一种用于SCR脱硝系统的氨水雾化喷嘴的制作方法

本发明提供一种用于scr脱硝系统氨水雾化喷嘴，属于石油化工领域。

背景技术：

1、采用氨水作为还原剂的脱硝系统中氨水与高温烟气均匀混合使之均相是scr脱硝工艺流程中非常的关键一环，目前工程应用中通常采用氨水喷枪，用压缩空气雾化氨水，该工艺要求烟气在进入脱硝反应器之前，需要将雾化的氨水喷入高温烟道内。为了得到更高的脱硝效率，需要将高温烟气与氨水混合均匀，其混合的均匀度直接影响脱硝效率。所以工程应用中采用氨水作为还原剂的脱硝系统中的scr脱硝反应器之前的烟道内设置有氨水雾化装置，以确保高温烟气和氨水均匀混合。

2、目前所有氨水雾化装置基本都是采用双流体喷枪，其设计的特点为：采用外混式喷枪，用压缩空气雾化氨水，压缩空气与氨水相互冲击、摩擦，破碎为细小雾滴，以达到氨水与高温烟气均匀混合的目的，且喷枪装置要求喷氨处与脱硝反应器进口之间的烟道有一定距离直管段，以便延长烟道内的烟气和氨水的混合时间。采用双流体喷枪存在一些弊端：一是喷枪雾化其粒径通常较大，混合效果一般，需要增加喷氨处与脱硝反应器之间的烟道长度来增加氨气与高温烟气的混合时间，使之达到均相，会直接增加系统占地及投资成本；二是双流体喷枪适用范围窄，通常无法满足随着装置负荷变化引起的高温烟气量变化，进而影响混合效果。对于上述问题只能靠增加投资的方式来解决，存在局限性。

技术实现思路

1、本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于scr脱硝系统的氨水雾化喷嘴，提高了scr脱硝反应器进气端氨水与高温烟气的混合效果，降低装置占地及投资成本。

2、本发明的技术解决方案是：一种用于scr脱硝系统的氨水雾化喷嘴，包括离心式氨水喷嘴、气体喷嘴、离心式氨水喷嘴连接件、气体喷嘴连接件、离心式氨水喷嘴旋流器以及气体喷嘴旋流器，其中：

3、离心式氨水喷嘴旋流器以过盈配合的方式置于离心式氨水喷嘴的内部，离心式氨水喷嘴连接件一端与离心式氨水喷嘴连接，另一端与氨水管道焊接，形成氨水流道连接结构；气体喷嘴连接件一端与气体喷嘴连接、另一端与气体管道焊接，构成气体流道连接结构；氨水流道连接结构置于气体流道连接结构内部，两个连接结构之间的空腔为气体通道；气体喷嘴旋流器固定在离心式氨水喷嘴及气体喷嘴之间；离心式氨水喷嘴喷口为锥状结构，离心式氨水喷嘴出口端面低于气体喷嘴出口端面。

4、优选的，离心式氨水喷嘴喷口锥状结构锥角开口朝向喷口外部，大小为60°。

5、优选的，离心式氨水喷嘴出口端面与气体喷嘴出口端面之间的距离为气体喷嘴出口直径的0.7～2倍。

6、优选的，离心式氨水喷嘴与离心式氨水喷嘴连接件螺纹连接，气体喷嘴与气体喷嘴连接件螺纹连接。

7、优选的，离心式氨水喷嘴旋流器以过盈配合的方式置于离心式氨水喷嘴的内部，根据氨水流量设置2～6个螺旋通道，离心式氨水喷嘴旋流器长度为离心式氨水喷嘴内径的0.5～1倍。

8、优选的，气体喷嘴旋流器尺寸需考虑自身结构和离心式氨水喷嘴外形的影响，根据气体流量设置4～8个螺旋通道，气体喷嘴旋流器长度为气体喷嘴内径的1～2倍。

9、优选的，气体喷嘴的体积流量及压降要大于离心式氨水喷嘴的体积流量及压降，气体喷嘴喷口气体流速为离心式氨水喷嘴的氨水液膜流速的5～10倍。

10、以上结构的工作原理为：

11、氨水经氨水喷嘴旋流器进入旋流室，并做旋转运行，以旋转液膜形式喷出离心式氨水喷嘴喷口，液膜在离心力作用下在喷口形成空心锥，雾化成细小液滴；气体喷嘴内部的气体经气体喷嘴旋流器后快速旋转出气体喷嘴喷口，进一步与第一次雾化后的氨水进行相互冲击，使其破碎为更细小的雾滴。旋转的气体及经两次雾化的雾滴在烟道内形成更强烈的湍流，带动氨水雾滴与高温烟气高效混合。

