专利名称：适用于sncr脱硝的自动调节型还原剂喷射装置的制作方法
技术领域：
本发明属于烟气净化技术领域，具体地说，是一种适用于SNCR脱硝的自动调节型还原剂喷射装置。
背景技术：
随着NOx排放量的不断增加，由NOx导致的环境污染问题日益引起人们的重视。目前，烟气脱硝较为常用的是SCR法和SNCR法。SCR与SNCR法都是以NHx为还原剂喷入反应炉内有“选择性”的在催化剂或无催化剂的作用下，与烟气中的NOx反应，生成无毒无污染的氮气(N2)和水(H20)。在SCR法中，催化剂费用通常占到SCR系统初始投资的一半左右， 且催化剂在使用过程中会因中毒、磨蚀失效等原因而需更换，因而存在着运行费用高、设备投资大的缺点。而SNCR法是将含有NHx基的还原剂(如氨、尿素)喷入反应炉中，在温度为 800 1100°C的区域，还原剂迅速分解成NH3，与烟气中的NOx进行反应生成N2。研究表明 在混合良好的情况下，氨和尿素等氮还原剂和NOx的反应在0. 3秒内基本达到平衡，SNCR 法属于快反应，还原剂和NOx的混合效果和快慢对于脱硝效率有作十分重要的影响。现有的还原剂喷射装置通常采用的是气力雾化喷射装备，如喷枪和墙式喷嘴，均存在着以下缺点一是一经安装后喷孔的位置即固定，无法随烟气工况的波动进行有效调整，达不到理想的脱硝效率；二是喷孔喷射面积固定，无法使喷入的还原剂与烟气充分混合，导致未参加反应的还原剂随烟气排空而浪费，造成对环境的二次污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足之处，提供一种结构合理、 易于制造的适用于SNCR脱硝的自动调节型还原剂喷射装置，以提高还原剂的利用率和脱硝效果。本发明为解决其技术问题所采用的技术方案包括压缩空气管道和还原剂管道， 压缩空气管道的外侧面设有压缩空气进气接管，还原剂管道的后端设有还原剂进口接管； 压缩空气管道套置于还原剂管道外，并形成密闭的夹套；还原剂管道的前端部为管径放大的扩散管，在该扩散管上开设有混合孔；并且在上述扩散管的前端设有喷头，喷头的侧面及前端面上开设有喷孔；还原剂管道由自动调节机构实现其轴向前后运动，所述的自动调节机构包含步进电机、导向滑块和固定臂，固定臂的两端分别与还原剂管道及步进电机相连， 步进电机装于导向滑块上，这样通过步进电机在导向滑块上的前进或后退，从而带动固定臂及还原剂管道作前后运动。上述压缩空气管道的前端呈收口状，使此处压缩空气突然收缩而进入还原剂管道内。在上述压缩空气管道的外周面上装有固定法兰，以便于本装置的安装。上述扩散管上开设的混合孔为一组锥形混合孔和一组长方形格栅混合孔；锥形混合孔的进、出口直径比为改为1.6 1.4:1 ；长方形格栅混合孔的开孔方向与扩散管的管壁相切。上述喷头前端面上开设的喷孔呈椭圆形，其长短径比为6. 5、. 5:1，喷射夹角为 7(Γ72° ；喷头侧面开设的喷孔为两组长方形的喷孔，其喷射角度分别为35 38°和20 22° ；从而保证了喷头上三种喷孔喷出的还原剂在垂直于烟气流向的截面上呈180°扇形分布。工作时，压缩空气从进气接管进入由压缩空气管道和还原剂管道构成的夹套内， 脱硝还原剂由还原剂进口接管进入还原剂管道内，两者在压力作用下，分别在还原剂管道内、还原剂管道与压缩空气管道间的夹套内向前流动，脱硝还原剂流动到扩散管时，还原剂流速由于管径的扩大而减慢，同时由于压缩空气管收口的突然收缩，夹套内的大部分压缩空气从扩散管的锥形混合孔进入后水平进入喷头内腔，其余部分从长方形格栅混合孔切向进入还原剂管道内，与还原剂共同产生旋流，在喷头内腔充分混合后，经喷嘴的喷孔喷入烟气中。