专利名称：一种用于sncr法脱硝的还原剂喷嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种烟气净化脱硝装备，特别是一种用于SNCR法脱除烟气中NOx的喷 射还原剂的喷嘴。
背景技术：
目前，人们为了净化烟气中NOX，实现脱硝排放所采取的措施主要分有两种燃烧控
制和燃烧后控制。其中，燃烧后控制消除烟气中NOx的方法又以选择性催化还原法(SCR) 和选择性非催化还原法(SNCR)在工业生产中得到较为广泛的应用。SCR与SNCR法都 是以NHx为还原剂喷入反应炉内有"选择性"的在催化剂或无催化剂的作用下，与烟气中 的NOx反应，生成无毒无污染的氮气(N2)和水(H20)。反应公式如下
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<formula>formula see original document page 3</formula> 在SCR法中，催化剂费用通常占到SCR系统初始投资的一半左右，且催化剂在使用 过程中会因中毒、磨蚀失效等原因而需更换，因而存在着运行费用高、设备投资大的缺点。 而SNCR法是将含有NHx基的还原剂(如氨、尿素)喷入反应炉中，在温度为800 1100 'C的区域，还原剂迅速分解成NH3，与烟气中的NOx进行反应生成N2。化学机理研究表 明在混合良好的情况下，氨和尿素等氮还原剂和NOx的反应在0.3秒内基本达到平衡， 反应脱硝率大于90%。因此对于实际应用来说，SNCR法属于快反应，其反应的制约因素 在于混合的好坏和快慢。目前，从工程应用SNCR法的情况来看，多数采用气力雾化喷射 装备，如喷枪和墙式喷嘴；喷枪直接插入反应炉内，可达炉膛长度的一半左右，将氮还原 剂直接送入炉内，但需配备水冷、自动机械回撤、转动除灰、高温恒湿、断水警报等配套 设备，使得费用上升、且维护困难。墙式喷嘴虽结构简单，操作和维护方便，不容易损坏，
但是喷雾液滴难以深入到炉内。上述两种装备所采用喷嘴的喷出口均为嗽叭状，从而使得 喷出的还原剂雾滴形状通常为实心圆锥形，在向低温和高温区方向穿透时，雾滴分布不均， 射程短，脱硝效率低；同时，喷嘴还存在着易堵塞、喷射射流的动量不足，喷雾穿透力不 强和混合不均的现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足之处，提供一种用于SNCR法 脱硝的还原剂喷嘴，其结构合理，可使还原剂在炉内穿透时温度区间窄，穿透性能好，射 程远，并能有效地控制还原剂的雾化颗粒的粒度和雾化液滴蒸发时间，还原剂与烟气中的 NOx的混合均匀，提高烟气脱硝的效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是包括主管、副管、卡套、液流管和喷嘴， 卡套及副管通过螺纹相连形成相对密闭的空间，主管的前端装有喷嘴，且置于副管内，喷 嘴的前端与卡套相接触；主管的后端与带有压力表的液流管I相通连；副管与带有压力表 的液流管II相通连；在喷嘴上设有沿主管轴向贯通的混合孔，并开设有若干个连通混合孔 及副管的支孔；在混合孔出液口处的喷嘴及卡套上开设有橄榄形喷出口。
上述喷出口的中心宽度与混合孔的出液口直径的比例为1: 1 1. 15;混合孔出液口的
直径与喷出口的长度的比例为1: 2.5 3.5;喷出口的中心深度与混合孔的出液口直径的 比例为2 2.5: 1。
上述支孔和混合孔均为锥形，其进液口与出液口的直径比为1: 1.1 1.2。
本发明所述的喷嘴的喷出口形状为橄榄形，其工作机理是液膜破碎法，射流被喷嘴出 口机械的整形为窄的液膜而射出。液膜受到不稳定的表面波作用，在边缘处剥离出宽度为 表面波半波长的丝、带，这些丝带很快在表面张力的作用下收縮成球形，出现液滴的破碎。 在加入了雾化空气以后，雾化空气和液体在喷嘴内进行两相扩散和动量交换。喷出后气流 不但对液膜直接冲击，而且两相的速度差大，表面剪切、摩擦引起的液膜表面失稳更促进
了液膜的进一歩破碎。因此，经过喷嘴的喷出的液滴雾化粒度为50-300um， 一部分速度 高的直径大的液滴集中在喷嘴的中心位置，以50m/s的喷射速度抵达反应炉的炉膛深处； 另一部分直径小的液滴分散在喷嘴周围，以较低的速度在喷入点及炉膛壁面附近就可以充 分地与烟气混合反应。
本发明的有益效果在于其结构合理，可使还原剂在炉内穿透时温度区间窄，穿透
性能好，射程远，并能有效地控制还原剂的雾化颗粒的粒度和雾化液滴蒸发时间，还原
剂与烟气中的NOx的混合均匀，提高烟气脱硝的效率。
