超音速脱硝喷枪的制作方法

本发明涉及一种烟气处理装置，特别是在电站锅炉尾气排放处理中广泛使用的超音速脱硝喷枪。

背景技术：

目前,在锅炉特别是电站锅炉尾部烟气净化处理中广泛使用的脱硝喷枪,其主要作用是往烟道尾气中喷入氨水或尿素液体，与烟气中的nox化合，还原成氮气，无害排放，其主要结构形式为简单机械+压缩空气雾化方式,有的枪体结构简单,但枪头结构复杂,而有的枪头结构简单,但枪体结构复杂,但归根结底,不管其结构上有多复杂，其雾化效果都有待提高，也就是说脱硝介质还可以进一步节约，其原因就在于都没有完全掌握和利用好压缩空气的本身特性,都没有很好地发挥其空气动力学特性,停留在简单、低效利用高品质能源的现象,为此，亟需改进和提高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供的一种简单、可靠、高效的超音速脱硝喷枪。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为超音速脱硝喷枪，它包括有枪体和枪头；所述枪体包括有内管和外管，并通过枪座将内管与外管两者联接起来；所述枪头包括有枪颈和枪帽，枪帽安装在枪颈上，再与枪体联接起来，由此构成所述的超音速脱硝喷枪。

所述超音速脱硝喷枪的枪体的主要特征是内管走脱硝液，而外管走压缩空气，构成内管置于外管内的套管结构。

所述超音速脱硝喷枪的枪颈的主要特征是其内部设有液体分配器，该分配器通有两相流，即脱硝液和压缩空气的二维流体同时流过。

所述超音速脱硝喷枪的枪帽的主要特征是枪帽内腔为一维混合流，枪帽头部均匀开设有若干个通孔，混合流进入通孔后以一定角度向外喷射。

附图说明

附图1超音速脱硝喷枪的整体结构剖视图，附图2是超音速脱硝喷枪的枪帽局部结构旋转剖视三视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明作进一步详述：

本发明的结构如下:

参照附图所示,超音速脱硝喷枪，包括有：内管1、进气口2、枪座3、外管4、分配器5、气槽6、出液孔7、枪颈8、渐缩口9、喉口10、渐扩口11、枪帽12、混合腔13、节流锥14和喷孔15。

所述的超音速脱硝喷枪，包括有：枪体、枪颈和枪帽。

其中所述超音速脱硝喷枪的枪体包括有内管1、进气口2、枪座3和外管4，内管1和外管4同心焊在枪座3上，进气口2焊在外管4上。

其中所述超音速脱硝喷枪的枪颈包括有枪颈8和分配器5，在所述的枪颈8内开设有渐缩口9、喉口10和渐扩口11，在所述的分配器5上开设有气槽6、出液孔7和节流锥14。

其中所述超音速脱硝喷枪的枪帽包括有枪帽12和喷孔15。

所述超音速脱硝喷枪的分配器5安装在内管1的出口处，枪颈8安装在外管4的出口处，枪帽12则安装在枪颈8的出口处，而喷孔15则开在枪帽12的本体上。

所述的超音速脱硝喷枪，其整体通过安装螺栓固定在烟道气流流通截面上。

工作原理：

首先，脱硝液以一定压力导入内管1内，而压缩空气则由进气口2导入外管4内。

所述的超音速脱硝喷枪其中的一个出液孔7开在节流锥14的中心内,为轴向孔,该孔的出流方向与气流方向夹角为45度；而其余的出液孔7则与气槽6底面垂直正交,为径向孔,且数量与气槽6的数量相同,这样大部分的脱硝液由径向的出液孔7进入气槽6,在这里与高速压缩空气相遇,进行初步混合,这部分混合流称为主流,为气-液混合物,随即进入枪颈8的渐缩口9，渐缩口9为膨胀加速开始段，而一小部分的脱硝液则有轴向的出液孔7进入节流锥14内喷出,在节流锥14的出口界面与高速的主流混合,然后，主流与支流混合后仍然为气-液混合物,进入喉口10内,到达喉口10时膨胀加速到音速，混合流紧接着进入枪颈8的渐扩口11并继续膨胀加速，两相流在这里进一步加速发展，并最终超过音速，超过音速后在枪帽12的混合腔13里强烈搅拌混合后，最后由喷孔15射出。

这样做的好处是：

所述的枪颈8是采用的渐缩-喉口-渐扩的膨胀结构，根据气体总压定律，气体在膨胀过程中一直在加速，也就是静压转换成动压的过程，气体压力是缓慢释放的，这就保证了良好的冲击力，而且一直处于欠膨胀状态，形成有背压存在的高速气流，该气流进入烟气中时，一切小压强扰动即亚音速气流均无法穿越，这样就可以轻松穿透横向气流，可以无干扰地到达预定空间位置，使脱硝液充分分布于烟道横截面，与氮氧化物充分接触，对脱硝过程起到积极作用。

出液孔7开设了多个，气槽6的每个槽内均开有一个出液孔7，同时，节流锥14内也开设一个出液孔7，出液孔7直接与脱硝液内管1联通，两相流可以在混合初期就具备很好的混合条件，同时对脱硝液没有高压要求。

节流锥14可以减少对压缩空气的消耗，并减少喉口10的气流流通阻力。

枪帽12的作用主要是将前期超音速雾化后的两相流再予以充分接触、充分混合，经充分发展后，两者同时以音速或超音速气流状态从喷孔15喷出，喷出后的气流速度超过音速多少取决于气源总压力，以及有无背压要求。

特别是：枪帽12上的喷孔15的设计很独到，参照附图二所示，喷孔15的出射角度为空间角，即既不水平，也不垂直，而是与空间上的三个面均成一定夹角，其中一个特殊的角度便是与x-y平面交角为45°或称仰角，与x-z平面交角为45°或称旋转角，多取逆时针方向。采用这种固定角度的喷孔，其明显的优势是其雾化角不随来流压力的变化而变化，而且依据射流空间的要求可以任意角度设计。

采用此种结构的脱硝喷枪，利用了压缩空气具有减压-膨胀-加速的特性，并可以加速到超过音速，极大限度地发挥了其优越的空气动力学特性，与被雾化介质带压混合时间长，使液态流充分气化，两者以高压高速状态一起喷出。

此种结构的喷枪可以将脱硝溶液破碎到分子级，雾化性能远远超过目前现有的任何一种脱硝喷枪。

当枪帽12损坏时，枪颈8及分配器5仍然可以正常工作，也就是整枪仍然可以正常工作，只不过雾化品质有所下降，提高了超音速脱硝喷枪整个装置的可靠性。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种脱硝喷枪，特别是在锅炉烟气处理中广泛使用的超音速脱硝喷枪，包括有内管、进气口、枪座、外管、分配器、气槽、出液孔、枪颈、渐缩口、喉口、渐扩口、枪帽、混合腔、节流锥和喷孔，枪颈中布置了液体分配器，气‑液两相混合后进入渐缩口‑喉口‑渐扩口，被逐渐加速，并加速到超过音速，并以超音速状态加速混合，液体被压缩空气包裹，胁迫，最后气化，雾化水平达分子级。

技术研发人员：胡建廷
受保护的技术使用者：胡建廷
技术研发日：2017.11.28
技术公布日：2018.05.18