在运行工况发生波动时，炉内烟气流速也相应发生波动，此时，根据烟气量、出口 NOX浓度及氨逃逸等监测数据计算得出的数据信号，通过控制自动调节机构的步进电机在导向滑轨上的进、退来使固定臂上的还原剂管道伸入炉内的长度发生变化，喷头侧向的长方形喷孔面积发生改变，从而使喷孔总面积大小发生变化。由于喷头内腔的压力基本保持不变，当还原剂管道向后运动时，喷头侧面的喷孔面积变小，还原剂与压缩空气混合物的喷射压力变大，从喷孔中喷出的还原剂雾化颗粒可达到较远的喷射距离；反之，当还原剂管道向前运动时，喷孔总面积增大时，还原剂与压缩空气混合物的喷射压力变小，从喷孔中喷出的还原剂雾化颗粒的喷射距离变小。本发明的有益效果在于一是其结构合理，无复杂的制作部件，制作成本较低；二是通过自动调节机构，调节喷射装置的插入炉内的深度实现对还原剂喷入距离的有效调整，可以适应工况的波动，保证SNCR系统较高的脱硝效果；三是通过喷孔面积的调节，达到还原剂在烟气中的穿透性可调节，保证在烟道截面上还原剂与烟气的充分混合，提高还原剂的利用率，降低了运行成本，同时也减少了还原剂因未充分反应而排放所造成的二次污
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图1为本发明的结构示意图2为本发明喷头部分的结构示意图。图中1为还原剂进口接管、2为自动调节机构、2-1为步进电机、2-2为导向滑块、 2-3为固定臂、3为封头、4为压缩空气进气接管、5为固定法兰、6为压缩空气管道、7为还原剂管道、8为扩散管、8-1为锥形混合孔、8-2为长方形格栅混合孔、9为喷头、9-1为椭圆形喷孔、9-2和9-3为长方形喷孔。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。本发明所述的适用于SNCR脱硝的自动调节型还原剂喷射装置，包括压缩空气管道6、还原剂管道7和自动调节机构；在上述压缩空气管道6的外周面上装有固定法兰5，以便于本装置的安装。在压缩空气管道6的外侧面设有压缩空气进气接管4，还原剂管道7的后端设有还原剂进口接管1 ；压缩空气管道6套置于还原剂管道7外，压缩空气管道6的前端呈收口状，与还原剂管道7的外表面成紧配合，压缩空气管道6的后端设有封头3，使压缩空气管道6的内腔与还原剂管道7的外表面间形成密闭的夹套。还原剂管道7的前端部为管径放大的扩散管8，在该扩散管8上开设有一组锥形混合孔8-1和一组长方形格栅混合孔 8-2 ；锥形混合孔8-1的进、出口直径比为1. 5:1 ；长方形格栅混合孔8-2的开孔方向与扩散管8的管壁相切。上述扩散管8的前端设有喷头9，喷头9的侧面及前端面上开设有两组长方形喷孔9-2、9-3和椭圆形喷孔9-1 ；椭圆形喷孔9-1的长短径比为6 :1，其喷射夹角为 72° ；两组长方形的喷孔9-2和9-3的喷射角度分别为36°和20° ；从而保证了喷头上三种喷孔喷出的还原剂在垂直于烟气流向的截面上呈180°扇形分布。所述的自动调节机构 2包含步进电机2-1、导向滑块2-2和固定臂2-3，固定臂2-3的两端分别与还原剂管道7及步进电机2-1固定相连，步进电机2-1装于导向滑块2-2上，这样还原剂管道7即可在自动调节机构2的作用下实现轴向前后运动，从而调节喷头9上喷孔面积，达到调节还原剂喷出的距离的目的。工作时，压缩空气从压缩进气接管4进入由压缩空气管道6和还原剂管道7构成的夹套内，脱硝还原剂由进口接管1进入还原剂管道7内，两者在压力的作用下，分别在还原剂管道7内、还原剂管道7与压缩空气管道6间的夹套内向前流动，还原剂流动到扩散管 8时，由于扩散管8的直径扩大，还原剂流速迅速变小，夹套内的压缩空气经由扩散管8上的锥形混合孔8-1和长方形格栅混合孔8-2进入还原剂管道7内，在喷头9的内腔内充分混合后，经侧向长方形喷孔9-2、9-3和椭圆形喷孔9-1喷入烟气中。