多点旋散涡混均流多污染物深度净化系统的制作方法

本发明涉及一种多点旋散涡混均流多污染物深度净化系统，可将气体或气力输送的粉体均匀分散到气体、含尘气体、或者可流动的固体颗粒或块状介质中，该装置可以广泛用于多行业可流动固体物料的微量掺配、烟气喷射固体脱除剂脱除污染物、烟气脱硝、烟气中重金属脱除、流场均化等诸多领域。

背景技术：

各行业可流动固体物料的掺配、烟气中添加微量固体脱除剂吸附脱除污染物如汞、砷等重金属、烟气脱硝、流场均化等是目前燃煤污染治理等诸多资源环境领域面临的重大难题，尤其是气液、气固、固固等不同物料均匀混合及流场均化难题也是，是当前装备研究的热点之一，有必要进行合格设计，提质增效。

技术实现要素：

本发明提供一种多点旋散涡混均流多污染物深度净化系统，可用气液、气固、固固等不同物料的混合。

本发明的具体技术方案如下：

一种多用途的网状多点旋射分散涡混均流系统，包括旋射涡混器和梯级分配管网，所述旋射涡混器安装在梯级分配管网上，

所述旋射涡混器包括进料管、涡混锥面罩和散射喷口，所述散射喷口安装在进料管的下端，涡混锥面安装在进料管上并罩在散射喷口上方，所述进料管与梯级分配管网的连接；所述梯级分配管网包括母管、多组梯级支管及控制阀。

本发明的优选设计在于：

所述散射喷口采用喇叭口和分散圆盘配合结构，喇叭口连接在进料管下口，分散圆盘通过筋连接在喇叭口上。

本发明的优选设计在于：

所述分散圆盘采用平面圆盘、锥面圆盘或螺旋锥面圆盘。

本发明的优选设计在于：

所述散射喷口采用多喷口或多喷嘴结构。多喷料口采用多根支管呈锥安装在进料管下口。多喷料嘴呈锥形连接在进料管下口。

本发明的优选设计在于：

多个喷料口采用多根支管安装在于进料管下口的结构形式；

本发明的优选设计在于：

多个喷料嘴采用多喷头安装于进料管下口的结构形式；

本发明的优选设计在于：

多喷口或多喷嘴结构中支管或喷嘴与进料管的夹角β为95-160º；涡混锥面罩的锥面与进料管夹角ɑ为95-160º。

本发明的优选设计在于：

涡混锥面罩的投影面积大于和散射喷口的投影面积，且散射喷口与进料管的夹角β应大于涡混锥面罩与进料管的夹角ɑ。

本发明的优选设计在于：

梯级分配管网中梯级支管设有若干组，并分别与母管连通，梯级支管采用管径渐细的变径设计，每段管径段至少设有一组旋射涡混器。（每段变径大小，及每个变径段的长度根据实际工况确定）。

本发明相比现有技术具有如下优点：

本发明多点旋散涡混均流多污染物深度净化系统，可用气液、气固、固固等不同物料混合，能实现物料的均匀混合及流场均化。

本发明通过管网及网格化均布的多旋射流涡混配的设计，可将物料均匀喷出。适用于将微量的固体吸附剂均匀分散到大型烟风道或反应器断面上，强化了断面固体烟化均匀混合，均化了颗粒物浓度场，有助于重金属的高效吸附和反应。

附图说明:

图1为实施例中多点旋散涡混均流多污染物深度净化系统结构示意图，也作摘要附图；

图2为实施例中梯级分配管网结构示图；

图3为实施例中散射喷口采用多喷口或多喷嘴结构；

图4为实施例中旋射涡混器的结构示意图；

图5为实施例中涡混锥面罩的结构示意图；

图中：1-旋射涡混器；2-进料管；3-散射喷口；4-涡混锥面罩；5-母管；6-梯级支管。

具体实施方式：

实施例一：

如图1、图2所示，本发明多点旋散涡混均流多污染物深度净化系统，包括旋射涡混器1和梯级分配管网，旋射涡混器安装在梯级分配管网上。

梯级分配管网包括母管5、多组梯级支管6及控制阀。梯级分配管网中梯级支管6设有三组，并分别与母管5连通，梯级支管6采用管径渐细的变径设计，设置四级管径，每级管径段设有一组旋射涡混器1。

旋射涡混器1包括进料管2、涡混锥面罩4和散射喷口3，散射喷口3安装在进料管2的下端，涡混锥面4安装在进料管上并罩在散射喷口上方，进料管与梯级分配管网的连接；散射喷口采用喇叭口和分散圆盘配合结构，喇叭口连接在进料管下口，分散圆盘通过筋连接在喇叭口上。分散圆盘采用锥面圆盘，上锥面更于物料的均匀喷洒。

