一种固体吸附剂和/或吸收剂喷枪装置及应用的制作方法

本发明属于烟气污染物脱除领域，具体涉及一种固体吸附剂和/或吸收剂喷枪装置及应用。

背景技术：

随着时代的发展，现代的工业会排放具有多种污染物的烟气，涉及燃煤发电、垃圾焚烧、金属冶炼、水泥生产、钢铁烧结等多种工业领域，其主要包括so2、nox、so3、hcl、重金属(以汞为代表)、二噁英等。其中酸性气体so2、nox、so3、hcl等为现代工业烟气中主要的污染物，其中so2、nox最为常见，这类酸性气体如果控制不当会造成严重的环境污染，如酸雨、光化学污染等；so3作为烟气中存在较少的一种污染物，其危害比so2更加严重。烟气中过多的so3产生，直接导致“蓝烟”现象，也是大气中pm2.5的来源之一；其还会提高烟气酸露点，导致设备腐蚀加剧。

工业中通常使用湿法脱硫、干法/半干法脱硫等方法脱除烟气中so2，其中干法/半干法脱硫常采用向烟道或专有反应器中喷入固态、半固态吸收剂，如na2co3、ca(oh)2，生石灰、碱金属及碱土金属氧化物等固态半固态吸收剂，在处理二氧化硫的过程中，同是酸性气体的hcl和so3也得到部分脱除；nox脱除方法目前较成熟，主要分为scr和sncr两种方式，在催化剂作用下将烟气中nox与喷入烟道中的nh3、尿素等还原剂混合反应生成n2，进而得到净化。

重金属污染物对于环境的影响也比较严重，其中以汞为代表的重金属是一种区域性和全球性的污染物，经过多项研究表明，重金属与多种疾病的出现存在着密不可分的联系，因此减少重金属的排放对于人类的健康以及环境的保护是重要的。其可以通过多种排放方式进入大气，目前煤的燃烧成为最大的人为重金属污染源。

目前在工业上针对重金属污染物的处理，一般将吸附剂如活性炭、飞灰、钙基物质、活性焦等新型吸附剂通过喷枪喷入除尘器前端烟道中，运用各吸附剂的物理吸附作用，将烟气中的汞及其他重金属吸附在孔隙中，顺着烟道被除尘器捕集。

二噁英通常指具有相似结构和理化特性的一组多氯取代的平面芳烃类化合物，有极强的致癌性和毒性作用。这类物质既非人为生产、又无任何用途，而是燃烧和各种工业生产的副产物。工业处理上同样使用喷枪将吸附剂如活性炭、活性焦喷入烟道，进而吸附，达到脱除二噁英减少其排放的作用。

而现有吸附剂和/或吸收剂喷射装置扩散效果较差，喷射出的吸附剂和/或吸收剂不能够全部覆盖烟道流通面上，且在烟气的压力的作用下，从出口喷出的吸附剂和/或吸收剂扩散面积相比于静止状态下有所减小，烟气中的污染物不能充分与吸附剂和/或吸收剂接触，污染物吸收率低，使得污染物容易进入外部空气中，破坏环境。

技术实现要素：

为了提高烟气中污染物的吸收效果，提供了一种固体吸附剂和/或吸收剂喷枪装置及应用。

本发明的一个目的在于提供一种固体吸附剂和/或吸收剂喷枪装置，其特征在于，所述喷枪装置安装于烟道中，所述喷枪装置包括枪体，所述枪体包括吸附剂和/或吸收剂入口、吸附剂和/或吸收剂喷枪、吸附剂和/或吸收剂出口、ω型导流板，其中，所述吸附剂和/或吸收剂入口与吸附剂和/或吸收剂出口位于吸附剂和/或吸收剂喷枪上，所述吸附剂和/或吸收剂喷枪包括多支不同长度的喷管，ω型导流板通过支架焊接在吸附剂和/或吸收剂喷枪上，吸附剂和/或吸收剂均分板位于吸附剂和/或吸收剂入口弯管下方；所述吸附剂和/或吸收剂顺着吸附剂和/或吸收剂入口进入，从吸附剂和/或吸收剂出口射出；所述吸附剂和/或吸收剂喷枪包括外漏于烟道的枪体上端进料口，垂直插入烟道，所述出口射流方向平行于烟气流向布置，导流板横截面为ω型，且延展出平翼部分。

