臭氧烟气混合装置及烟气脱硝系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及锅炉烟气脱硝技术领域，尤其涉及一种采用氧化法脱硝的臭氧烟气混合装置及烟气脱硝系统。
【背景技术】
[0002]以煤炭为燃料提供热能的各种动力设备，在生产及生活中很常见，例如发电厂、热电厂的锅炉等，煤在燃烧的过程中会形成含有大量氮氧化物的烟气，直接排放会污染大气环境，需要在排放前进行脱氮(即脱硝)处理。
[0003]现有的脱硝方法主要有还原法和氧化法，其中应用较多的还原法是利用氨气作为脱硝剂，在氨气的作用下将氮氧化物分解成氮气和水。但普遍存在脱硝率较低的缺点，此夕卜，设备投资高、占地面积大；氨气容易产生逃逸，进而形成硫酸氨腐蚀锅炉尾部的受热面和本体，增加了锅炉的运行和维修费用。氧化法是一种新的脱硝工艺，其利用臭氧作为氧化剂，将氮氧化物中的NO氧化成NO2，再用水或碱性溶液吸收。因为臭氧具有较好的氧化性能，氧化法的脱硝率较高，臭氧逃逸也不会形成后续污染和腐蚀。和氨气作为脱硝剂喷入烟气混合的特性不同，臭氧的稳定性较差，容易分解，臭氧和烟气混合的时间过长或不均匀，将影响臭氧脱硝的效率，目前还没有较好的臭氧和烟气混合装置。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种臭氧烟气混合装置及烟气脱硝系统，用以解决现有技术中臭氧和烟气混合速度和深度不足的问题，增大两者的混合时间和面积，提高臭氧脱硝率。
[0005]本实用新型通过以下技术方案予以实现:
[0006]一种臭氧烟气混合装置，包括固定安装在烟道内的喷射管排，所述喷射管排包括竖向管排和横向管排，均由多根按相同间距布置的喷射管构成，其竖向和横向的喷射管将烟道截面分隔成多个面积均衡的混合流通区；所述喷射管在烟气流向侧管壁开有条形的喷口，所述喷口在喷射管的长度方向按相同间距设有多处；所述喷口外设有旋流机构，所述旋流机构包括圆弧状的护板，护板卡设在喷射管外周，其横向端部开有对称的螺孔，螺孔内设有螺栓，螺栓和螺孔配合将护板固定在喷射管上，所述护板上设有可露出喷口的槽，槽内沿喷口长度方向固定有螺旋叶片，所述螺旋叶片和喷口具有20°?60°的倾角。
[0007]本实用新型提供的臭氧烟气混合装置，在烟道垂直烟气流向的截面设有喷射管排，包括横向管排和竖向管排，喷射管排由多根按相同间距布置的喷射管构成，喷射管纵横分割将烟气在烟道内的流通截面分成多个面积均衡的混合区。喷射管上开有多个条形的喷口，可较好的增大烟气与臭氧的混合面积。和采用圆孔状喷头等有着本质区别的是，条形喷口具有更好的喷射速度和深度，给烟气流场较好的扰动，和烟气接触混合的时间加长，混合面增大，从而使得臭氧和烟气的混合均匀，提高臭氧的氧化能力。臭氧气体从喷射管入口进入，从条形的喷口迎向烟气喷出，同一圆周面上以圆心对称设置有两个喷口，喷口与烟气形成一定角度交叉射流，保证混合深度。一个混合区内喷射管上的喷口形成正交多条分布，可确保臭氧和烟气均匀混合，减少混合盲区。为了提高臭氧从喷口喷出对烟气的扰动，在喷口外设有旋流机构，臭氧经过旋流机构的螺旋叶片，可将臭氧气流分割并产生一定的旋转弧度，带动烟气进入旋流动态，两种气流的扰动加强，混合的面延长，混合效果更好。同时设置在喷射管外周的旋流机构还具有防止烟气灰尘沉积在喷口的作用，臭氧气流经过螺旋叶片将形成冲刷并较好的带离灰尘避免积灰堵塞喷口。通过上述结构设置，使臭氧氧化的效率更好，保证了较高的臭氧脱硝效率。避免了臭氧混合速度慢、混合时间长等导致的臭氧自动分解，氧化效率降低等负面影响。
[0008]为了进一步实现本实用新型的目的，还可以通过以下技术方案:
