一种组合式静态混合器及烟气脱硝装置的制作方法

本实用新型涉及烟气脱硝技术领域，具体涉及一种组合式静态混合器及烟气脱硝装置。

背景技术：

混合器，是将两种及以上的物质混合在一起的工具，其常被置入过程管道、烟道或一般性流道中，实现对流体的混合。工业混合器包括通道混合器、汽水混合器、漩涡混合器、气液混合器和静态混合器等。其中的静态混合器因其具有效率高、能耗低、体积小、投资省和易于连续化生产的特点而被广泛应用于选择性催化还原(SCR)技术以治理烟气中NOx的排放，SCR技术中需要先将氨气与烟气混合后，再送入SCR反应器，脱除NOx。现有的SCR系统存在烟道过短，布置紧凑，空间有限的问题，从而导致烟气气流分布不均、烟气与还原剂混合不均匀，不仅影响后续的SCR反应器中的脱硝效果，而且还会造成未反应的氨气逃逸，造成浪费和污染。因此，如何提高烟气与还原剂的混合均匀性是提高脱硝效率和避免还原剂氨逃逸的关键因素之一。

中国专利文献CN202237796A公开了用于选择性催化还原系统的高效低阻静态混合器，该静态混合器先将混合器叶片呈一定角度与上下叶片连杆相连，并呈平行排列，进而组成单元静态混合器，再将单片混合器反向相见致密排列，叶片连杆两端与烟道内壁连接后垂直布置于烟道截面上，并布满烟道，最终组成静态混合器。然而，从该种静态混合器出来的流体形成两种相见交错的不同折流，其会由于惯性继续按原先状态流动，不利于两者间的混合，使得还原剂与烟气混合均匀下降，而且该种混合器结构复杂，制造、安装困难，造成应用不方便。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的烟气与还原剂混合不均匀而导致脱硝效率降低，以及现有的混合器结构复杂、安装困难的缺陷，从而提供一种组合式静态混合器及烟气脱硝装置。