作为本发明的一个实施例，所述固体吸附剂和/或吸收剂为活性炭、活性焦、木炭、炭黑、焦炭、飞灰、氧化铝、沸石、膨润土、尿素、nahco3、na2co3、ca(oh)2、生石灰、石灰石和碱金属及碱土金属氧化物中的一种或几种。

作为本发明的一个实施例，所述枪体垂直插入烟道中，且相邻两个所述枪体在烟道横截面方向上的距离为0.5～2m，所述喷枪中最长喷管在烟道中深入长度占烟道总高度的50％～80％。

作为本发明的一个实施例，所述吸附剂和/或吸收剂喷枪的多支不同长度的喷管的直径为1.0～10.0cm。

作为本发明的一个实施例，根据烟道高度不同均匀布置每支所述喷管的长度，各个所述喷管的长度依次相差最长喷管长度的1/n倍，n为所述喷管的总数；不同长度的所述喷管按靠近ω型导流板的左侧喷管最长，其余长度连续依次减少，远离ω型导流板一侧喷管最短的方式布置。

作为本发明的一个实施例，所述吸附剂和/或吸收剂喷枪开设n个吸附剂和/或吸收剂出口，n为所述喷管的总数。

作为本发明的一个实施例，枪体的吸附剂和/或吸收剂出口在喷枪底部以弯管形式布置，且出口位置设置缩径处理，缩小的半径为支管半径的1/n。

作为本发明的一个实施例，在所述吸附剂和/或吸收剂喷枪的纵向通过支架焊接ω型导流板，且ω型导流板带有向两侧延展的平翼部分，平翼部分的宽度为ω型导流板半圆所对应半径的1～2倍，ω型导流板垂直于所述烟道的长度较最长的所述喷管的长度长m，m为相邻两支所述喷管之间吸附剂和/或吸收剂出口之间的距离。

作为本发明的一个实施例，在弯管入口下方设置吸附剂和/或吸收剂均分板，所述吸附剂和/或吸收剂均分板为井字形或十字形。

本发明的另一个目的在于提供上述喷枪装置在烟气污染物脱除中的应用。

本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本发明的固体吸附剂和/或吸收剂喷枪装置能够使得吸附剂和/或吸收剂在烟道中顺利喷出，不易在底部形成堆积，具有足够的扩散面积，从而保证烟气中污染物及其他污染物与吸附剂和/或吸收剂充分接触，提高污染物的吸附量，保证污染物不易进入外部大气中，高效脱除烟道中的烟气污染物，保护环境质量，提高环境治理水平；且具有容易替换，检修维护方便的优点。

