CN114225690A - 喷氨装置、喷氨设备和喷氨方法 - Google Patents

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杨富鑫
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王学斌
张俊杰
韩斌桥
李亚巍
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高思远
钱美辰
陈庆伟
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Abstract

本发明涉及燃煤烟气脱硝技术领域，公开了一种喷氨装置、喷氨设备和喷氨方法。所述喷氨装置包括喷氨支管(1)，所述喷氨支管(1)由多级渐缩短管可伸缩地套接组成，所述喷氨支管(1)的直径沿氨气在所述喷氨支管(1)内的流动方向逐渐减小，并且，每级所述渐缩短管上均开设有多个喷氨孔(2)。该喷氨装置结构简单，组装方便，能够大大均匀喷氨支管上各喷氨孔喷出的氨气量，提升喷氨气效果。

Description

喷氨装置、喷氨设备和喷氨方法
技术领域
本发明涉及燃煤烟气脱硝技术领域，具体地涉及一种喷氨装置、喷氨设备和喷氨方法。
背景技术
目前燃煤电厂烟气脱硝喷氨装置一般采用喷氨格栅，传统的喷氨格栅主要以若干个并排的喷氨支管组成，每根支管上有若干个大小一致的喷嘴进行喷氨。由伯努利原理可知，氨气在喷氨支管中流动，其静压沿着流动方向逐渐增大；喷氨孔喷出的氨气量取决于喷氨孔尺寸、喷氨孔前氨气静压及喷氨孔后空间静压，因此，传统喷氨格栅容易造成各喷氨孔喷出氨气量不均匀且难以调控。而要实现脱硝装置内氨与NOx的均匀混合，必须要求喷氨装置具备单根喷氨支管上各个喷嘴均匀喷氨以及对烟道不同区域喷氨量的调节能力。
申请号为CN 205796965 U的专利公开了一种燃煤电厂烟气SCR脱硝喷氨格栅结构，该装置采用喷氨变径支管的结构形式，并通过喷嘴盖板增强涡流的形成促进氨气与烟气的混合。然而，该专利方案只注重了不同支管总体喷氨量的调控，无法保证同一支管不同喷氨孔喷氨量的均匀性。
因此，急需要对喷氨格栅的管道结构进行改进，以获得更好的混合效果。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的燃煤烟气脱硝时同一支管不同喷氨孔喷氨量的均匀性难以保证的问题，提供一种喷氨装置，该喷氨装置结构简单，组装方便，能够大大均匀喷氨支管上各喷氨孔喷出的氨气量，提升喷氨气效果。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种喷氨装置，该喷氨装置包括喷氨支管，喷氨支管由多级渐缩短管可伸缩地套接组成，喷氨支管的直径沿氨气在喷氨支管内的流动方向逐渐减小，并且，每级渐缩短管上均开设有多个喷氨孔。
优选地，多个喷氨孔在渐缩短管上对称排列设置。
优选地，多个喷氨孔沿渐缩短管的直径方向左右对称排列设置。
优选地，喷氨孔的喷气方向与燃煤烟气脱硝时的烟气流向垂直。
优选地，相邻的渐缩短管之间通过螺纹配合连接。
优选地，每个渐缩短管上直径较小的一端形成有内螺纹，每个渐缩短管上直径较大的一端形成有外螺纹。
优选地，每个渐缩短管上直径较小的一端形成有缩口，直径较大的一端形成有扩口。
优选地，喷氨支管为多个且多个喷氨支管采用直列式、螺旋式或环绕式排列设置。
