步詳細說明。但下述的實例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權利保護范圍，本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。
【具體實施方式】
[0043]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0044]為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實施例如下:[0045]實施例1
[0046]—種煙道臭氧分布器，所述煙道臭氧分布器包括分布主管、多個分布支管和多個文丘里分布器；所述多個分布支管從分布主管的不同縱截面并行分支引出，多個分布支管錯開布置；所述多個文丘里分布器在分布支管兩側對稱交錯布置。
[0047]所述煙道臭氧分布器在煙道中布置時，所述煙道臭氧分布器中的多個文丘里分布器與煙氣流向垂直，多個分布支管末端與煙道邊壁的水平距離是煙道寬度的1/2。偶數(shù)組煙道臭氧分布器在煙道兩側對稱錯位安裝。
[0048]實施例2
[0049]如圖1至圖3所示，一種煙道臭氧分布器，所述煙道臭氧分布器包括分布主管2、多個分布支管3和多個文丘里分布器4 ;所述多個分布支管3從分布主管2的不同縱截面并行分支引出，多個分布支管3錯開布置；所述多個文丘里分布器4在分布支管3兩側對稱交錯布置。
[0050]所述分布支管3分為兩段，前分布支管3-1段由分布主管2引出，與后分布支管3-2段之間通過連接法蘭6連接。所述前分布支管3-1上設置調節(jié)閥6，可以根據(jù)煙氣中NO濃度調節(jié)臭氧通入量。所述不同縱截面之間的間距為200mm。不同縱截面的相鄰分布支管3中心線間距之間的相等。不同縱截面的相鄰分布支管3中心線之間的間距為500_。
[0051]所述分布主管2內的氣流速度為30m/s ;所述分布支管3內的氣流速度控制在20m/s。
[0052]所述分布支管3上的單一文丘里分布器4的中心線與上下相鄰兩個文丘里分布器4的中心線重合。同一分布支管3上的同側相鄰兩個文丘里分布器4之間的間距為100mm。
[0053]所述文丘里分布器4的收縮角為90°，擴散角為50°。
[0054]所述文丘里分布器4的喉口高徑比為1.5，喉口氣速為12m/s。
[0055]所述煙道臭氧分布器在煙道I中布置時，所述煙道臭氧分布器中的多個文丘里分布器4與煙氣流向垂直，多個分布支管3末端與煙道邊壁的水平距離是煙道I寬度的1/2。偶數(shù)組煙道臭氧分布器在煙道I兩側對稱錯位安裝。
[0056]實施例3
[0057]本實施例與實施例2的區(qū)別在于:
[0058]所述不同縱截面之間的間距為100mm。不同縱截面的相鄰分布支管3中心線之間的間距為300mm。
[0059]所述分布主管2內的氣流速度為25m/s ;所述分布支管3內的氣流速度控制在20m/s。
[0060]同一分布支管3上的同側相鄰兩個文丘里分布器4之間的間距為50mm。
[0061]所述文丘里分布器4的收縮角為70°，擴散角為25°。
[0062]所述文丘里分布器4的喉口高徑比為1.0，喉口氣速為8m/s。
[0063]實施例4
[0064]本實施例與實施例2的區(qū)別在于:
[0065]所述不同縱截面之間的間距為120mm。不同縱截面的相鄰分布支管3中心線之間的間距為400mm。
[0066]所述分布主管2內的氣流速度為27m/s ;所述分布支管3內的氣流速度控制在20m/s。
[0067]同一分布支管3上的同側相鄰兩個文丘里分布器4之間的間距為75mm。
[0068]所述文丘里分布器4的收縮角為80°，擴散角為40°。
[0069]所述文丘里分布器4的喉口高徑比為1.2，喉口氣速為12m/s。
[0070]實施例5
[0071]如圖4至圖6所示，一種煙道，所述煙道I中設置有實施例2所述的煙道臭氧分布器。
[0072]所述煙道臭氧分布器中的多個文丘里分布器4與煙氣流向垂直。經(jīng)文丘里分布器4噴入煙道I邊壁部位的臭氧經(jīng)煙道I內壁反彈，增強了氣流的擾動效應，促進了邊壁處臭氧和氮氧化物之間的反應。
[0073]所述煙道臭氧分布器的多個分布支管3末端與煙道邊壁的水平距離是煙道I寬度的1/2。偶數(shù)組煙道臭氧分布器在煙道I兩側對稱錯位安裝。不僅降低了臭氧提供的壓力要求，同時加強了臭氧在煙道分布的均勻性。
[0074]本發(fā)明所述煙道臭氧分布器設置于低溫氧化脫硝技術中的煙氣脫硝工段之前的煙道內，應用于熱電、鋼鐵等行業(yè)大量工業(yè)鍋爐/窯爐煙氣低溫臭氧氧化法脫硝。
[0075]現(xiàn)場安裝時，煙道臭氧分布器一般布置在煙氣脫硝工段之前的方形或圓形煙道中。
[0076]本發(fā)明的工作過程如下:外界產生的臭氧進入分布主管2，經(jīng)調節(jié)閥6控制進入分布支管3，由文丘里分布器4噴入煙道，噴入煙道的臭氧與煙氣充分混合反應，進入后續(xù)凈化工段。煙道中的臭氧通入量通過調節(jié)閥6進行控制，以噴入的臭氧覆蓋整個煙道截面為且。
