一种可以自动调节氨气量的喷氨装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及烟气净化技术领域，特别是设及一种可W自动调节氨气量的喷氨 装置。
【背景技术】
[0002] 氮氧化物(NOx)是大气污染的主要污染源之一，包括多种化合物如一氧化二氮 (化0)、一氧化氮（NO)、二氧化氮(M)2)、S氧化二氮（化〇3)等。除二氧化氮W外，其他氮氧 化物均极不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又变为二氧化氮。因此， 职业环境中接触的是几种气体混合物常称为硝烟(气），主要为一氧化氮和二氧化氮，并W 二氧化氮为主。
[0003] NOx都具有不同程度的毒性，W-氧化氮和二氧化氮为主的NOx是形成光化学烟雾 和酸雨的一个重要原因。汽车尾气中的NOx与碳氨化合物经紫外线照射发生反应形成的有 毒烟雾，称为光化学烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛，伤害植物，并能使大气能见 度降低。另外，NOx与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的成分。
[0004] 排放到大气中的NOx主要有S个来源：电厂(约占46%)、汽车尾气(约占49%)和炼油 化工厂(约占5%)。全世界每年排入大气的NOx总量约达5 X IO7吨，2008年，我国NOx排放量已 达到2000万吨，成为世界第一大排放国，若不加控制，预计到2020年，NOx排放量将达到3000 万吨，我国"十一五"期间削减二氧化硫10%的努力，也将因 NOx排放量的显著上升而全部抵 消。目前，我国已将NOx作为约束性指标纳入"十二五"期间总量控制范畴。
[000引我国《大气综合污染物排放标准~GBI6297~1996》和《锅炉大气污染物排放标准~ GWPB3~1999》均对NOx的排放作出限制，前者规定：老污染源最高允许排放浓度:420mg/m3， 新污染源为240mg/m 3。
[0006] SCR(选择性催化还原)烟气脱硝技术是应用最为广泛的烟气脱硝技术之一，与其 他技术相比，具有脱硝效率高，选择性好，运行稳定可靠等优点。其原理是在催化剂作用下， 利用还原剂有选择性的与烟气中的NOx反应，并生成无毒害作用的化和也0的技术，其还原剂 可W是氨气、氨水或尿素，亦可选用CO或也，还可选用小分子烧控。
[0007] 在SCR烟气脱硝技术中，氨(N也)和氮氧化物(NOx)的混合效果与脱硝装置的脱硝效 率有密切的关系，如果还原剂和NOx混合的不充分，会导致局部区域内N也/NOx摩尔比过低， 将极大地降低系统脱硝效率。在此情况下，要想达到NOx排放量指标要求，势必要将增大催 化剂的用量或氨的用量，导致运行成本增加或者氨逃逸量增加，形成二次污染。
[0008] 传统的N也和NOx混合方法中利用畑3和NOx之间浓度差，通过自然扩散方式混合，因 此需要很长的混合距离，并且N也和NOx的混合不充分。
[0009] CN200910104626.6介绍了一种采用非等直径喷孔喷氨格栅的SCR脱硝工艺及脱硝 装置，通过采用非等直径喷孔的喷氨格栅，各喷氨孔的直径随氨气流动方向逐渐缩小，从而 保证喷氨过程中，各喷氨孔中的氨气量保持相同，保证脱硝效果。该结构的不足之处在于， 对于分布不均匀的烟气，会产生氨气与烟气混合浓度不均匀的现象，即烟气流速大的位置， 氨气量相对不足，降低脱硝效率，烟气流速小的位置，氨气量相对过剩，形成氨逃逸。
