一种多向可调固体颗粒喷枪的制作方法

本发明涉及环保技术领域，特别提供了一种多向可调固体颗粒喷枪，主要应用于干式固体颗粒药剂脱硝领域。

背景技术：

氮氧化物是主要的大气污染物之一，其对人类的健康和生存造成了极大的危害。大气中的氮氧化物可造成酸雨、光化学烟雾等，也是形成区域细粒子危害和灰霾的重要原因。随着环保政策的不断推进，氮氧化物成为大气污染治理的一个重点。

我国每年应用在各行业的燃煤量巨大，燃煤烟气中so2、nox、细颗粒物等污染物对空气质量造成了严重危害。锅炉燃烧过程中生成的氮氧化物(主要为no及no2)严重地污染了环境，因此抑制nox的生成已成为大容量锅炉燃烧设计及运行时必须考虑的主要问题之一。应用在燃煤锅炉上的成熟烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术(简称scr)、选择性非催化还原技术(简称sncr)、sncr/scr混合烟气脱硝技术以及干式固体颗粒药剂脱硝技术。干式固体颗粒药剂脱硝技术发展较快，是利用高分子固体颗粒药剂中的活性氨与nox在合适温区进行氧化还原反应，使nox还原成n2和h2o。

现有干式固体颗粒药剂脱硝系统中，固体颗粒药剂喷出喷枪口的初始速度极快，在炉膛内药剂未完全气化时，就直接喷射到喷射点对面的锅炉管束，气化不完全的药剂会对喷射点对面的锅炉管束造成严重的冲刷、撞击。久而久之将对锅炉管束造成不可逆损害，严重影响其使用寿命。锅炉的主反应区一般是在锅炉炉膛中心位置，若固体颗粒药剂喷射初始速度过快，喷射距离过远，在主反应区基本是一掠而过，直接打到对面管束，掉到炉排上，中心主反应区域覆盖面较小、停留时间较短，与nox反应时间过短，难以反应完全，无法将脱硝效率最大化。而掉落到炉排上的药剂被高温炉火焚烧，不仅不会与烟气中氮氧化物发生反应，而且在超温情况下还会产生氮氧化物，导致脱硝效果不佳、脱硝效率低。同时喷出后的颗粒药剂束在空间内形成的散射面较小，对烟气的覆盖面小，未覆盖到的烟气流难以与药剂充分接触反应，以至于脱硝效率低，药剂量过大，运行成本过高。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多向可调固体颗粒喷枪，该喷枪整体性好、构造简单、耐热性能好，可根据实际需要调整喷枪长度及方向、固体颗粒物的喷射范围，同时增大固体颗粒脱硝药剂在炉膛内的覆盖面积、与烟气的接触时间，提高烟气脱硝的反应效率，节省药剂使用量，极大地降低整体运行成本。同时也避免固体颗粒药剂冲刷喷射点对面锅炉管束，减轻固体颗粒脱硝药剂对锅炉管束的影响。

本发明是这样实现的，提供一种多向可调固体颗粒喷枪，包括喷嘴和喷枪主体，喷嘴包括锥形喷帽、调距杆和喷嘴主体，喷嘴主体为筒状喷嘴，下端与喷枪主体可拆卸地连接，调距杆上端与锥形喷帽连接，调距杆下端可活动地连接在喷枪主体上，锥形喷帽通过调距杆的调节可位于喷嘴主体的上方或内部。

优选地，所述调距杆下端为调距螺纹段，调距螺纹段上设有两个限位螺母，所述喷枪主体上设有位于上方的限位环和位于下方的固定环，调距杆穿过限位环和固定环，且两个限位螺母分设在固定环的上侧和下侧。

进一步优选，所述调距杆设有两个，以对称的形式分设在所述喷枪主体的两侧，两个调距杆与喷枪主体的连接方式相同。

进一步优选，所述锥形喷帽与所述调距杆的连接方式为螺纹连接或固定焊接。

进一步优选，还包括快速连接卡盘和限位法兰套管，快速连接卡盘固定连接在所述喷枪主体的下端，限位法兰套管包括固定法兰、限位套管和限位销钉，固定法兰固定连接在限位套管的上端，限位销钉螺纹连接在限位套管的管壁上，限位套管间隙配合套接在所述喷枪主体靠近所述快速连接卡盘的一端，通过限位销钉固定喷枪主体的位置及转向。