梯级分配管网中梯级支管每段变径大小，及每个变径段的长度根据实际工况确定。

实施例二：

本实例的进一步设计在于，多喷口或多喷头结构中支管或喷嘴与进料管的夹角β为95º-160º；涡混锥面罩的锥面与进料管夹角ɑ为95º-160º。

实施例三：

本实例的进一步设计在于，涡混锥面罩的投影面积大于和散射喷口的投影面积，且散射喷口与进料管的夹角β应大于涡混锥面罩与进料管的夹角ɑ。

实施例四：

本实例的进一步设计在于，散射喷口采用喇叭口和分散圆盘配合结构，分散圆盘采用平面圆盘，该平面圆盘通过筋连接在涡混锥面罩上。

实施例五：

本实例的进一步设计在于如图3所示，散射喷口采用三喷口，三喷料口采用三根支管安装在于进料管下口的结构形式；

实施例六：

本实例的进一步设计在于，散射喷口采用三喷嘴结构，三喷料嘴呈锥形连接在进料管下口。

实施例七：

本实例的进一步设计在于如图4和图5所示，散射喷口采用喇叭口和分散圆盘配合结构，分散圆盘采用螺旋锥面圆盘的结构，涡混锥面罩与进料管的夹角ɑ为100º-150º。

实施例八：

本发明中多点旋散涡混均流多污染物深度净化系统，进料管穿过涡混锥面罩与散射喷口连通，将介质引入撞击分散圆盘后立体散射而出。涡混锥面罩的外锥面与进料管之间角度ɑ，具体结合分散覆盖区域大小、涡混距离及旋射涡混器布置数量、综合反应器构造尺寸、及介质的喷射添加量确定。

旋射涡混器的涡混锥面罩及旋转流线弧度根据分散效果要求及覆盖区域确定，在旋射涡混器的涡混锥面罩、散射喷口的匹配作用，形成的多个涡流微环境，驱动流场及介质混合，从而实现流场均化以及气固、气气或固体物料的均匀混合。

梯级分配管网各级梯级支管内流速μ=0～30m/s,与旋射涡混器所处反应系统拟混合介质性质有关，当反应系统物料为气体时，气体流速v=ζμ/ε,ζ为混合配给系数,ε为输送介质的固气比,范围0-1，当为纯气体时ε=1，散射喷口直径d，单个旋射涡混器覆盖范围为d，ζ=d/d,ε=0.0185～0.593.

旋射涡混器的涡混锥面罩其锥形与进料管之间角度а=90～180°；单个旋射涡混布置在管路中时，涡混锥面罩的正投影面积为管路分散断面积的0.05-0.382；多个旋射涡混器布置在反应器/风道/烟道中时，所有涡混锥面罩的正投影面积之和为反应器/风道烟道断面积的0.05-0.382，平面圆盘或锥面圆盘中部正对流体方向，利于微量气体、或携有微量雾化液滴或固体介质的添加混合。

涡混锥面罩可以防止固体颗粒或物料对散射喷口磨损和冲刷，并提供旋射涡混器分散射流混合的缓冲空间。

材质方面：梯级分配管网外部根据反应器接触介质不同，可以考虑耐温、耐腐、耐磨措施，如果涉及含尘烟气或固体混合可以采用耐磨钢板焊接角板防磨，也可以镀衬耐磨耐腐层，如耐腐耐磨耐温的碳化硅、鳞片、涂层、其他非金属衬里等，或者直接采用高温复合材料、耐磨合金、或非金属耐腐耐磨材质。伞型的涡混锥面罩采用同上的耐腐耐磨耐温材质或碳钢+涂层。

案例一：

采用本发明实施例一的多点旋散涡混均流多污染物深度净化系统，通过管网及网格化均布的多旋射流涡混配给器组合，形成了均匀喷氨、多点涡混的喷氨混合机制，强化了烟气与氨的微环境混合和湍流脉动，均化了流场，某个300mw机组采用该系统混合后，氨的浓度偏差测试结果由24%降至3.2%，脱硝效率由87%提升至91.2%。

案例二：

本发明实施例一的多点旋散涡混均流多污染物深度净化系统，通过管网及网格化均布的旋射涡混器组合，微量的固体吸附剂均匀分散到大型烟风道或反应器断面上，强化了断面固体烟化均匀混合，均化了颗粒物浓度场，有助于重金属的高效吸附和反应，某燃煤机组重金属治理采用该混合系统，流场断面固体颗粒物浓度偏差3.75%，优于改造前传统管道喷射方案的17.4%。脱汞效率由89.3%提升至94.6%。

案例三：

本发明实施例一的多点旋散涡混均流多污染物深度净化系统，通过管网及网格化均布的旋射涡混器组合，将超声波雾化、多相流喷嘴雾化后的超细液滴通过气力输送、管网均化分配及多旋射流涡混配给器组合分散，将超细液滴快速、均匀分散到烟气中，接触热烟气的超细液滴迅速受热反应产生氧化剂或自由基，并瞬间挥发，为烟气中污染物提供氧化剂或分解的自由基。某300mw机组添加氯素复合氧化剂，烟气中零价汞选择性氧化率75%-93%，nox选择性氧化氯45%-91%。