[0010] CN200920045181.4介绍了一种SCR反应装置的引射喷氨混合装置，通过设置数根 分配管，每根分配管上只保留少量喷嘴的方法使每个喷嘴内氨气量保持相同，再通过喷嘴 下方的静态混合叶片，增强氨气与烟气的混合效果。该结构的不足之处在于，将一根喷氨管 变为数根分配管，会导致各分配管内流量互相干扰，增加控制难度，对氨气量波动的适应能 力极差。同时，各分配管均装有流量计和调节阀，增加大量投资。
[0011] 由于氨气在喷氨总管具有一定的流速，所W先于喷氨总管远端的喷嘴喷出，根据 伯努利方程可知，在气体总压不变的情况下，随着管道内氨气的喷出，喷氨管内气体的动压 降低，静压上升。而每个喷嘴喷出的气体量又取决于喷嘴面积，喷氨管内气体静压力和喷嘴 处烟气压力之差，所W在喷嘴面积相同，烟道内烟气压力一致的情况下，各喷嘴喷出的气体 量存在沿喷氨总管的延伸方向逐渐增加的趋势，导致氨气分布不均，影响脱硝效果。 【实用新型内容】
[0012] 针对现有技术不足，本实用新型提供一种可W自动调节氨气量的喷氨装置，旨在 解决现有技术中喷氨管内氨气分布不均，对烟气分布均匀性的适应不足的问题。
[0013] 本实用新型提供一种可W自动调节氨气量的喷氨装置，所述喷氨装置设置于烟道 内，所述喷氨装置包括喷氨总管、喷氨支管、堵板、喷嘴、弹黃和配重片;所述喷氨总管经烟 道一侧与烟道成垂直方向穿入烟道，其中，位于烟道内的喷氨总管一端为封闭端，喷氨总管 的另一端与供氨设备连接，位于烟道内的喷氨总管上端开设有若干孔，所述喷氨支管一端 与喷氨总管上开设的孔相连，另一端与堵板连接，所述堵板中屯、设置有喷嘴，所述堵板下表 面连接有弹黃，弹黃的另一端与黃片连接。
[0014] 本实用新型喷氨装置中，所述的堵板下表面设置有2~8个相同的弹黃，优选设置4 个。
[0015] 本实用新型喷氨装置中，所述的喷嘴伸入堵板内，伸入距离等于弹黃原长。
[0016] 本实用新型喷氨装置中，所述配重片的直径应大于喷嘴外径，且中屯、与喷嘴中屯、 相对应。
[0017] 本实用新型喷氨装置中，所述喷嘴与配重片之间形成氨气通道，动态改变氨气喷 出量。
[0018] 本实用新型喷氨装置中，所述配重片的重量G应满足在静止状态下G=nXkX Ah (n为弹黃数量，k为弹黃的劲度系数，Ah为弹黃形变量），有All=! X d2(cb为喷嘴直径）。
[0019] 本实用新型喷氨装置中，所述弹黃沿配重片中屯、对称，保证配重片各方向受力均 匀。
[0020] 本实用新型喷氨装置中，所述喷嘴喷射方向可W与烟气同向，也可W与烟气逆向。
[0021] 与现有技术相比，本实用新型通过将氨气自身的推动力与弹黃弹力的结合，动态 调节氨气通道的面积，实现了氨气量和烟气分布状况的匹配，满足SCR技术对氨气分布均匀 性的要求，解决了常规喷氨格栅无法自动调节氨气流量的问题，具有结构简单，适应能力 强，实施效果好等优点，适合推广应用。
【附图说明】
[0022] 图I为本实用新型所述喷氨装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图对本实用新型所述可W自动调节氨气量的喷氨装置做进一步说明。
[0024] 由图1所示，本实用新型喷氨装置位于烟道内，所述喷氨装置1设置于烟道内，所述 喷氨装置包括喷氨总管1、喷氨支管2、堵板6、喷嘴5、弹黃4和配重片3;所述喷氨总管1经烟 道一侧与烟道成垂直方向穿入烟道，其中，位于烟道内的喷氨总管1 一端为封闭端，喷氨总 管1的另一端与供氨设备连接，位于烟道内的喷氨总管1上端开设有若干孔，所述喷氨支管2 一端与喷氨总管上开设的孔相连，另一端与堵板6连接，所述堵板中屯、设置有喷嘴5,喷嘴5 伸入堵板6内，伸入距离为弹黃4的原长，所述堵板下表面连接有弹黃，弹黃的另一端与黃片 连接，喷嘴5与配重片3之间的空间为氨气通道7。