本发明第二方面提供一种喷氨设备，该喷氨设备包括氨气管道和与氨气管道连通的上述的喷氨装置。
本发明第三方面提供一种喷氨方法，该喷氨方法包括使用上述的喷氨设备进行喷氮操作。
通过上述技术方案，本发明充分考虑氨气在喷氨支管内静压分布对氨气流向各喷氨孔喷氨量的影响，通过对现有喷氨支管结构进行改进，即将喷氨支管由多级渐缩短管可伸缩地套接组成，喷氨支管的直径沿氨气在喷氨支管内的流动方向逐渐减小，并且，在每级渐缩短管上均开设多个喷氨孔。这样，使得喷氨支管内氨气静压分布更加均匀，利于实现喷氨支管中各喷氨孔喷出氨气量一致，避免了传统喷氨装置中氨气沿流动方向静压逐渐增大而导致的各喷氨孔喷出氨气量不均匀。同时，多个渐缩短管可相互伸缩调节，便可以根据喷氨支管在喷氨母管中的位置对各喷氨支管的渐缩短管级数进行独立调节，增强了喷氨装置对烟道沿喷氨母管方向不同区域喷氨量的调节能力。
附图说明
图1是根据本发明提供的一种喷氨装置的俯视示意图；
图2是根据本发明提供的一种喷氨装置的剖视图。
附图标记说明
1-喷氨支管2-喷氨孔
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“内、外、左、右”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
参见图1和图2，本发明提供一种喷氨装置，该喷氨装置包括多个喷氨支管1，喷氨支管1由多级渐缩短管可伸缩地套接组成，喷氨支管1的直径沿氨气在喷氨支管1内的流动方向逐渐减小，并且，每级渐缩短管上均开设有多个喷氨孔2。
本发明充分考虑氨气在喷氨支管内静压分布对氨气流向各喷氨孔喷氨量的影响，通过对现有喷氨支管结构进行改进，即将喷氨支管由多级渐缩短管可伸缩地套接组成，喷氨支管的直径沿氨气在喷氨支管内的流动方向逐渐减小，并且，在每级渐缩短管上均开设多个喷氨孔。这样，使得喷氨支管内氨气静压分布更加均匀，利于实现喷氨支管中各喷氨孔喷出氨气量一致，避免了传统喷氨装置中氨气沿流动方向静压逐渐增大而导致的各喷氨孔喷出氨气量不均匀。同时，多个渐缩短管可相互伸缩，便可以根据喷氨支管在喷氨母管中的位置对各喷氨支管的渐缩短管级数进行独立调节，增强了喷氨装置对烟道沿喷氨母管方向不同区域喷氨量的调节能力。
在本实施方式中，为了保证该喷氨装置在使用过程中多个喷氨孔2喷出的氨气量更加均匀，优选地，多个喷氨孔2在渐缩短管上对称排列设置。
进一步的，为了使得多个喷氨孔2喷出的氨气能够均匀地喷入整个烟道截面上，并且，尽可能大地扩大氨气喷出面积，优选多个喷氨孔2沿渐缩短管的直径方向左右对称排列设置。
更进一步的，当脱硝还原剂(即氨气)喷入烟道时，为了使得烟气脱硝过程中脱硝还原剂与烟气充分接触，减小了喷氨混合距离，优化脱销反应的效果，优选地，喷氨孔2的喷气方向与燃煤烟气脱硝时的烟气流向垂直。
此外，为了方便多级渐缩短管之间实现快速拆装，简化操作方式，节约安装时间，优选相邻的渐缩短管之间通过螺纹配合连接。
同时，每个渐缩短管上直径较小的一端形成有内螺纹，每个渐缩短管上直径较大的一端形成有外螺纹。这样，当多级渐缩短管需要安装时，将较细渐缩短管从较粗渐缩短管的宽口端***并一直向前推进，由于较细渐缩短管的宽口端直径小于较粗渐缩短管的宽口端，但确大于较粗渐缩短管的窄口端，因此，较粗渐缩短管的窄口端会阻止较细渐缩短管继续前进且二者也不会脱落，此时，将较细渐缩短管与较粗渐缩短管相互反向旋转，较粗渐缩短管窄口端的内螺纹与较细渐缩短管宽口端的外螺纹相互配合，将二者螺纹连接固定，并且，二者连接处密封连接，避免氨气从二者连接缝隙处泄漏。