图1为本发明实施例的结构示意图2为图1的A-A剖视图； 图3为图2的A向视图。
图中l为喷嘴、2为卡套、3为副管、4为主管、5为液流管I、 6为液流管n、 7 为压力表、8为混合孔、9为支孔、IO为喷出口。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明
本发明包括主管4、副管3、卡套2、液流管I5、液流管II6和喷嘴1，卡套2及副管 3通过螺纹相连形成相对密闭的空间，主管4的前端装有喷嘴1，且置于副管3内，喷嘴l 的前端与卡套2相接触；主管4的后端与带有压力表7的液流管15相通连；副管3与带 有压力表7的液流管116相通连；在喷嘴1上设有沿主管4轴向贯通的混合孔8，该混合 孔8呈锥形，其进液口和出液口的直径分别为2.8和3.2皿；在喷嘴l上还开设有四干个 连通混合孔8及副管3的支孔9，该支孔9也呈锥形，其进液口和出液口的直径分别为2.8 和3.2mm。在混合孔8出液口处的喷嘴1和卡套2上开设有橄榄形喷出口 10。所述的喷 出口 10的中心宽度为2.8mm，与混合孔10的出液口直径的比例为1: 1.15;喷出口 10
的长度为9.6mm，与混合孔8的出液口直径的比例为3:1;喷出口 10的中心深度为6. 4mm， 与混合孔8的出液口直径的比例为2: 1;喷出口 10两侧窄端以半径为1. 5-1. 6mra小圆弧 过渡。
工作时，若干个本发明均匀地安装于反应炉内壁上，液流管15、 116与外设的供液和 供气站相连。液体的催化剂和压縮空气分别从液流管15、 116进入主管4和副管3内，主 管4中液气压力为0.3Mpa的压力进入混合孔8中，而副管3中的液气则以0.25Mpa的压 力进入混合孔内，进行两相扩散和动量交换，并由于橄榄形喷出口 10宽度小于混合孔8 的直径，不能完全覆盖混合孔8，而橄榄形喷出口 10的长度大于混合孔8出液口的直径， 压力液气经过橄榄形喷出口的整流能形成较好的扇形喷雾，加大射流中心流量，增加穿透 动量，增加中心喷雾液滴的粒度，形成了椭圆球状的喷射流进入炉膛。此外，混合孔8及 支孔9的锥形设计，消除了阻塞现象，并可允许最大的液体流通过。
通过实验测得本发明喷嘴，在0.3Mpa的压力下，最远喷射距离在6m以上，雾化 粒度当液流量达到200kg/h时为100um左右。并且，喷雾中心液滴雾化粒度大、两侧 液滴粒度小，具有大颗粒液滴的穿透距离大、蒸发慢和小颗粒液滴混合均匀、蒸发快的 特点，达到了近壁面和炉膛中心区域都能做到较好的氮还原剂分布效果，形成理想的 SNCR催化剂喷嘴雾化效果形式。
权利要求
1.一种用于SNCR法脱硝的还原剂喷嘴，包括主管、副管、卡套、液流管和喷嘴，卡套及副管通过螺纹相连形成相对密闭的空间，主管的前端装有喷嘴，且置于副管内，喷嘴的前端与卡套相接触；主管的后端与带有压力表的液流管I相通连；副管与带有压力表的液流管II相通连；在喷嘴上设有沿主管轴向贯通的混合孔，并开设有若干个连通混合孔及副管的支孔；其特征在于在混合孔出液口处的喷嘴及卡套上开设有橄榄形喷出口。
2、 根据权利要求1所述的一种用于SNCR法脱硝的还原剂喷嘴，其特征在于上述喷 出口的中心宽度与混合孔的出液口直径的比例为1: 1 1. 15;混合孔出液口的直径与喷出 口的长度的比例为1:2. 5 3. 5;喷出口的中心深度与混合孔的出液口直径的比例为2 2. 5:1。
3、 根据权利要求1所述的一种用于SNCR法脱硝的还原剂喷嘴，其特征在于上述支孔和混合孔均为锥形，其进液口与出液口的直径比为1: 1.1 1.2。
全文摘要
本发明提供一种用于SNCR法脱硝的还原剂喷嘴。其包括主管、副管、卡套、液流管和喷嘴，卡套及副管通过螺纹相连形成相对密闭的空间，主管的前端装有喷嘴，且置于副管内，喷嘴的前端与卡套相接触；主管的后端与带有压力表的液流管I相通连；副管与带有压力表的液流管II相通连；在喷嘴上设有沿主管轴向贯通的混合孔，并开设有若干个连通混合孔及副管的支孔；在混合孔出液口处的喷嘴及卡套上开设有橄榄形喷出口。本发明结构合理，可使还原剂在炉内穿透时，温度区间窄，穿透性能好，射程远，并能有效地控制还原剂的雾化颗粒的粒度和雾化液滴蒸发时间，还原剂与烟气中的NOx的混合均匀，提高烟气脱硝的效率。
文档编号B01D53/56GK101371969SQ200810156399
公开日2009年2月25日 申请日期2008年10月9日 优先权日2008年10月9日
发明者何美华, 俞进旺, 宋正华, 杨正平, 袁海燕, 陈开明 申请人:江苏中科节能环保技术有限公司