CN102357348B - 用于烟气脱硝系统的还原剂与空气混合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于烟气脱硝系统的还原剂与空气混合装置，其确保混合方式简单，且阻力损失小，使得现场布置简单，提高了脱硝系统的经济性。其包括空气入口段、混合室、混合气体出口段，空气入口段连通混合室的入口，混合室的出口连通混合气体出口段，其特征在于：空气入口段包括外端面、外缘面，空气入口通入空气入口段的外端面开口，空气入口段的外缘面布置有还原剂入口通孔，还原剂注入管通过还原剂入口通孔连通空气入口段的内部空腔，混合室的内部腔体设置有圆锥体形状的气体强化混合装置，气体强化混合装置的圆锥中心位于气体流向的中心，气体强化混合装置的圆锥顶点朝向空气入口段。
Description
技术领域
本发明涉及烟气脱硝装置的技术领域，具体为用于烟气脱硝系统的还原剂与空气混合装置。
背景技术
目前，各种燃烧设备尤其是火电厂锅炉排放的氮氧化物（NOx）已成为引发我国酸雨、光化学烟雾等严重环境污染问题的重要原因。为减少NOx排放，我国建设了大量的脱硝设施，截至2008年底，全国约有200多台套、共近2亿千瓦的火电机组安装了烟气脱硝装置。烟气脱硝主要分为选择性催化还原工艺（SCR）和选择性非催化还原工艺（SNCR），其中一个重要过程是向烟气中加入还原剂，然后在一定条件下（如催化剂、合适的反应温度等），还原剂与烟气中的NOx反应生成对环境无害的N2和H2O，从而实现脱除NOx的目的。
我国烟气脱硝工程中应用较多的还原剂为氨气，氨气可以通过液氨(或氨水等)制得。为保证还原剂（NH3）注入脱硝系统的绝对安全以及均匀混合，须将氨浓度降低到爆炸极限下限以下（NH3在空气中的爆炸极限为 15％～28％(体积含量)），并要求控制在一定浓度以内（如SCR工艺中要求氨的体积含量不高于5%），该过程一般通过还原剂与空气混合装置来实现。具体操作是首先将液氨蒸发成纯氨气，然后通过稀释空气将纯氨气稀释成一定浓度的混合气体，再把混合气体通过一定的方式注入到待脱硝的烟气中。
现有的还原剂与空气混合装置的混合方式有下述几种：（1）在混合装置内部加设一定数量的折流板来强化还原剂与空气的混合，但过多的折流板在强化混合的同时也增加了气体阻力损失；（2）将还原剂直接顺流注入空气中，通过还原剂在空气中的自然扩散实现二者的混合，该混合方式的不足是所需的混合距离较长；（3）将还原剂逆流喷入空气中，该方式较顺流注入可以减少一定的混合距离，但效果有限，而且阻力损失高于顺流注入方式。故现有的还原剂与空气速混合的装置，存在以下不足：一是混合距离长导致现场布置难度增加；二是强化混合方式复杂导致阻力损失增加，影响了脱硝系统的经济性。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了用于烟气脱硝系统的还原剂与空气混合装置，其确保混合方式简单，且阻力损失小，使得现场布置简单，提高了脱硝系统的经济性。
用于烟气脱硝系统的还原剂与空气混合装置，其技术方案是这样的：其包括空气入口段、混合室、混合气体出口段，所述空气入口段连通所述混合室的入口，所述混合室的出口连通所述混合气体出口段，其特征在于：所述空气入口段包括外端面、外缘面，空气入口通入所述空气入口段的外端面开口，所述空气入口段的外缘面布置有还原剂入口通孔，还原剂注入管通过所述还原剂入口通孔连通所述空气入口段的内部空腔，所述混合室的内部腔体设置有圆锥体形状的气体强化混合装置，所述气体强化混合装置的圆锥中心位于所述气体流向的中心，所述气体强化混合装置的圆锥顶点朝向所述空气入口段。
