一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器，安裝在脫硝系統(tǒng)的煙道內(nèi)，包括噴氨格柵和若干混合單元，混合單元位于噴氨格柵的下游，混合單元由四個混合葉片組成，混合葉片成圓板狀，混合葉片與所述煙道煙氣流通方向呈30度至45度的夾角，且各混合葉片與煙道煙氣流通方向所呈的夾角相等。本實用新型通過采用以四個圓板形混合葉片組成的混合單元，使混合單元和混合葉片產(chǎn)生的雙重渦流能夠增強煙氣的湍流流動，使氨氣?煙氣能夠充分混合均勻。
【專利說明】
一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及燃煤鍋爐，工業(yè)鍋爐，冶金行業(yè)等工業(yè)煙氣凈化領(lǐng)域，特別是涉及一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，氮氧化物(NOx)的排放已經(jīng)成為我國大氣污染的主要污染源之一，目前我國對燃煤鍋爐，冶金高爐等氮氧化物的排放控制日趨嚴(yán)格。選擇性催化還原法(SCR)以其成熟的技術(shù)，較高的脫硝效率等諸多優(yōu)點已發(fā)展成為國際上煙氣脫硝的主流技術(shù)。在選擇性催化還原法(SCR)中煙氣脫硝噴氨混合系統(tǒng)是其重要組成部分，氨氣與煙氣能否穩(wěn)定、均勻的混合直接影響到脫硝效率及氨逃逸率，因此，合理高效的組織氨氣-煙氣流場已成為SCR脫硝技術(shù)的核心。目前我國選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)經(jīng)常面臨布置空間有限的實際情況，垂直煙道較短，造成煙道中煙氣氣流分布不均，導(dǎo)致氨氣-煙氣混合不均勻等現(xiàn)象，嚴(yán)重降低了脫硝效率，同時使氨逃逸率增加，加劇了脫硝系統(tǒng)下游空預(yù)器冷段腐蝕，造成空預(yù)器嚴(yán)重積灰。通過在脫硝系統(tǒng)噴氨格柵下游安裝靜態(tài)混合裝置能夠使氨氣-煙氣更加充分，均勻的混合。目前工程實際應(yīng)用中，一些靜態(tài)混合器為了提高混合效率，結(jié)構(gòu)和工藝較為復(fù)雜，投影覆蓋面積較大，導(dǎo)致了系統(tǒng)阻力增大，積灰嚴(yán)重等問題;有些靜態(tài)混合器雖然結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)阻力小，不易積灰，但是混合效率相對較差。
[0003]授權(quán)公告號為CN103007701A的發(fā)明專利公開了一種局部渦流和整體旋流相結(jié)合的花瓣型噴氨格柵，包括母管以及由母管上引出的4-8根的支管，每根支管上布置有一個噴嘴，每個噴嘴的下方布置一個圓盤，圓盤與煙氣的流動方向呈45°?60°布置，且各個圓盤與煙氣流向的夾角均不相同，各個圓盤在空間上形成順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)。對每組花瓣型噴氨格柵來說，煙氣在流過圓盤的時候在圓盤背部形成局部負(fù)壓區(qū)，同時圓盤使來流煙氣形成旋轉(zhuǎn)，這種局部渦流和整體旋流作用極大的加劇了氨/空氣混合氣與煙氣的混合，可以有效的縮短氨均勻擴散到煙氣中的距離。但是這種靜態(tài)混合器需要與特定的噴氨格柵配合使用，混合器的設(shè)計以及結(jié)構(gòu)工藝較為復(fù)雜。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型目的是為解決現(xiàn)有技術(shù)不足而提供的一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器。具體涉及的靜態(tài)混合器結(jié)構(gòu)簡單合理，流場組織效果較好，氨氣-煙氣混合均勻;系統(tǒng)阻力較小，混合效率高。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0006]—種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器，安裝在脫硝系統(tǒng)的煙道內(nèi)，包括噴氨格柵和若干混合單元，混合單元位于噴氨格柵的下游，混合單元由四個混合葉片組成，混合葉片成圓板狀，混合葉片與所述煙道煙氣流通方向呈30度至45度的夾角，且各混合葉片與煙道煙氣流通方向所呈的夾角相等。
[0007]前述的一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器中，混合葉片與所述煙道煙氣流通方向呈37度夾角。
[0008]前述的一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器中，所述同一混合單元的四個混合葉片位于同一矩形的四個直角處;各混合器葉片之間具有相同的旋向，沿順時針方向或逆時針方向，相鄰兩個混合葉片沿?zé)煔饬魍ǚ较蛐D(zhuǎn)90度后布置方式相同。
[0009]前述的一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器中，混合單元與噴氨格柵之間的距離大于或者等于混合葉片的直徑，且小于或者等于混合葉片直徑的三倍。
[0010]前述的一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器中，混合單元與噴氨格柵之間的距離等于混合葉片的直徑的1.7倍。
[0011]前述的一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器中，混合葉片通過支撐桿固定在所述煙道上。
[0012]前述的一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器中，混合葉片通過兩根支撐桿固定在所述煙道上。
[0013]前述的一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器中，混合葉片通過三根支撐桿固定在所述煙道上。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:1.通過采用以四個圓板形混合葉片組成的混合單元，混合單元和混合葉片產(chǎn)生的雙重渦流能夠增強煙氣的湍流流動，使氨氣-煙氣能夠充分混合均勻；2.通過使用計算流體力學(xué)軟件對上述靜態(tài)混合器的研究表明，第一層催化劑上方0.5m處速度和NH3摩爾濃度的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(Cv)較小，滿足技術(shù)指標(biāo)要求，同時氨氣-煙氣能夠在較短的混合距離內(nèi)混合均勻，降低氨逃逸率，提高混合效率和脫硝效率;3.縮短了混合距離，降低了煙氣的能量損失，使系統(tǒng)的阻力損失減小。該混合器適用但不局限于燃煤鍋爐，工業(yè)鍋爐以及冶金行業(yè)等領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型一種實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實用新型的主視剖面圖；