在上述安装较细渐缩短管和较粗渐缩短管的时候，如果二者管口为常规断面会使得二者安装过程中一旦相互碰撞便是硬性接触，容易导致管口变形甚至是受损，而变形后的管口会影响较细渐缩短管和较粗渐缩短管之间的装配，受损后的管口更会影响二者安装后接缝处的密封性，用于烟气脱硝的氨气便会从二者接缝处泄漏，失去了该喷氨装置原有的均匀喷气的功能，为了解决上述技术难题，优选地，每个渐缩短管上直径较小的一端形成有缩口，直径较大的一端形成有扩口。采用缩口和扩口，不仅可以避免二者装配时动作幅度过大导致较细渐缩短管和较粗渐缩短管脱落，还可以在二者硬性碰撞时保护较细渐缩短管和较粗渐缩短管上的连接区域不会发生形变或损坏，高效保护了连接后的密封性。
当该喷氨装置用于精准喷氨时，需要根据烟道的实际情况进行数值模拟计算后，确定采用支管的排列方式和位置，如直列式、螺旋式或者环绕式排列等等。此外，还可以根据计算的结果来调整喷氨支管的孔径大小。
本发明还提供了一种喷氨设备，该喷氨设备包括氨气管道和与氨气管道连通的上述喷氨装置。使用时，氨气管道内的氨气进入喷氨支管1，依次通过各级喷氨变径支管，经喷氨孔2将氨气均匀地喷出，使得脱硝还原剂(氨气)均匀地喷入整个烟道截面上。
进一步的，还可以通过调整不同位置喷氨支管1的各级喷氨短管长度，控制不同位置喷氨支管1的短管级数，增强了喷氨装置对烟道沿喷氨母管方向不同区域喷氨量的调节能力。
另外，本发明还提供了用于工业锅炉及大型燃煤锅炉脱硝的喷氨方法，该方法使用上述喷氨设备进行喷氮操作，实现喷氨过程中不同级短管之间喷氨孔以及同级短管内喷氨孔喷氨量均匀，减小了喷氨混合距离，保证了脱硝效率。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种喷氨装置，其特征在于，所述喷氨装置包括喷氨支管(1)，所述喷氨支管(1)由多级渐缩短管可伸缩地套接组成，所述喷氨支管(1)的直径沿氨气在所述喷氨支管(1)内的流动方向逐渐减小，并且，每级所述渐缩短管上均开设有多个喷氨孔(2)。
2.根据权利要求1所述的喷氨装置，其特征在于，多个喷氨孔(2)在所述渐缩短管上对称排列设置。
3.根据权利要求2所述的喷氨装置，其特征在于，多个喷氨孔(2)沿所述渐缩短管的直径方向对称排列设置。
4.根据权利要求3所述的喷氨装置，其特征在于，所述喷氨孔(2)的喷气方向与燃煤烟气脱硝时的烟气流向垂直。
5.根据权利要求1所述的喷氨装置，其特征在于，相邻的所述渐缩短管之间通过螺纹配合连接。
6.根据权利要求5所述的喷氨装置，其特征在于，每个所述渐缩短管上直径较小的一端形成有内螺纹，每个所述渐缩短管上直径较大的一端形成有外螺纹。
7.根据权利要求1所述的喷氨装置，其特征在于，每个所述渐缩短管上直径较小的一端形成有缩口，直径较大的一端形成有扩口。
8.根据权利要求1所述的喷氨装置，其特征在于，所述喷氨支管(1)为多个且多个所述喷氨支管(1)采用直列式、螺旋式或环绕式排列设置。
9.一种喷氨设备，其特征在于，所述喷氨设备包括氨气管道和与所述氨气管道连通的权利要求1-8中任意一项所述的喷氨装置。
10.一种喷氨方法，其特征在于，所述喷氨方法包括使用权利要求9所述的喷氨设备进行喷氨操作。
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