一种脱硝氨气空气混合装置的制作方法

本实用新型涉及环保技术领域，尤其涉及烟气脱硝处理技术领域，具体涉及一种脱硝氨气空气混合装置。

背景技术：

燃用化石燃料(如煤、油、天然气)的锅炉产生大量的烟气，烟气中含有氮氧化物(NOx)等有害物质，NOx是一种温室气体，会破坏臭氧层。对人体健康的直接危害；参与形成光化学烟雾，形成酸雨，造成环境污染；为了减少NOx对环境和人类造成的危害，国家对锅炉产生烟气中的NOx排放浓度提出越来越严格的要求。为了实现NOx更低浓度的排放，减轻和消除NOx对人类的危害，在锅炉烟气排放进入大气环境之前，一般经过烟气脱硝装置以除去烟气中的大部分NOx。

发展改革委印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》严控大气污染物排放。新建燃煤发电机组(含在建和项目已纳入国家火电建设规划的机组)应同步建设先进高效脱硝设施，不得设置烟气旁路通道，新建、改造燃煤发电机组脱硝污染物排放浓度限值(即在基准氧含量6％条件下，氮氧化物排放浓度不高50毫克/立方米)。东部地区(辽宁、北京、天津、河北、山东、上海、江苏、浙江、福建、广东、海南等11省市)新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6％条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米)。中部地区(黑龙江、吉林、山西、安徽、湖北、湖南、河南、江西等8省)新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值，鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值。支持同步开展大气污染物联合协同脱除，减少三氧化硫、汞、砷等污染物排放。

在烟气脱硝处理方法中，SCR法是应用最广泛的一种方法，它具有处理烟气量大、效率高、运行稳定等优点。SCR法是将脱硝反应所需要的催化剂布置在锅炉尾部，烟气温度一般在290-420℃的烟道区域。烟气在通过催化剂前与喷入烟道中的还原剂(一般为氨)充分混合，烟气通过催化剂时，在催化剂的作用下烟气中的NOx与还原剂氨发生反应，生成无害的N₂和水，从而脱除烟气中的NOx。

在脱硝反应过程中，氨做为还原剂是必不可少的。但是氨在空气中的体积浓度达到16～25％时，会形成II类可燃爆炸性混合物，存在非常大的安全隐患。

因此，烟气脱硝系统都需要安装脱硝氨气空气混合系统，以保证了注入烟道的氨气与空气混合物的安全，除控制混合器内氨气的浓度远低于其爆炸下限外，还保证氨气在混合器内均匀分布。另外，氨气和空气是否能够混合均匀成为影响SCR脱硝效率的一个重要因数，因此对采用的混合器要求很高。

目前常见的氨气空气混合器的种类繁多，但都存在一些缺陷和不足，比如有的氨气空气混合器在介质混合均匀性上较差；有的氨气空气混合器的压降较大，从而需要消耗额外的风机功率，提高电耗；有的则结构复杂，制作繁琐，不利于安装、检修和维护。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种脱硝氨气空气混合装置，能够使氨气空气均匀混合，将喷入脱硝反应器入口烟道的氨气均匀稀释为氨气含量为5％左右的氨气空气混合气体。确保脱硝系统及主机系统能稳定运行，为脱硝系统出口排放氮氧化物达标排放提供可靠前提和保证。另外，本实用新型的装置不仅具有氨气空气混合均匀的效果，且结构简单，易于安装、检修和维护，并且压降较低，能够避免产生额外的能耗，符合国家要求节能减排的初衷，具有较大的推广价值。

为达上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种脱硝氨气空气混合装置，包括：

一混合器本体，所述混合器本体的一侧连接一空气入口段，另一侧连接一混合气体出口段；

伸入所述混合器本体且靠近所述空气入口段的一氨气喷管，所述氨气喷管的喷射方向指向所述混合气体出口，且氨气喷管的出口段与所述混合器本体轴线一致并位于混合器本体的中心位置；

所述混合器本体的内壁上设有多块导流叶片，所述导流叶片分别交错布置于所述混合器本体的两侧；

所述导流叶片与所述混合器本体的内壁连接的一侧的边缘开设有至少一通孔；所述导流叶片未与所述混合器本体的内壁连接的一侧的边缘开设有均布的多个细长槽。

进一步地，所述导流叶片均与所述混合器本体的内壁形成一夹角，所述夹角的角度范围为60°至90°。优选75°。

进一步地，相邻的所述导流叶片之间的轴向间距相等，均为所述混合器本体的宽度或直径的0.45至0.65倍。

进一步地，距离氨气喷管的喷口最近的导流叶片之间的轴向间距为混合器本体的宽度或直径的7.5％至15％。

进一步地，距离所述氨气喷管的喷嘴最近的两片导流叶片之间的一基准间距为混合器本体的宽度或直径的0.45至0.65倍；相邻的所述导流叶片之间的间距沿氨气喷管的喷射方向依次增大，依次增大的长度为所述基准间距的10％至15％。