附图说明

图1是本发明的固体吸附剂和/或吸收剂喷枪装置的结构示意图；

图2是本发明的固体吸附剂和/或吸收剂喷枪装置安装在烟道中的主视图；

图3是本发明图2在a-a面的剖视结构示意图；

图4是本发明的多支固体吸附剂和/或吸收剂喷枪装置安装在烟道中的主视图；

图5是本发明图4在b-b面的剖视结构示意图；

图6-1是4支本发明的固体吸附剂和/或吸收剂喷枪装置的均分板斜向结构示意图；

图6-2是3支本发明的固体吸附剂和/或吸收剂喷枪装置的均分板斜向结构示意图；

图6-3是5支本发明的固体吸附剂和/或吸收剂喷枪装置的均分板斜向结构示意图；

图7是本发明的固体吸附剂和/或吸收剂喷枪粒子喷射在喷枪内部粒子效果图。

附图标记说明

1.烟道2.吸附剂和/或吸收剂入口

3.吸附剂和/或吸收剂喷枪4.吸附剂和/或吸收剂出口

5.ω型导流板6.吸附剂和/或吸收剂均分板

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1为本发明的固体吸附剂和/或吸收剂喷枪装置的示意图，其中包括烟道1、所述烟道1内流通有烟气，所述烟道1内布置有吸附剂和/或吸收剂喷枪，所述烟气顺着所述烟道1自前向后流动，吸附剂和/或吸收剂喷枪包括喷枪上端吸附剂和/或吸收剂入口2、布置在若干数量吸附剂和/或吸收剂喷枪3各支管喷枪底部弯头处的喷枪吸附剂和/或吸收剂出口4、通过支架焊接连接ω型导流板5以及布置在入口下方的吸附剂和/或吸收剂均分板6。

如图2所示，其工作原理如下：固体吸附剂和/或吸收剂及其他固体顺着压缩空气管道输送的空气进入喷枪入口2，经过一段无出口的喷枪前端充分混合，且入口下方布置吸附剂和/或吸收剂均分板，其均匀将吸附剂和/或吸收剂导入至下方长度不一的喷枪喷管中，从出口4喷射进入烟道内。在喷枪管道上通过支架焊接ω型导流板，通过导流板的作用将烟气导向两侧，壁面直接对喷枪进行接触摩擦，造成物理性腐蚀。若没有导流板的作用，烟气直接作用于喷枪管壁上，产生压力，喷射的活性炭由于其两侧压力的作用，喷射面积会减小，造成吸附剂和/或吸收剂喷射不均，扩散不匀，影响吸附剂和/或吸收剂吸附效果。其中ω型导流板的存在可以引导直接作用于喷枪的烟气向两侧流动，形成一个低压区域，减小其对吸附剂和/或吸收剂喷射轨迹的影响，扩大喷射的截面面积，使得吸附剂和/或吸收剂从出口喷出后扩散的均匀，使得吸附剂和/或吸收剂能够覆盖整个烟气输送的全部流通面，保证脱除效果。各支管底部的出口设置为弯头形式，出口进行缩径处理，出口的直径小于支管的直径，可以产生一个加速效果，保证吸附剂和/或吸收剂粒子的出流速度满足要求，喷射的尽量远，保证扩散效果明显。

图3为图2在a-a向的剖视图，包括喷枪整体与内部均分板、喷管、吸附剂和/或吸收剂出口以及ω型导流板的整体。

如图4中吸附剂和/或吸收剂喷枪相隔一段距离垂直插入烟道中，间距距离根据烟道横截面积而定，一般为50mm-200mm，且吸附剂和/或吸收剂喷枪底部距离烟道底部有一段距离，烟气方向垂直于吸附剂和/或吸收剂喷枪的方向。图5为图4在b-b向的剖视图，垂直于烟道布置。

如图6-1所示的吸附剂和/或吸收剂均分板斜向的结构示意图，本专利两块均分板分别成井字形与十字形两种类型。若改变喷枪喷管数量需更改均分板的类型，图6-2为喷管数量为3时的吸附剂和/或吸收剂均分板斜向结构示意图，两块均分板成井字形与人字形两种类型。图6-3为喷管数量为5时的吸附剂和/或吸收剂均分板斜向结构示意图，均分板都设为井字形。灵活的改变均分板的形状，保证其能够均匀将吸附剂和/或吸收剂导入至下方长度不一的喷枪喷管中，进一步确保喷出量的均匀性。

如图7喷枪内部吸附剂和/或吸收剂颗粒粒子轨迹模拟效果图可以看到均分板将由入口进入的颗粒导流到各个支管当中，形成了均匀分配的效果。各个出口喷射的量基本一致，颗粒进入管道后能够确保与烟道中的污染物充分接触，在烟道中部形成湍流区域，提高污染物的吸收效果，保证污染物不易进入外部大气中，保护环境质量，提高环境治理水平。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。