[0025] 静止状态下弹黃被拉长，则配重片重量G=nXkXAh(n为弹黃数量，k为弹黃的劲 度系数，Ah为弹黃形变量）。由于喷嘴伸入堵板内的距离h=弹黃的原长1〇,则此时的烟气通 道面积n X d2 X A1 巧 X dsS，即 A11=喜 X d2。
[0026] 由图1所示，本实用新型喷氨装置在使用时，氨气W-定的速度经喷氨总管1喷入， 并在惯性作用下，优先通过最远端的喷氨支管2。氨气进入喷氨支管2之后，一部分氨气沿喷 氨支管2与配重片3之间的缝隙，经氨气通道7和喷嘴5与烟气混合。另一部分烟气在惯性力 作用下，通过配重片3压缩弹黃4,使弹黃4收缩(Ah<!Xd2)，实现减小氨气通道7的面积的 作用。
[0027] 由伯努利方程可知，在气体总压不变的情况下，随着氨气的喷出，喷氨管内气体的 动压降低，静压Pi上升。弹黃4逐渐收缩，氨气通道7面积逐渐减小，从喷嘴5喷出的氨气量随 之减少，静压Pi下降。
[0028] 当整个喷氨过程达到稳定后，存在nXkXAb + PiXSi= G(配重片)+PaXS2,对于 一定的喷氨装置而言，公式中的大部分参数为定值，Ab的大小取决于Pl和Pa,而氨气通道7 的面积仅与Ab相关，即在喷嘴内外压差的作用下，实现氨气通道面积的自由调节，进而实 现氨气量的自由调节，保证氨气均匀分布。
【主权项】
1. 一种可以自动调节氨气量的喷氨装置，所述喷氨装置设置于烟道内，所述喷氨装置 包括喷氨总管、喷氨支管、堵板、喷嘴、弹簧和配重片;所述喷氨总管经烟道一侧与烟道成垂 直方向穿入烟道，其中，位于烟道内的喷氨总管一端为封闭端，喷氨总管的另一端与供氨设 备连接，位于烟道内的喷氨总管上端开设有若干孔，所述喷氨支管一端与喷氨总管上开设 的孔相连，另一端与堵板连接，所述堵板中心设置有喷嘴，所述堵板下表面连接有弹簧，弹 簧的另一端与簧片连接。2. 按照权利要求1所述的喷氨装置，其特征在于:所述的堵板下表面设置有2~8个相同 的弹黄。3. 按照权利要求2所述的喷氨装置，其特征在于:所述的堵板下表面设置有4个相同的 弹黄。4. 按照权利要求1所述的喷氨装置，其特征在于:所述的喷嘴伸入堵板内。5. 按照权利要求4所述的喷氨装置，其特征在于:所述的喷嘴伸入堵板内的距离等于弹 簧原长。6. 按照权利要求1所述的喷氨装置，其特征在于:所述配重片的直径大于喷嘴外径，且 中心与喷嘴中心相对应。7. 按照权利要求1所述的喷氨装置，其特征在于：所述喷嘴与配重片之间形成氨气通 道。8. 按照权利要求1所述的喷氨装置，其特征在于:所述配重片的重量G应满足在静止状 态下GinXkXAlKn为弹簧数量，k为弹簧的劲度系数，Ah为弹簧形变量），(d2为喷嘴直径）。9. 按照权利要求1所述的喷氨装置，其特征在于:所述弹簧沿配重片中心对称。10. 按照权利要求1所述的喷氨装置，其特征在于:所述喷嘴喷射方向与烟气同向或逆 向。
【专利摘要】本实用新型提供一种可以自动调节氨气量的喷氨装置，所述喷氨装置设置于烟道内，所述喷氨装置包括喷氨总管、喷氨支管、堵板、喷嘴、弹簧和配重片；位于烟道内的喷氨总管上端开设有若干孔，所述喷氨支管一端与喷氨总管上开设的孔相连，另一端与堵板连接，所述堵板中心设置有喷嘴，所述堵板下表面连接有弹簧，弹簧的另一端与簧片连接。本实用新型通过将氨气自身的推动力与弹簧弹力的结合，动态调节氨气通道的面积，实现了氨气量和烟气分布状况的匹配，满足SCR技术对氨气分布均匀性的要求。
【IPC分类】B01D53/90, B01D53/56
【公开号】CN205109403
【申请号】CN201520860764
【发明人】姜阳, 李欣, 齐慧敏, 王昊辰, 王明星, 魏晓霞
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月2日