进一步优选，所述喷嘴主体的下端设有螺纹连接区，用于与所述喷枪主体连接。

进一步优选，所述锥形喷帽包括圆柱体段和锥体段，锥体段靠近所述喷枪主体，锥形喷帽的锥体段锥顶角度范围为64-136°，圆柱体段底面圆直径范围为15-30mm。

进一步优选，所述锥形喷帽与所述喷嘴主体的距离调节范围为15-30mm，调整固体颗粒药剂的喷射范围为3-6m；所述调距杆上设有刻度，刻度最小单位为mm，起始刻度为15mm，终刻度为30mm，起始刻度位于上方，且当起始刻度与所述限位环重合时，锥形喷帽与喷嘴主体之间的距离为15mm。

进一步优选，所述喷嘴为95陶瓷材质，所述喷枪主体为310s材质，所述限位法兰套管及所述快速连接卡盘均为sus304不锈钢材质。

进一步优选，所述喷嘴主体上段设有与所述调距杆直径相等的开槽，供调距杆上下活动，使所述锥形喷帽进入喷嘴主体。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明有效解决干式固体颗粒药剂脱硝技术中颗粒药剂冲刷锅炉管束、覆盖面小、停留时间短、反应效率低、药剂量过大等问题；采用多向可调喷嘴喷射固体颗粒，通过调节锥形喷帽与喷嘴之间的距离，调整固体颗粒药剂的喷射范围，将固体颗粒药剂完全控制在最佳的炉膛反应区间，固体颗粒药剂完全不会冲刷喷射点对面锅炉管束，从根本上杜绝了由于固体颗粒药剂喷射冲击造成的锅炉管束损害等问题。固体颗粒药剂在与喷嘴锥形喷帽的撞击作用下，会由原来3-5mm的大颗粒破碎成0.1-1.5mm直径不等的小颗粒，药剂的比表面积得以数倍，甚至数万倍的扩大，进而增加了药剂与烟气的接触面积，脱硝效率大大提升。撞击后的药剂离开喷嘴时的初始速度降低，不会产生药剂在炉膛内“一掠而过”的现象。同时粉碎后的药剂会均匀稳定地覆盖在3-6m的区间范围内，即锅炉的中心反应区域内，药剂有效利用率提高，脱硝效率大幅提升。固体颗粒药剂喷射速度减慢，药剂在炉内停留时间更加充足，与nox反应时间充分，脱硝效率提高。喷出的颗粒药剂束在空间内形成的散射面积大大增加，近乎为原来的175％。对烟气的覆盖面增大，药剂与烟气的结合率提高，药剂量大大降低，有效利用率提高，降低运行成本，氨逃逸减少，从而使反应更加充分，脱硝效率得以提高。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明整体结构示意图(除两个限位螺母)；

图2为实施例1喷嘴放大结构示意图；

图3为实施例1中的喷枪喷射散面示意图；

图4为本发明实施例2喷嘴放大结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1、

参考图1、图2和图3，本实施例提供一种多向可调固体颗粒喷枪，包括喷嘴和喷枪主体8，喷嘴包括锥形喷帽1、调距杆2和喷嘴主体3，喷嘴主体3为筒状喷嘴，下端与喷枪主体8可拆卸地连接，调距杆2上端与锥形喷帽1连接，调距杆2下端可活动地连接在喷枪主体8上，锥形喷帽1通过调距杆2的调节可位于喷嘴主体3的上方或内部。

本实施例中的喷枪还包括快速连接卡盘12和限位法兰套管，快速连接卡盘12固定连接在所述喷枪主体8的下端，限位法兰套管包括固定法兰9、限位套管10和限位销钉11，固定法兰9固定连接在限位套管10的上端，限位销钉11螺纹连接在限位套管10的管壁上，限位套管10间隙配合套接在所述喷枪主体8靠近所述快速连接卡盘12的一端，通过限位销钉11固定喷枪主体8的位置及转向。