[0017]圖3為本實用新型主視圖的B-B向結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本實用新型主視圖的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5為靜態(tài)混合器用于現(xiàn)有選擇性催化還原系統(tǒng)時的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標(biāo)記:1_混合葉片，2-混合單元，3-煙道，4-噴氨格柵，5-導(dǎo)流板，6-整流格柵，7-催化劑層，8-SCR反應(yīng)區(qū)，9-氨氣母管，10-氨氣噴嘴，11-氨氣支管，12-省煤器，13-導(dǎo)流板。
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
【具體實施方式】
[0022]本實用新型的實施例:如圖1所示，一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器，安裝在脫硝系統(tǒng)的煙道3內(nèi)，包括噴氨格柵4和若干混合單元2，混合單元2位于噴氨格柵4的下游，混合單元2由四個混合葉片I組成，混合葉片I成圓板狀，混合葉片I與所述煙道3煙氣流通方向呈37度的夾角，且各混合葉片I與煙道3煙氣流通方向所呈的夾角相等。
[0023]所述同一混合單元2的四個混合葉片I位于同一矩形的四個直角處;各混合器葉片I之間具有相同的旋向，沿順時針方向或逆時針方向，相鄰兩個混合葉片I沿?zé)煔饬魍ǚ较蛐D(zhuǎn)90度后布置方式相同。混合單元2與噴氨格柵4之間的距離等于混合葉片I的直徑的1.7倍?；旌先~片I通過三根支撐桿固定在所述煙道3上。
[0024]本實用新型的一種實施例的工作原理:圖1-5表示本實用新型靜態(tài)混合器用于現(xiàn)有選擇性催化還原系統(tǒng)時的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示高溫?zé)煔怆x開省煤器12后，經(jīng)90°彎頭進(jìn)入水平煙道，然后經(jīng)三組導(dǎo)流板13后進(jìn)入豎直煙道。噴氨格柵4安裝在豎直煙道，本實用新型靜態(tài)混合器安裝在噴氨格柵4下游L/D = l?3位置，本實用新型實施過程中，可根據(jù)不同的煙氣流場設(shè)計不同的混合葉片I與噴氨格柵4之間的距離L。
[0025]如圖3所示，氨氣經(jīng)氨氣母管9流經(jīng)各氨氣支管11并從氨氣噴嘴10噴入煙道與煙氣混合。煙氣經(jīng)過靜態(tài)混合器后經(jīng)導(dǎo)流板5及整流格柵6進(jìn)入SCR反應(yīng)區(qū)8，煙氣經(jīng)過靜態(tài)混合器后，氨氣-煙氣充分混合，在第一層催化劑層7上方0.5m處速度和NH3摩爾濃度的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(Cv較小，滿足技術(shù)指標(biāo)要求。
[0026]通過數(shù)值計算方法對比了安裝靜態(tài)混合器前后的實際效果，經(jīng)計算，安裝前第一層催化劑上方0.5m處速度和氨氣摩爾濃度Cv值分別為9.4%和6.8 %，安裝混合器后第一層催化劑上方0.5m處速度和氨氣摩爾濃度Cv值分別為4.0%和3.7%，靜態(tài)混合器的阻力位68Pa，滿足技術(shù)要求。在相同的邊界條件下，采用數(shù)值計算方法對比了幾種不同結(jié)構(gòu)的靜態(tài)混合器混合效果，通過對比各混合器的混合效率參數(shù)ξπι、混合器的壓降△ P及混合效率nm等參數(shù)驗證了本實用新型所述的靜態(tài)混合器的優(yōu)勢。
【主權(quán)項】
1.一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器，其特征在于，安裝在脫硝系統(tǒng)的煙道(3)內(nèi)，包括噴氨格柵(4)和若干混合單元(2)，混合單元(2)位于噴氨格柵(4)的下游，混合單元(2)由四個混合葉片(I)組成，混合葉片(I)成圓板狀，混合葉片(I)與所述煙道(3)煙氣流通方向呈30度至45度的夾角，且各混合葉片(I)與煙道(3)煙氣流通方向所呈的夾角相等。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器，其特征在于，混合葉片(I)與所述煙道(3)煙氣流通方向呈37度夾角。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器，其特征在于，所述同一混合單元(2)的四個混合葉片(I)位于同一矩形的四個直角處;各混合器葉片(I)之間具有相同的旋向，沿順時針方向或逆時針方向，相鄰兩個混合葉片(I)沿?zé)煔饬魍ǚ较蛐D(zhuǎn)90度后布置方式相同。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器，其特征在于，混合單元(2)與噴氨格柵(4)之間的距離大于或者等于混合葉片(I)的直徑，且小于或者等于混合葉片(I)直徑的三倍。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器，其特征在于，混合單元(2)與噴氨格柵(4)之間的距離等于混合葉片(I)的直徑的1.7倍。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器，其特征在于，混合葉片(I)通過支撐桿固定在所述煙道(3)上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器，其特征在于，混合葉片(I)通過兩根支撐桿固定在所述煙道(3)上。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于選擇性催化還原系統(tǒng)的靜態(tài)混合器，其特征在于，混合葉片(I)通過三根支撐桿固定在所述煙道(3)上。
【文檔編號】B01D53/76GK205598967SQ201620268344
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】張錫乾, 汪洋, 耿宣, 田立, 李葦林, 沈煜暉
【申請人】中國華電科工集團(tuán)有限公司, 華電環(huán)保系統(tǒng)工程有限公司