喷出的还原剂在垂直于烟气流向的截面上呈180°扇形分布，保证了与烟气的充分混合。在运行工况发生波动时，炉内烟气流速也相应发生波动，此时，根据烟气量、出口 NOX浓度及氨逃逸等监测数据计算得出的数据信号，控制自动调节机构2中步进电机2-1在导向滑轨2-2上的向前或向后滑动，来调节还原剂管道7的伸入长度，致使长方形喷孔9-3 的面积发生了改变，因而使伸入炉内的喷孔总面积大小发生变化。由于喷头9内腔的压力基本保持不变，当还原剂管道7向后运动时，喷头9侧面的喷孔面积变小，还原剂与压缩空气混合物的喷射压力变大，从喷孔中喷出的还原剂雾化颗粒可达到较远的喷射距离；反之， 当还原剂管道7向前运动时，喷孔总面积增大时，还原剂与压缩空气混合物的喷射压力变小，从喷孔中喷出的还原剂雾化颗粒的喷射距离变小。以此达到自动调节还原剂喷射距离的目的。
权利要求
1.适用于SNCR脱硝的自动调节型还原剂喷射装置，包括压缩空气管道和还原剂管道， 压缩空气管道的外侧面设有压缩空气进气接管，还原剂管道的后端设有还原剂进口接管； 压缩空气管道套置于还原剂管道外，并形成密闭的夹套；其特征在于还原剂管道的前端部为管径放大的扩散管，在该扩散管上分别开设有混合孔；并且在上述扩散管的前端设有喷头，喷头的侧面及前端面上开设有喷孔；还原剂管道由自动调节机构实现其轴向前后运动，所述的自动调节机构包含步进电机、导向滑块和固定臂，固定臂的两端分别与还原剂管道及步进电机相连，步进电机装于导向滑块上。
2.根据权利要求1所述的适用于SNCR脱硝的自动调节型还原剂喷射装置，其特征在于上述压缩空气管道的前端呈收口状。
3.根据权利要求1或2所述的适用于SNCR脱硝的自动调节型还原剂喷射装置，其特征在于在上述压缩空气管道的外周面上装有固定法兰。
4.根据权利要求1所述的适用于SNCR脱硝的自动调节型还原剂喷射装置，其特征在于上述扩散管上分别开设有混合孔为一组锥形混合孔和一组长方形格栅混合孔；锥形混合孔的进、出口直径比为改为1.6 1.4:1 ；长方形格栅混合孔的开孔方向与扩散管的管壁相切。
5.根据权利要求1所述的适用于SNCR脱硝的自动调节型还原剂喷射装置，其特征在于上述喷头前端面上开设的喷孔呈椭圆形，其长短径比为6. 5^5. 5:1，喷射夹角为 7(Γ72° ；喷头侧面开设的喷孔为两组长方形的喷孔，其喷射角度分别为35 38°和20 22°。
全文摘要
本发明提供一种适用于SNCR脱硝的自动调节型还原剂喷射装置。包括压缩空气管道和还原剂管道，压缩空气管道的外侧面设有压缩空气进气接管，还原剂管道的后端设有还原剂进口接管；压缩空气管道套置于还原剂管道外，并形成密闭的夹套；还原剂管道的前端部为管径放大的扩散管，在该扩散管上开设有混合孔；扩散管的前端设有喷头，喷头的侧面及前端面上开设有喷孔；还原剂管道的轴向前后由包含步进电机、导向滑块和固定臂的自动调节机构所控制，固定臂的两端分别与还原剂管道及步进电机相连，步进电机装于导向滑块上。本发明结构合理，制作成本较低；提高还原剂的利用率，降低了运行成本，也减少了还原剂因未充分反应而排放所造成的二次污染。
文档编号B01D53/78GK102489137SQ20111042412
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者何美华, 刘怀平, 王永泉 申请人:江苏科行环境工程技术有限公司