其进一步特征在于：所述空气入口段为圆柱形，所述空气入口段的外圆面设置有空气进口，所述空气入口段的外圆周面布置有所述还原剂入口通孔；
所述还原剂注入管中心线与该中心线所处的空气入口段的截面圆半径成角为30°～60°，所述还原剂注入管末端伸入空气入口段内的长度为空气入口段截面圆半径的1/4-3/4；
所述混合室为筒体结构，所述气体强化混合装置的圆锥底面半径为所述混合室筒体半径的1/2，圆锥的高为圆锥底面直径的0.5～1.5倍；气体强化混合装置圆锥顶点位于混合室入口的1/5～1/3位置处。
采用本发明的结构后，还原剂侧向进入到空气入口段的腔体内，之后空气带动还原剂完成混合，并向前推进，然后通过圆锥体形状的气体强化混合装置实现进一步的均匀混合，其混合方式简单，且阻力损失小，使得现场布置简单，提高了脱硝系统的经济性。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2是空气入口段具体实施例的平面主视图。
具体实施方式
见图1、图2，其包括空气入口段1、混合室2、混合气体出口段3，空气入口段1连通混合室2的入口，混合室2的出口连通混合气体出口段3，空气入口段1包括外端面4、外缘面5，空气入口通入空气入口段1的外端面4的开口，空气入口段1的外缘面布置有还原剂入口通孔，还原剂注入管6通过还原剂入口通孔连通空气入口段1的内部空腔，混合室2的内部腔体设置有圆锥体形状的气体强化混合装置7，气体强化混合装置7的圆锥中心位于气体流向的中心，气体强化混合装置7的圆锥顶点朝向空气入口段1。混合室2为筒体结构，气体强化混合装置7的圆锥底面半径为混合室筒体半径的1/2，圆锥的高为圆锥底面直径的0.5～1.5倍；气体强化混合装置7圆锥顶点位于混合室2入口的1/5～1/3位置处。
具体实施例：空气入口段1为圆柱形时，外端面4即为外圆面，外缘面5即为外圆周面，空气入口段1的外圆面设置有空气进口，空气入口段1的外圆周面布置有还原剂入口通孔；还原剂注入管6中心线与该中心线所处的空气入口段1的截面圆半径成角为30°～60°，还原剂注入管6末端伸入空气入口段1内的长度为空气入口段截面圆半径的1/4-3/4。
Claims (2)
1.用于烟气脱硝系统的还原剂与空气混合装置，其包括空气入口段、混合室、混合气体出口段，所述空气入口段连通所述混合室的入口，所述混合室的出口连通所述混合气体出口段，其特征在于：所述空气入口段包括外端面、外缘面，空气入口通入所述空气入口段的外端面开口，所述空气入口段的外缘面布置有还原剂入口通孔，还原剂注入管通过所述还原剂入口通孔连通所述空气入口段的内部空腔，所述混合室的内部腔体设置有圆锥体形状的气体强化混合装置，所述气体强化混合装置的圆锥中心位于所述气体流向的中心，所述气体强化混合装置的圆锥顶点朝向所述空气入口段；所述还原剂注入管中心线与该中心线所处的空气入口段的截面圆半径成角为30°～60°，所述还原剂注入管末端伸入空气入口段内的长度为空气入口段截面圆半径的1/4-3/4；所述混合室为筒体结构，所述气体强化混合装置的圆锥底面半径为所述混合室筒体半径的1/2，圆锥的高为圆锥底面直径的0.5～1.5倍；气体强化混合装置圆锥顶点位于混合室入口的1/5～1/3位置处。
2.根据权利要求1所述的用于烟气脱硝系统的还原剂与空气混合装置，其特征在于：所述空气入口段为圆柱形，所述空气入口段的所述外端面设置有空气进口，所述空气入口段的所述外缘面布置有所述还原剂入口通孔。
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