12、本发明与现有技术相比具有如下优点：

13、(1)本发明通过离心式氨水喷嘴将氨水初步雾化，气体喷嘴内置旋流器，通过气体喷嘴产生高速旋转的气体，其与离心式氨水喷嘴雾化后的氨水液滴碰撞形成第二次雾化，使氨水雾化成粒径更小雾滴，从而提高了scr脱硝反应器进气端氨水与烟气的混合效果。同时气体喷嘴产生的旋转气体会形成环向涡流，进一步增强氨水和烟气的混合，使之更快达到均相，进而减少喷氨处与脱硝反应器进口间的烟道管段距离，降低装置占地及投资成本。

14、(2)本发明离心式氨水喷嘴及气体喷嘴均采用螺纹结构，可根据scr脱硝装置运行工况不同更换设计参数更加符合运行工况的喷嘴，使整个脱硝系统达到更佳运行效果。

技术特征：

1.一种用于scr脱硝系统的氨水雾化喷嘴，其特征在于：包括离心式氨水喷嘴(1)、气体喷嘴(2)、离心式氨水喷嘴连接件(3)、气体喷嘴连接件(4)、离心式氨水喷嘴旋流器(5)以及气体喷嘴旋流器(6)，其中：

2.根据权利要求1所述的一种用于scr脱硝系统的氨水雾化喷嘴，其特征在于：离心式氨水喷嘴(1)喷口锥状结构锥角开口朝向喷口外部，大小为60°。

3.根据权利要求1所述的一种用于scr脱硝系统的氨水雾化喷嘴，其特征在于：离心式氨水喷嘴(1)出口端面与气体喷嘴(2)出口端面之间的距离为气体喷嘴(2)出口直径的0.7～2倍。

4.根据权利要求1所述的一种用于scr脱硝系统的氨水雾化喷嘴，其特征在于：离心式氨水喷嘴(1)与离心式氨水喷嘴连接件(3)螺纹连接，气体喷嘴(2)与气体喷嘴连接件(4)螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于scr脱硝系统的氨水雾化喷嘴，其特征在于：离心式氨水喷嘴旋流器(5)以过盈配合的方式置于离心式氨水喷嘴(1)的内部，根据氨水流量设置2～6个螺旋通道，离心式氨水喷嘴旋流器(5)长度为离心式氨水喷嘴(1)内径的0.5～1倍。

6.根据权利要求1所述的一种用于scr脱硝系统的氨水雾化喷嘴，其特征在于：气体喷嘴旋流器(6)尺寸需考虑自身结构和离心式氨水喷嘴(1)外形的影响，根据气体流量设置4～8个螺旋通道，气体喷嘴旋流器(6)长度为气体喷嘴内径的1～2倍。

7.根据权利要求1所述的一种用于scr脱硝系统的氨水雾化喷嘴，其特征在于：气体喷嘴(2)的体积流量及压降大于离心式氨水喷嘴(1)的体积流量及压降。

8.根据权利要求7所述的一种用于scr脱硝系统的氨水雾化喷嘴，其特征在于：气体喷嘴(2)喷口气体流速为离心式氨水喷嘴(1)的氨水液膜流速的5～10倍。

技术总结
一种用于SCR脱硝系统的氨水雾化喷嘴，包括离心式氨水喷嘴、气体喷嘴、离心式氨水喷嘴连接件、气体喷嘴连接件、离心式氨水喷嘴旋流器及气体喷嘴旋流器。离心式氨水喷嘴旋流器以过盈配合的方式置于离心式氨水喷嘴的内部，离心式氨水喷嘴连接件与离心式氨水喷嘴连接，置于气体喷嘴连接件与气体喷嘴连接整体的内部；气体喷嘴旋流器固定在离心式氨水喷嘴及气体喷嘴之间。氨水经离心式氨水喷嘴旋流器雾化成细小液滴，气体喷嘴旋流器进一步喷出旋转的气体使氨水雾化更充分。旋转的气体及经两次雾化的雾滴在烟道内形成更强烈的湍流，带动氨水雾滴与高温烟气高效混合。该设计提高了SCR脱硝反应器进气端氨水与高温烟气的混合效果，降低装置占地及投资成本。

技术研发人员：范华,汪志强,张惠丽,李冰,李万山,尚拓强,杨刚,陈立佳,张振华,张鑫,孙悦
受保护的技术使用者：北京航天石化技术装备工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5