[0009]所述喷口在喷射管同一圆周面对称设置有平行的两个喷口，两个喷口之间的中心线夹角a为90°?120° ;在喷射管长度方向上相邻喷口的中心距b为350?500mm。所述横向管排设在竖向管排后方，两者之间的间距c为30?150mm。所述烟道内布置有I?3层喷射管排，层与层之间的间距d为2?3m。所述喷口长度为喷射管直径的I?2.5倍，其宽度为喷射管直径的1/5?1/8倍，所述喷口出口流速为喷射管内流速的2?3.5倍。
[0010]本实用新型提供一种烟气脱硝系统，包括如上所述的臭氧烟气混合装置以及臭氧发生器，所述臭氧发生器的出口连通输送总管，输送总管通过输送支管连接喷射管入口，所述输送总管上装有流量调节阀。
[0011]在上述烟气脱硝系统中，还可以在所述输送支管上分别安装分量调节阀。根据烟气流场的情况和氮氧化物的浓度，对每根喷射管进行臭氧喷射量的调节和分配。在烟道内安装对氮氧化物浓度检测的在线监测仪，在线监测仪的信号输出端连接臭氧发生器的控制器或者流量调节阀的执行机构，当氮氧化物浓度高于设定值时，提高臭氧的流量，确保脱硝的效率；当氮氧化物浓度低于设定值时，可适当降低臭氧的流量，实现经济运行，节约成本，增加效益。
[0012]本实用新型的优点是:
[0013]1、采用横向管排和竖向管排布置，使喷射管纵横交错，将烟气的流通截面分割成多个面积均衡的混合区。每个混合区内喷射管上的喷口形成正交多条分布，可确保臭氧和烟气均匀混合，减少混合盲区。
[0014]2、喷射管同一圆周面上以圆心对称设置有两个喷口，喷口与烟气形成一定角度交叉射流，保证混合深度。
[0015]3、在喷口外设有旋流机构，增强臭氧从喷口喷出对烟气的扰动，臭氧经过旋流机构的螺旋叶片，可将臭氧气流分割并产生一定的旋转弧度，带动烟气进入旋流动态，两种气流的扰动加强，混合面延长，混合效果更好。
[0016]4、设置在喷射管外周的旋流机构，还具有防止烟气灰尘沉积在喷口的作用，臭氧气流经过螺旋叶片，将形成冲刷并较好的带离灰尘，避免积灰堵塞喷口。
[0017]5、本实用新型在喷射管上开设条形喷口，喷射管和喷口一体集成，加工工艺简单、生产效率高、投资成本低，方便使用和维护。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型臭氧烟气混合装置实施例的结构示意图；图2是图1的左视图；图3是图1中I局部放大结构示意图；图4是图3中A-A向剖视图；图5是本实用新型烟气脱硝系统实施例的结构示意图。
[0019]附图标记:1、烟道；2、喷射管排；3、喷射管；4、喷口 ；5、旋流机构；6、护板；9、槽；10、螺旋叶片；11、臭氧发生器；12、流量调节阀；13、分量调节阀；14、输送总管；15、输送支管；16、在线监测仪。
【具体实施方式】
[0020]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
[0021]如图1、图2所示，本实施例一种臭氧烟气混合装置，包括固定安装在烟道I内的喷射管排2，该喷射管排2布置有横向管排和竖向管排，均由多根按相同间距布置的喷射管3构成，其竖向和横向的喷射管3纵横分割交错将烟道I截面分成多个面积均衡的混合区；图2和图4中箭头方向为烟气的流向。喷射管3在烟气流向侧管壁开有条形的喷口 4，喷口 4在喷射管3的长度方向按相同间距设有多处；喷口 4外设有旋流机构5，如图3、图4所示，该旋流机构5包括圆弧状的护板6，护板6卡设在喷射管3外周，其横向端部开有对称的螺孔，螺孔内设有螺栓，螺栓和螺孔配合将护板6固定在喷射管3上，护板6上设有可露出喷口的槽9，槽9内沿喷口 4长度方向固定有螺旋叶片10，螺旋叶片10和喷口 4的倾角为30。。
[0022]其中，喷射管排2在烟道I内可采用支架固定，为了减少喷射管3