本实用新型提供了一种组合式静态混合器，包括：

若干混合器单元，所述混合器单元沿烟气流动方向间隔排布，所述混合器单元包括至少一个混合器板，所述混合器板的非中心位置开设有通孔；

在烟气流动方向上，正对的所有所述混合器板上的通孔的投影依次旋转ɑ， 0°<ɑ<360°。

优选地，所述混合器板为多边形板。

进一步地，ɑ＝360°/n，n为混合器板的边数。

进一步地，所述混合器板为正多边形板，多个所述混合器板成矩阵排布。

优选地，所述旋转的方向为顺时针旋转或逆时针旋转。

进一步地，所述混合器板的旋转方向为顺时针旋转或逆时针旋转，且不同的所述混合器单元上的混合器板以及同一所述混合器单元上的混合器板的旋转方位均相同。

优选地，所述混合器板上至少开设有一个通孔，所述通孔的总面积占所述混合器板总面积的1/4-1/2。

进一步地，多个所述混合器单元平行排布，且与烟气流动方向相互垂直。

优选地，所述混合器板为不锈钢板或碳钢薄板。

进一步地，相邻的两个所述混合器单元之间的垂直间距为200mm-400mm

优选地，所述混合器板的厚度为3-8mm，

本发明还提供了一种锅炉烟气脱硝装置，包括所述的组合式静态混合器，所述组合式静态混合器设置在锅炉烟道中，还包括：支撑件，所述组合式静态混合器通过支撑件固定安装于烟道内壁上。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型实施例提供的组合式静态混合器，若干混合器单元，所述混合器单元沿烟气流动方向间隔排布，所述混合器单元包括至少一个混合器板，所述混合器板的非中心位置开设有通孔；相邻混合器单元之间的所述通孔在烟气流动方向上的投影不重合，通过上述设置，使得烟气与还原剂的混合气体在流动过程中依次通过间隔排布的混合器单元，混合气体的流动方向被不断改变，使得混合气体沿着折线路径向前流动，从而延长了混合气体的流动通道，增加混合气体的混合时间，提高气体混合的均匀性；进一步通过在烟气流动方向上，正对的所有所述混合器板上的通孔的投影依次旋转ɑ，0°<ɑ<360，使得混合气体通过上述混合单元使烟气和还原剂能够在各个混合器单元之间形成局部涡流，从而加剧混合气体的扰动程度，增强气体的混合程度，再者，采用多个混合器板组合而成的混合器单元，也有助于将混合气体分流成若干股流体，各股流体与被相邻混合器板分割的相应股流体混合和掺混，提高了混合效果；而且整体混合器结构紧凑，占用空间小，结构简单，便于运载和安装，可适用于不同直径大小的锅炉烟道。

2.本实用新型实施例提供的组合式静态混合器，所述混合器板为多边形板，ɑ＝360°/n，n为混合器板的边数，在组装过程中，可以根据前一组所述混合器单元的混合器板的安装方位和旋转角度ɑ确定后一组所述混合器单元的混合器板的安装方位，多个混合器板按各自确定的安装方位组装成混合器单元后，然后将各个混合器单元依次安装到锅炉的烟道中构成混合器，混合器单元的组装和安装简单方便，结构紧凑。

3.本实用新型实施例提供的组合式静态混合器，所述混合器板为正多边形板，所述混合器板成矩阵排布，能够进一步便于组装，提高结构的紧凑性，缩小占用空间。

4.本实用新型实施例提供的组合式静态混合器，通过设置通孔的总面积为混合器板总面积的1/2－1/4，不仅改善了因通孔面积过大使得混合气体的扰动程度减弱而导致混合均匀性降低的情况，同时也降低了因通孔面积过小而使得气体流动阻力增大的情况发生，进而能够降低能耗；并且通过采用正方形板或长方形板作为混合器板，ɑ为90°，使得旋转安装后，相邻的两组混合器单元上的对应的两个通孔之间部分区域对准，部分区域错开，进而使得混合气体在经过这两个混合器单元时，部分气体能够通过通孔，部分气体折流向两侧扩散，能够最大限度地使烟气与还原剂得到充分混合，同时减少能耗。

5.本实用新型实施例提供的组合式静态混合器，可以根据不同的烟气流场设计不同的混合器板以及混合器单元的个数，以及调节相邻的两个混合器单元的垂直间距，以取得较好的烟气扰动混合效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的混合器单元的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的一种具体实施方式的混合器板的结构示意图；

图3为本实用新型实施例1提供的另一种具体实施方式的混合器板的结构示意图；

图4为本实用新型实施例2提供的锅炉烟气脱硝装置的结构示意图；

附图标记说明：

1、混合器单元；2、混合器板；3、通孔；4、锅炉烟道；5、支撑件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了一种组合式静态混合器，如图1所示，包括4个混合器单元1，所述混合器单元1沿烟气流动方向间隔排布，每个所述混合器单元1包括两个正方形混合器板2，所述混合器板2沿其一侧边开设有矩形通孔3；相邻混合器单元1之间的所述通孔3在烟气流动方向上的投影不重合，在本实施例中，在烟气流动方向上，正对的所有所述混合器板2上的通孔3的投影依次旋转90°，即从图1表示的附图来看，在烟气流动方向上，四个混合器单元1的左侧(或右侧)混合器板2上的通孔3的投影依次旋转90°，从而当烟气在通孔内流过时，气体的流动方向被不断改变，使得混合气体沿着折线路径向前流动，从而延长了混合气体的流动通道，增加混合气体的混合时间，提高气体混合的均匀性。

