CN109351184B - 复合型混合装置、scr脱硝设备及复合型喷氨混合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种复合型混合装置、SCR脱硝设备及复合型喷氨混合方法。复合型混合装置，包括多个第一挡板和第二挡板。多个第一挡板包括第一轴和第一翼片，第一翼片设于第一轴上，第一挡板的第一翼片交错布置从而形成供烟气通过的通道，第一轴可旋转设置从而调节多个第一挡板的角度，第二挡板设于多个第一挡板的一侧，第二挡板包括第二翼片，第二翼片为曲面翼片，第二挡板设于通道的对应位置。
Description
技术领域
本发明涉及大气污染控制技术领域，尤其是一种复合型混合装置、SCR脱硝设备及复合型喷氨混合方法。
背景技术
燃煤电厂在电能生产过程中需要燃煤大量煤炭，煤炭燃烧过程中会释放大量NOX。NOX是生态环境破坏的主要污染物之一，是我国大气污染治理的重要控制目标。随着国家环保政策日益严格，超低排放工作持续推进，国内大部分燃煤电厂都配备了选择性催化还原技术SCR(Selective Catalytic Reduction)脱硝装置，用于消减烟气中NOX排放量。
SCR脱硝技术主要原理是在催化剂作用下，用液氨或氨水作为还原剂，将烟气中的NOX还原为N2和H2O。其主要构筑物包括氨区、喷氨格栅、反应器、催化剂及其辅助设施。然而，在SCR脱硝装置实际运行过程中，喷入烟气中的氨与烟气中的NOX的混合均匀程度是影响脱硝效率的关键因素之一，如果混合不均匀将会造成整个脱硝系统效率下降、氨逃逸浓度增大，从而引起下游设备堵塞。
发明内容
本发明的目的是提供一种能充分混合烟气中的氨与烟气中的NOX的复合型混合装置、SCR脱硝设备及复合型喷氨混合方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种复合型混合装置，包括多个第一挡板和第二挡板。每个第一挡板包括第一轴和第一翼片，第一翼片设于第一轴上，第一挡板之间的第一翼片交错布置从而形成供烟气通过的通道，第一轴可旋转设置从而调节多个第一挡板的角度，第二挡板设于多个第一挡板的一侧，第二挡板包括第二翼片，第二翼片为曲面翼片，第二挡板设于通道的对应位置。
可选的，多个第一挡板排列为百叶窗型挡板，第一翼片连接于第一轴上，第一轴上的多个第一翼片对称布置。
可选的，多个第一挡板还包括第一限位结构和固定杆，第一轴的两端可滑动或移动设于固定杆上，第一限位结构设于固定杆上，第一限位结构用于固定多个第一挡板的位置。
可选的，多个第一挡板还包括执行器和轴承，执行器和第一轴电性连接从而控制第一轴的旋转，第一轴的两端设于轴承内，轴承设于固定杆上。
可选的，多个第一挡板还包括第二限位结构，第二限位结构包括限位连杆和限位开关，限位开关和限位连杆电性连接，限位开关用于控制限位连杆从而固定多个第一挡板的角度。
可选的，第二挡板为心形曲面挡板，第二挡板还包括第二轴，第二翼片至少有两个，第二翼片轴对称地均设于第二轴上。
可选的，第二轴设于相邻的第一挡板的第一轴的中心线处。
可选的，第一翼片的形状为三角形、半圆形、四边形、五边形、六边形及半椭圆形中的一种或多种。
按照本发明的另一个方面，本发明还提供一种SCR脱硝设备，包括复合型混合装置和喷氨格栅，复合型混合装置设于喷氨格栅的下游。
按照本发明的第三个方面，本发明还提供一种复合型喷氨混合方法，包括：
根据烟气体流量大小和流速调整第一挡板的角度，使通过第一挡板的角度的烟气流速始终处于特定流速状态，
处于特定流速状态的烟气到第二挡板，在曲面翼片端部形成涡流，曲面翼片端部形成的涡流充分混合氨和烟气，实现烟气和氨充分均匀混合。