[0077]本發(fā)明結構簡單、安裝方便，臭氧噴入煙道的方向與煙氣流向垂直，不存在積灰堵塞的問題，另外可根據(jù)煙氣中NO濃度調節(jié)O3的通入量，可操作性強，提高了運行經(jīng)濟效益，滿足實際工程應用。
[0078] 申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細結構特征以及方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細結構特征以及方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細結構特征以及方法才能實施。所屬【技術領域】的技術人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明所選用部件的等效替換以及輔助部件的增加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內。
[0079]以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0080]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0081]此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內容。
【權利要求】
1.一種煙道臭氧分布器，其特征在于，所述煙道臭氧分布器包括分布主管(2)、多個分布支管(3)和多個文丘里分布器(4)； 所述多個分布支管(3)從分布主管(2)的不同縱截面并行分支引出，多個分布支管(3)錯開布置；所述多個文丘里分布器(4)在分布支管(3)兩側對稱交錯布置。
2.如權利要求1所述的煙道臭氧分布器，其特征在于，所述分布支管(3)分為兩段，前分布支管(3-1)段由分布主管(2)引出，與后分布支管(3-2)段之間通過連接法蘭(5)連接; 優(yōu)選地，所述前分布支管(3-1)上設置調節(jié)閥(6)； 優(yōu)選地，相鄰縱截面間距為100?200mm，進一步優(yōu)選為100?150mm ； 優(yōu)選地，不同縱截面上相鄰分布支管(3)中心線之間的間距相等； 優(yōu)選地，不同縱截面上相鄰分布支管(3)中心線之間的間距為300?500mm。
3.如權利要求1或2所述的煙道臭氧分布器，其特征在于，所述分布主管(2)內的氣流速度最大不超過30m/s,優(yōu)選為25?27m/s ； 優(yōu)選地，所述分布支管(3)內的氣流速度控制在20?25m/s,優(yōu)選為20m/s。
4.如權利要求1-3之一所述的煙道臭氧分布器，其特征在于，所述分布支管(3)上的單一文丘里分布器(4)的中心線與上下相鄰兩個文丘里分布器(4)的中心線重合； 優(yōu)選地，同一分布支管(3)上的同側相鄰兩個文丘里分布器(4)之間的間距為50?100mm,進一步優(yōu)選為50?75_。
5.如權利要求1-4之一所述的煙道臭氧分布器，其特征在于，所述文丘里分布器(4)的收縮角為70?90°，優(yōu)選為80° ; 優(yōu)選地，所述文丘里分布器(4)的擴散角為25?50°，進一步優(yōu)選為40° ; 優(yōu)選地，所述文丘里分布器(4)的喉口高徑比為1.0?1.5，進一步優(yōu)選為1.2 ； 優(yōu)選地，所述文丘里分布器(4)的喉口氣速為8?12m/s，進一步優(yōu)選為12m/s。
6.一種如權利要求1-5之一所述煙道臭氧分布器的布置方式，其特征在于，所述煙道臭氧分布器在煙道(I)中布置時，所述煙道臭氧分布器中的多個文丘里分布器(4)與煙氣流向垂直，多個分布支管(3)末端與煙道邊壁的水平距離是煙道(I)寬度的1/2。
7.如權利要求6所述的布置方式，其特征在于，偶數(shù)組煙道臭氧分布器在煙道(I)兩側對稱錯位安裝。
8.一種煙道，其特征在于，所述煙道(I)中設置有權利要求1-5之一所述的煙道臭氧分布器。
9.如權利要求8所述的煙道，其特征在于，所述煙道臭氧分布器中的多個文丘里分布器(4)與煙氣流向垂直； 優(yōu)選地，所述煙道臭氧分布器的多個分布支管(3)末端與煙道邊壁的水平距離是煙道(O寬度的1/2 ； 優(yōu)選地，偶數(shù)組煙道臭氧分布器在煙道(I)兩側對稱錯位安裝。10、一種如權利要求1-5之一所述的煙道臭氧分布器的應用，其特征在于，所述煙道臭氧分布器設置于低溫氧化脫硝技術中的煙氣脫硝工段之前的煙道內，應用于熱電、鋼鐵等行業(yè)大量工業(yè)鍋爐/窯爐煙氣低溫臭氧氧化法脫硝。
【文檔編號】B01D53/56GK103816784SQ201410059167
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月21日 優(yōu)先權日:2014年2月21日
【發(fā)明者】朱廷鈺, 趙瑞壯, 徐文青, 劉 文, 王雪 申請人:中國科學院過程工程研究所, 北京正實同創(chuàng)環(huán)境工程科技有限公司