作为可选择的实施方式，所述混合器单元1的个数可以为4－8个，每个所述混合器单元1包括1个、3个或更多个正多边形混合器板2，只要ɑ满足

0°＜ɑ＜360°即可，上述设置使得混合气体通过上述混合单元时，能够在各个混合器单元1之间形成局部涡流，从而加剧混合气体的扰动程度，增强气体的混合程度；再者，采用多个混合器板2组合而成的混合器单元1，也有助于将混合气体分流成若干股流体，各股流体与被相邻混合器板2分割的相应股流体混合和掺混，提高了混合效果；而且整体混合器结构紧凑，占用空间小，结构简单，便于运载和安装，可适用于不同直径大小的锅炉烟道。

作为可选的实施例，所述混合器板2为多边形板，ɑ＝360°/n，n为混合器板2的边数，在组装过程中，已知前一组所述混合器单元1的混合器板2的安装方位和旋转角度ɑ，即可确定后一组所述混合器单元1的混合器板2的安装方位，多个混合器板2按各自确定的安装方位组装成混合器单元1，然后将各个混合器单元1依次安装到锅炉烟道中构成混合器，混合器单元1的组装和安装简单方便，结构紧凑，作为优选的实施例，如图2所示，所述混合器板2 为正多边形板，多个所述混合器板2成矩阵排布，能够进一步便于组装，提高结构的紧凑性，缩小占用空间。

作为优选的实施例，所述混合器板2上至少开设有一个通孔3，所述通孔3 的总面积占所述混合器板2总面积的1/4－1/2，不仅改善了因通孔3面积过大使得混合气体的扰动程度减弱而导致混合均匀性降低的情况，同时也降低了因通孔3面积过小而使得气体流动阻力增大的情况发生，进而能够降低能耗，图 1和图2中，通孔3的面积占所述混合器板2总面积的1/2，图3中，通孔3 的面积占所述混合器板2总面积的1/4。

可选的，所述混合器板2为正三角形板、正四边形板、正五边形板或正六边形板，如图1所示，作为可选的实施例，所述混合器板2为正四边形板，ɑ为90°，通孔3的面积占所述混合器板2总面积的1/2，使得旋转安装后，相邻的两组混合器单元1上的对应的两个通孔3之间部分区域对准，部分区域错开，进而使得混合气体在经过这两个混合器单元1时，部分气体能够通过通孔 3，部分气体折流向两侧扩散，能够最大限度地使烟气与还原剂得到充分混合，同时减少能耗。

作为优选的实施例，所述混合器板2可以为不锈钢板或碳钢板，使其混合器板2具有足够的强度和抗腐蚀性，以及不易附着烟尘的优点，优选地，所述混合器板2的厚度为3－8mm。

作为优选的实施例，多个所述混合器单元1平行排布，且与烟气流动方向相互垂直。

单个所述混合器单元1包括20－30个混合器板2，相邻的两个所述混合器单元1之间的垂直间距为200mm－400mm。混合器板2可通过焊接的方式组装在一起构成混合器单元1，也可通过螺栓连接的方式进行可拆卸组装，以便于维修、更换和清洗等工作。

可以根据不同的烟气流场设计不同的混合器板2以及混合器单元1的个数，以及调节相邻的两个混合器单元1的垂直间距，以取得较好的烟气扰动混合效果。

实施例2

本实施例提供了一种锅炉烟气脱硝装置，如图4所示，包括实施例1所述的组合式静态混合器，所述组合式静态混合器设置在锅炉烟道4中，所述组合式静态混合器包括若干混合器单元1，所述混合器单元1沿烟气流动方向间隔排布，本实施例中，混合器包括4个混合器单元1，沿竖直方向间隔排布，还包括：支撑件5，所述组合式静态混合器通过支撑件5固定安装于烟道内壁上。所述组合式静态混合器可以以焊接或者现有的可拆卸连接的方式安装于支撑件 5上，支撑件5可采用焊接的方式将组合式静态混合器固定于烟道内壁上。

使用时，锅炉烟气由锅炉尾部烟道的进气口进入，与氨气或还原剂初步混合后，进入混合器二次混合后，进入脱硝反应器脱硝。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。