本发明喷枪主体8可沿限位法兰套管轴向360°旋转，同时可调整喷枪进入锅炉内的距离，通过限位销钉11固定，实现全方位调整；通过调节锥形喷帽1与喷嘴主体3之间的距离15-30mm，实现调整固体颗粒药剂在炉膛内喷射3-6m的喷射范围。固体颗粒药剂在与锥形喷帽1的撞击作用下，会由原来3-5mm的大颗粒破碎成0.1-1.5mm直径不等的小颗粒，药剂的比表面积得以数倍，甚至数万倍的扩大，小颗粒经反弹而后从喷嘴中呈锥形喷射面喷出，覆盖面积大大增加，进而增加了药剂与烟气的接触面积，脱硝效率大大提升。

使用时，喷枪是插进锅炉里面的，在安装喷枪之前锅炉外侧也会预制喷枪套管，喷枪套管外侧为法兰，和本实施例中固定法兰9是匹配的，喷枪插进锅炉后，固定法兰9与喷枪套管外侧法兰对上，通过螺栓固定。快速连接卡盘12是喷枪与外界管路连接的。

作为一种具体的连接方式，所述调距杆2下端为调距螺纹段6，调距螺纹段6上设有两个限位螺母13，所述喷枪主体8上设有位于上方的限位环5和位于下方的固定环7，调距杆2穿过限位环5和固定环7，且两个限位螺母13分设在固定环7的上侧和下侧。

需要调节锥形喷帽1与喷嘴主体3之间的距离时，将两个限位螺母拧松动，此时调距杆2可在限位环5和固定环7内上下活动，调整到目标距离后，转动两个限位螺母13，使其将固定环7夹住，从而实现调距杆2的固定。

因为锥形喷帽1的尺寸可调，为了方便更换，作为改进，所述锥形喷帽1与所述调距杆2的连接方式为螺纹连接或固定焊接。

优选地，所述喷嘴主体3的下端设有螺纹连接区4，用于与所述喷枪主体8连接。

为了方便锥形喷帽1与调距杆2连接，作为改进，所述锥形喷帽1包括圆柱体段和锥体段，锥体段靠近所述喷枪主体8，锥形喷帽1的锥体段锥顶角度范围为64-136°，圆柱体段底面圆直径范围为15-30mm。

为了实现更加精准的调节，作为改进，所述锥形喷帽1与所述喷嘴主体3的距离调节范围为15-30mm，调整固体颗粒药剂的喷射范围为3-6m；所述调距杆2上设有刻度，刻度最小单位为mm，起始刻度为15mm，终刻度为30mm，起始刻度位于上方，且当起始刻度与所述限位环5重合时，锥形喷帽1与喷嘴主体3之间的距离为15mm。

优选的，所述喷嘴为95陶瓷材质，95陶瓷材质具有机械强度高、耐磨性好、耐酸碱等化学侵蚀能力强、常温及高温下电绝缘性好、高温下机械强度损失小等优点，所述喷枪主体8为310s材质，310s材质抗氧化性能好，耐热性能好，高温强度高，所述限位法兰套管及所述快速连接卡盘12均为sus304不锈钢材质，sus304不锈钢材质具有耐腐蚀性、耐热性、低温强度、机械性能良好，在深冲压、弯曲等常温加工下性能良好等优点。

为了方便锥形喷帽1进入喷嘴主体3内部，作为改进，所述喷嘴主体3上段设有与所述调距杆2直径相等的开槽，供调距杆2上下活动，使所述锥形喷帽1进入喷嘴主体。

实施例2、

参考图4，与实施例1的区别在于，所述调距杆2设有两个，以对称的形式分设在所述喷枪主体8的两侧，两个调距杆2与喷枪主体8的连接方式相同。

实施例2中的设置方式能够更好地固定锥形喷帽1的位置，使其不会发生偏移，始终正对着喷嘴主体3。

上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。