综上，本发明中的复合型混合装置采用第一挡板和第二挡板相互配合，形成联合双层结构，是一种复合型混合装置。第一挡板设于烟气上游，第二挡板设于烟气下游。烟气从第一挡板的第一翼片交错布置形成的通道流入复合型混合装置，流入的烟气流向第二挡板，由于第二挡板的第二翼片为曲面翼片，烟气在第二翼片处形成涡流，使烟气充分混合。其次，第一轴可旋转设置，从而第一挡板的角度可调节，根据烟气流量大小和流速确定第一挡板的角度，角度的可调节范围为0度～90度，当烟气负荷高时，第一翼片的角度为0度，，第一翼片与烟气流向平行，使烟气流速处于最佳状态，在第二翼片处形成理想涡流。当烟气负荷低时，较低流速的烟气在第二翼片的表面不能形成涡流，这时调节第一翼片的角度为90度，第一翼片与烟气流向垂直，烟气第一翼片间隙流过，维持特定流速状态，在第二翼片处形成理想涡流。因此，对于不同流量和流速的烟气，在第二翼片处均能产生涡流，从而使烟气混合均匀。
本发明提供的SCR脱硝设备包括复合型混合装置和喷氨格栅，复合型混合装置设于喷氨格栅的下游。SCR脱硝设备中在喷氨格栅的下游的烟气含有NOX和氨气，复合型混合装置可以充分混合NOX和氨气，保证NOX被氨气充分还原。
本发明提供的复合型喷氨混合方法使烟气混合均匀。
附图说明
图1是本发明中的实施例提供的复合型混合装置的多个第一挡板的示意图；
图2是本发明中的实施例提供的复合型混合装置的示意图；
图3是图2中的复合型混合装置在满负荷状态下沿A-A面的剖面图；
图4是图2中的复合型混合装置在低负荷状态下沿A-A面的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参考图1至图4。附图中的黑色箭头指的是烟气的流动方向。本发明提供的一种复合型混合装置，包括多个第一挡板1和第二挡板10。每个第一挡板1包括第一轴3和第一翼片2，第一翼片2设于第一轴3上，第一挡板1之间的第一翼片2交错布置从而形成供烟气通过的通道11，第一轴3可旋转设置从而调节多个第一挡板1的角度，第二挡板10设于多个第一挡板1的一侧，第二挡板10包括第二翼片8、9，第二翼片8、9为曲面翼片，第二挡板10设于通道的对应位置。
本发明采用第一挡板1和第二挡板10相互配合，形成联合双层结构，是一种复合型混合装置。第一挡板1设于烟气上游，第二挡板10设于烟气下游。烟气从第一挡板1的第一翼片2交错布置形成的通道流入复合型混合装置，流入的烟气流向第二挡板10，由于第二挡板10的第二翼片8、9为曲面翼片，烟气在第二翼片8、9处形成涡流，使烟气充分混合。其次，第一轴3可旋转设置，从而第一挡板1的角度可调节，根据烟气流量大小和流速确定第一挡板1的角度，角度的可调节范围为0度～90度，当烟气负荷高时，第一翼片2的角度为0度，如图4所示，第一翼片2与烟气流向平行，使烟气流速处于最佳状态，在第二翼片8、9处形成理想涡流。当烟气负荷低时，较低流速的烟气在第二翼片8、9的表面不能形成涡流，这时调节第一翼片2的角度为90度，第一翼片2与烟气流向垂直，如图3所示，烟气第一翼片2间隙流过，维持特定流速状态，在第二翼片8、9处形成理想涡流。因此，对于不同流量和流速的烟气，在第二翼片8、9处均能产生涡流，从而使烟气混合均匀。
本发明的复合型混合装置采用耐高温、耐腐蚀材料制成，防止复合型混合装置在高温烟气下熔化，增加复合型混合装置的耐腐蚀性能，延长复合型混合装置的使用寿命。
虽然本发明中的复合型混合装置用于烟气的混合，但是本领域的技术人员应该知晓的是，于其他实施例中，复合型混合装置还可以用来混合其他气体、液体等任何流体。