进一步地，所述通孔的数量为单数，不超过7个，沿所述导流叶片与所述混合器本体的内壁连接的一侧的边缘均布。

进一步地，所述通孔的开孔面积为内壁截面的1.5％至3.5％。

进一步地，单片所述导流叶片上所述细长槽的开槽数量为12至25个。

进一步地，所述细长槽的长度为混合器本体的宽度或直径的5％至8％，所述细长槽的宽度为1mm至3.5mm。

通过采取上述技术方案，通过结构简单的导流叶片即可达到是空气氨气均匀混合的目的。并且通过合理设置导流叶片的倾斜角度、布置间距等参数，即可获得较好的扰流效果，又可有效降低压降，从而获得最佳平衡。另外，开设于导流叶片边缘的通孔不仅可以避免混合器本体内壁附件出现死角，从而获得更佳的扰流效果，且可避免在导流叶片的安装连接处蓄积杂质或液滴等，实现自动清扫、清理功能，降低维护的频率和成本。另外，开设细长槽，可快速打散混合器本体中心位置的喷出的氨气，更加有利于氨气、空气的均匀混合。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中的脱硝氨气空气混合装置的俯面结构示意图，已做剖视处理。

图2为本实用新型一实施例中的脱硝氨气空气混合装置的侧面结构示意图，已做局部剖视处理。

图3为本实用新型一实施例中的氨气喷管的结构示意图。

图4为图3中A-A向的剖面示意图。

图5为图2中B-B向的剖面示意图。

图6为本实用新型一实施例中的导流叶片的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1及图2所示，在一实施例中，提供一种脱硝氨气空气混合装置，包括：

混合器本体1，所述混合器本体的一侧连接空气入口段4，空气入口段4连通空气入口8；另一侧连接混合气体出口段6；混合气体出口段6连通混合气体出口10；

伸入混合器本体1且靠近空气入口段4的氨气喷管2，氨气喷管2的喷射方向指向混合气体出口6，且氨气喷管3的出口段与混合器本体1轴线一致并位于混合器本体1的中心位置；如图2，氨气喷管2包括依次连接的氨气入口段9、弯头连接段7及氨气喷出段3。结合图3及图4，在氨气喷出段3的末端具有一主喷口，在氨气喷出段3的侧壁均匀开设多个辅助喷孔。

混合器本体1的内壁上设有多块导流叶片5，导流叶片5分别交错布置于混合器本体1的两侧；

在各导流叶片5与混合器本体1的内壁连接的一侧的边缘开设有一通孔；导流叶片5未与混合器本体1的内壁连接的一侧的边缘开设有均布的多个细长槽。

其中，各导流叶片5均与混合器本体1的内壁形成一夹角α，夹角α的角度范围为60°至90°，优选75°。

相邻的导流叶片5之间的轴向间距相等，均为混合器本体1的宽度或直径的0.45至0.65倍。距离氨气喷管2的喷口最近的导流叶片之间的轴向间距为混合器本体的宽度或直径的7.5％至15％。

在另一些实施例中，距离氨气喷管的喷嘴最近的两片导流叶片之间的一基准间距为混合器本体的宽度或直径的0.45至0.65倍；相邻的所述导流叶片之间的间距沿氨气喷管的喷射方向依次增大，依次增大的长度为所述基准间距的10％至15％。这是因为喷射的氨气和空气及二者的混合气体沿喷射方向所带的压力是逐步降低的，导流叶片之间的间距相应逐步增大，适应此种压力变化趋势，更有利于降低装置的整体压降。

在其他实施例中，通孔的数量不限于一个，一般为单数，不超过7个，沿导流叶片与所述混合器本体的内壁连接的一侧的边缘均布。所有通孔的开孔面积为内壁截面的1.5％至3.5％。根据模拟软件计算，此开孔率不会影响扰流混合效果，并且可有效防止导流叶片与内壁的连接处蓄积杂物。

结合图5及图6，单片导流叶片上细长槽的开槽数量为12至25个。细长槽的长度为混合器本体的宽度或直径的5％至8％，细长槽的宽度为1mm至3.5mm。通过这些细长槽，可以梳理混合器本体径向中央区域压力、风速最强的氨气、空气及二者的混合气体，在促进混合的基础上，同时减少整体压降。

在其他一些实施例中，各导流叶片上开设的细长槽的长度与该导流叶片与所述氨气喷管的距离呈反比。同样地，因为喷射的氨气和空气及二者的混合气体沿喷射方向所带的压力是逐步降低的，细长槽的长度则相应逐步缩短，适应此种压力变化趋势，更有利于降低装置的整体压降。

通过采取上述技术方案，通过结构简单的导流叶片即可达到是空气氨气均匀混合的目的。并且通过合理设置导流叶片的倾斜角度、布置间距等参数，即可获得较好的扰流效果，又可有效降低压降，从而获得最佳平衡。另外，开设于导流叶片边缘的通孔不仅可以避免混合器本体内壁附件出现死角，从而获得更佳的扰流效果，且可避免在导流叶片的安装连接处蓄积杂质或液滴等，实现自动清扫、清理功能，降低维护的频率和成本。另外，开设细长槽，可快速打散混合器本体中心位置的喷出的氨气，更加有利于氨气、空气的均匀混合。

利用Fluent流场模拟软件，根据上述实施例描述的结构建造模型，对不同规格参数的氨气空气混合器进行模拟，均可获得较佳混合效果，混合气体均匀程度好。另外，在空气入口侧和混合气体出口侧分别检测压力，上述实施例描述的装置的压降较相近规格的其他种类现有的氨气空气混合器均有不同程度降低，降低幅度在3％至8％。

显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。