高低温烟气混合装置及混合方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及净化废气的一般方法及为这类方法特别设计的设备或装置，特别是涉 及采用注入反应剂的催化方法净化废气的装置及方法。
【背景技术】
[0002] 当前，在全国推行锅炉烟气脱硝的进程中，某些机组在省煤器与空气预热器之间 没有脱硝空间，而经过技术、经济比较又需要采用选择性催化还原（SCR)脱硝工艺。这就出 现了一种困境:SCR脱硝采用的高温催化剂需要的活性反应温度约300_400°C，对于在省煤 器与空气预热器之间没有脱硝空间的机组，其可布置脱硝装置的除尘器后位置的烟温通常 在110°C_150°C左右，不能满足催化剂的适用温度要求。为此，有的工艺采用热风炉提供高 温烟气以加热低温的除尘器后烟气，但是，热风炉输出的高温烟气达800°C以上，如何使其 在低温烟道内与低温烟气安全、快速、有效地混合涉及到烟气流场、温度场、烟道热应力、烟 道材料等一系列问题，这些问题给企业生产带来了极大困扰。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种高低温烟气混合装置，该装置可有效避免烟 道内出现较大的温度梯度和热应力差，烟道不需要采取耐火涂料或铺设耐火砖等易损耗 材，可安全实现极高温差烟气在低温烟道内快速有效混合。
[0004] 为解决上述问题，本发明采用了如下技术方案：
[0005] 本发明高低温烟气混合装置，包括一根一端开口的热烟气母管，所述母管同侧连 接有若干根相互平行且与所述母管垂直的热烟气分配支管，所述支管一端伸入烟道壁内， 所述支管位于烟道壁内的管体上开设若干通孔，所述通孔沿支管轴向分布。
[0006] 本发明高低温烟气混合装置，其中所述支管与烟道壁的连接处加设密封装置。
[0007] 本发明高低温烟气混合装置，距离所述母管的开口端最远的分配管与母管之间通 过弧形管连接。
[0008] 本发明高低温烟气混合装置，其中所述支管包括与母管固连的粗管和伸入烟道壁 内的细管，所述粗管和细管通过膨胀节连接。
[0009] 本发明高低温烟气混合装置，其中所述母管的管径由开口端向另一端分段式递 减。
[0010] 本发明高低温烟气混合装置，其中所述烟道壁上靠近细管端头的位置处设置有支 架。
[0011] 本发明高低温烟气混合装置，其中所述母管、支管均采用耐高温不锈钢制成。
[0012] 本发明高低温烟气混合装置，其中所述支管的数量不少于3根。
[0013] 本发明还提供了一种利用高低温烟气混合装置对高低温烟气进行混合的方法，包 括如下步骤：
[0014] A.依据高温烟气流量、温度、压力、烟道壁面积，借助流场分析，采用数值模拟计算 出所需支管的个数、通孔的数量、通孔的位置；
[0015] B.在烟道壁内靠近细管端头的位置处装设支架；
[0016] C.从母管内通入高温烟气，高温烟气经支管上的通孔流出后与烟道壁内的低温烟 气混合。
[0017] 本发明高低温烟气混合装置是一种适用于极高温差的高、低温烟气在低温烟道内 进行混合的混合装置，利用该装置对高低温气体进行混合的混合方法可有效避免烟道内出 现较大的温度梯度和热应力差，因而不需要采取耐火涂料或铺设耐火砖等易损耗材，即可 安全实现上述存在极高温差的高、低温烟气在低温烟道内快速有效混合，工程实践表明该 装置运行良好。
[0018] 下面结合附图对本发明的高低温烟气混合装置及混合方法作进一步说明。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明高低温烟气混合装置的实施例一的主视图；
[0020] 图2为本发明高低温烟气混合装置的实施例一的俯视图；
[0021 ]图3为本发明高低温烟气混合装置的实施例二的主视图；
[0022]图4为本发明高低温烟气混合装置的实施例三的主视图；
[0023] 图5为本发明高低温烟气混合装置的实施例二中工况9的模拟结果示意图；
[0024] 图6为本发明高低温烟气混合装置的实施例二中工况9的又一模拟结果示意图；
[0025] 图7为本发明高低温烟气混合装置的实施例二中工况9的另一模拟结果示意图。
【具体实施方式】
[0026] 实施例一：
[0027] 如图1、图2所示，本发明高低温烟气混合装置设置包括一根下端开口的热烟气母 管1，该开口处用于通入高温烟气。为使通入母管1内的高温烟气在上升过程中流速增大以 加快混合速度，母管1的管径由下端的开口端向上端分段式递减，即母管1由下到上分为3 段，每段的管径均匀但每段的管径均大于其上一段的管径。母管1的每段管径均匀的管的右 侧均焊接有一根与母管1垂直的热烟气分配支管2,3根支管2之间相互平行。为减小母管1与 其顶端的支管2的连接部位对气流的阻力，该处的分配管2与母管1之间通过弧形管11连接。 支管2包括与母管1通过焊接固连的粗管22和伸入烟道壁3内的细管23,为克服热应力对支 管2的不利影响，粗管22和细管23通过膨胀节24连接。支管2位于烟道壁3内的管体上即细管 23上开设有若干通孔21，通孔21沿支管2轴向分布，且通孔21可设置在细管23沿其圆周方向 的任意位置处。为保证烟气混合过程中的气密性，避免漏气影响混合效果，细管23与烟道壁 3的连接处加设密封装置。进一步地，为了防止细管23伸入烟道壁内后悬空对管体造成损 害，烟道壁3上靠近细管23端头的位置处设置有支架4，用于支撑细管23，防止其悬空下垂。 为保证烟气混合效果，避免热应力带来的不利影响，延长混合装置使用寿命，母管1、支管2 均采用耐高温不锈钢制成，常见的，可选用耐1000摄氏度以上高温的不锈钢，此处不一一列 举。
[0028] 利用本实施例的混合装置对高低温烟气进行混合的方法与实施例二相同，详见下 文。
[0029] 实施例二：
[0030] 如图3所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例的支管2设置为4根。 下面以本实施例为例对混合方法进行说明，具体步骤如下：
[0031] 1.依据来流烟气流量、温度、压力，