于本实施例中，多个第一挡板1排列为百叶窗型挡板，第一翼片2连接于第一轴3上，第一轴3上的第一翼片2对称布置。更进一步的，第一轴3互相平行，保证烟气通道的宽度的均匀性。第一翼片2可拆卸地连接于所第一轴3上，但是，第一翼片2还可以和第一轴3固定连接，可拆卸地连接于第一轴3上，可以根据需要决定第一轴3上第一翼片2的数目，适应于不同流量和流速的烟气。
于本实施例中，多个第一挡板1还包括第一限位结构和固定杆，第一轴3的两端可滑动或移动设于固定杆上，第一限位结构设于固定杆上，第一限位结构用于固定多个第一挡板1的位置。通过调整第一轴3在固定杆上的位置，从而可以调节第一轴3之间的相互距离，调整后的位置由第一限位结构固定。但是本发明对第一限位结构的种类不做任何限定，于其他实施例中，还可以是在固定杆上设有第一卡合结构，第一轴3的两端设有能和第一卡合结构互相配合卡合的第二卡合结构。
在实际操作过程中，固定杆安装在需要混合的烟气通道的内壁上，但是本发明对固定杆不做任何限定，于其他实施例中，多个第一挡板1可以直接安装在烟气通道的内壁上，并且，第一挡板1的第一轴3的两端固定安装在烟气通道的内壁上。
于本实施例中，多个第一挡板1还包括执行器和轴承5，执行器和第一轴3电性连接从而控制第一轴3的旋转，第一轴3的两端设于轴承5内，轴承5设于所述固定杆上。通过第一轴3在轴承5内的旋转以达到第一轴3旋转的目的。于本实施例中，第二限位结构包括限位连杆4和限位开关6，限位开关6和限位连杆4电性连接，限位开关6用于控制限位连杆4从而固定多个第一挡板1的角度。
于本实施例中，第二挡板10为心形曲面挡板，第二挡板10还包括第二轴7，第二翼片8、9至少有两个，第二翼片8、9轴对称地均设于第二轴7上。更进一步的，第二轴7固定设于烟气通道的内壁上，或者第一轴3也可以移动地设于烟气通道的内壁上，当第一轴3的位置调整后，调整第二通道的位置，从而保证第二轴7始终位于第一翼片2交错布置从而形成供烟气通过的通道11的对应位置。
于本实施例中，第二轴7设于相邻的第一挡板1的第一轴3的中心线处。使流入第二翼片8、9上的气流在中心轴的位置被分为相同的两部分，保证烟气混合的均一性。
于本实施例中，第一翼片2的形状为三角形，但是本发明对第一翼片2的形状不做任何限定，于其他实施例中，第一翼片2的形状还可以是半圆形、四边形、五边形、六边形及半椭圆形中的一种或多种。更进一步的，三角形为直角三角形，直角三角形翼片的斜边设于第一轴3上，通过调节第一挡板1之间的相对距离，相邻的第一挡板1的三角形翼片可以互相卡合，并且，当调大第一挡板1之间的相对距离，相邻的第一挡板1的各处的三角形翼片之间的距离保持一致，使烟气的流动保持均一性。
本发明的实施例还提供一种SCR脱硝设备，包括复合型混合装置和喷氨格栅，复合型混合装置设于喷氨格栅的下游。SCR脱硝设备中在喷氨格栅的下游的烟气含有NOX和氨气，复合型混合装置可以充分混合NOX和氨气，保证NOX被氨气充分还原。
本发明的实施例还提供一种复合型喷氨混合方法，包括：
根据烟气体流量大小和流速调整第一挡板1的角度，使通过第一挡板1的角度的烟气流速始终处于特定流速状态，
处于特定流速状态的烟气到第二挡板10，在曲面翼片端部形成涡流，曲面翼片端部形成的涡流充分混合氨和烟气，实现烟气和氨充分均匀混合。
本发明中提到的特定流速状态指流向曲面翼片的气流可以形成涡流的流速。
本发明提供的复合型喷氨混合方法根据烟气流量大小和流速确定第一挡板1的角度，角度的可调节范围为0度～90度，当烟气负荷高时，第一翼片2的角度为0度，如图4所示，第一翼片2与烟气流向平行，使烟气流速处于最佳状态，在第二翼片8、9处形成理想涡流。当烟气负荷低时，较低流速的烟气在第二翼片8、9的表面不能形成涡流，这时调节第一翼片2的角度为90度，第一翼片2与烟气流向垂直，如图3所示，烟气第一翼片2间隙流过，维持特定流速状态，在第二翼片8、9处形成理想涡流。因此，对于不同流量和流速的烟气，在第二翼片8、9处均能产生涡流，从而使烟气混合均匀。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对发明的限制。
虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。
Claims (9)
1.一种复合型混合装置，其特征在于，包括：
多个第一挡板，每个包括第一轴和第一翼片，所述第一翼片设于所述第一轴上，所述多个第一挡板之间的第一翼片交错布置从而形成供烟气通过的通道，所述第一轴可旋转设置从而调节所述多个第一挡板的角度，
第二挡板，设于所述多个第一挡板的一侧，所述第二挡板包括第二翼片，所述第二翼片为曲面翼片，所述第二挡板设于所述通道的对应位置；
其中，第一挡板设于烟气上游，第二挡板设于烟气下游，烟气从第一挡板的第一翼片交错布置形成的通道流入复合型混合装置，流入的烟气流向第二挡板；根据烟气流量大小和流速，第一挡板角度的可调节范围为0度~90度；当烟气负荷高时，第一翼片的角度为0度，第一翼片与烟气流向平行，使烟气流速处于最佳状态，在第二翼片处形成理想涡流；当烟气负荷低时，第一翼片的角度为90度，第一翼片与烟气流向垂直，烟气从第一翼片间隙流过，维持特定流速状态，在第二翼片处形成理想涡流；
其中，所述第二挡板为心形曲面挡板，所述第二挡板还包括第二轴，第二翼片至少有两个，第二翼片轴对称地均设于所述第二轴上。
2.如权利要求1所述的复合型混合装置，其特征在于，所述多个第一挡板排列为百叶窗型挡板，所述第一翼片连接于所述第一轴上，所述第一轴上的多个第一翼片对称布置。
3.如权利要求1所述的复合型混合装置，其特征在于，所述多个第一挡板还包括第一限位结构和固定杆，所述第一轴的两端可滑动或移动设于所述固定杆上，所述第一限位结构设于所述固定杆上，所述第一限位结构用于固定所述多个第一挡板的位置。
4.如权利要求3所述的复合型混合装置，其特征在于，所述多个第一挡板还包括执行器和轴承，所述执行器和所述第一轴电性连接从而控制所述第一轴的旋转，所述第一轴的两端设于所述轴承内，所述轴承设于所述固定杆上。
5.如权利要求4所述的复合型混合装置，其特征在于，所述多个第一挡板还包括第二限位结构，所述第二限位结构包括限位连杆和限位开关，所述限位开关和所述限位连杆电性连接，所述限位开关用于控制限位连杆从而固定所述多个第一挡板的角度。
6.如权利要求1所述的复合型混合装置，其特征在于，所述第二轴设于相邻的第一挡板的第一轴的中心线处。
7.如权利要求1所述的复合型混合装置，其特征在于，所述第一翼片的形状为三角形、半圆形、四边形、五边形、六边形及半椭圆形中的一种或多种。
8.一种SCR脱硝设备，包括权利要求1至权利要求7中任一所述的复合型混合装置和喷氨格栅，其特征在于，所述复合型混合装置设于所述喷氨格栅的下游。
9.一种复合型喷氨混合方法，采用如权利要求1至权利要求8中任一所述的复合型混合装置，其特征在于，所述复合型喷氨混合方法包括：
根据烟气体流量大小和流速调整第一挡板的角度，使通过第一挡板的角度的烟气流速始终处于特定流速状态，
处于特定流速状态的烟气到第二挡板，在曲面翼片端部形成涡流，所述曲面翼片端部形成的所述涡流充分混合氨和烟气，实现烟气和氨充分均匀混合。
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