CN201669061U - 一种静态混合器及烟气脱硝装置 - Google Patents

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王文选
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高原
杨秀杰
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Abstract

本实用新型提供了一种静态混合器及烟气脱硝装置，所述静态混合器包括：一圆柱体结构的混合器主体；和固定在所述圆柱体结构的圆柱面上的扰流部件；其中，所述扰流部件朝着远离所述圆柱面的方向，向外凸起。本实用新型通过改进静态混合器的结构，在静态混合器的圆柱形结构上增加向外凸起的扰流部件，从而增强了烟气与混合气的湍流与扰动，使得气体能够在较短距离内达到均匀混合，提高了脱硝效率，同时减少了制造结构复杂的静态混合器所带来的成本消耗。

Description

一种静态混合器及烟气脱硝装置
技术领域
本实用新型涉及火力发电机组锅炉烟气选择性催化还原法(SCR，SelectiveCatalytic Reduction)烟气脱硝技术领域，具体涉及一种用于火力发电机组锅炉烟气选择性催化还原法的烟气脱硝装置以及该烟气脱硝装置中增强湍流、扰动的静态混合器。
背景技术
SCR技术是目前世界上应用最多最为成熟且有效的一种烟气脱硝技术，其工艺原理通常为：在一定温度的烟气中喷入氨气(或尿素)和空气的混合气，所述氨气或尿素为还原剂，使得还原剂与烟气相混合；混有还原剂的烟气流经一个装有催化剂的反应器(SCR脱硝反应器)，在催化剂的作用下，还原剂与烟气中的NOx发生还原反应生成无害的氮气和水，随烟气排入大气，从而达到脱除NOx的效果。因此，在SCR脱硝技术中，氨气与烟气的均匀混合是影响反应是否完全、脱硝率及氨气利用率是否达标等的关键因素，其效果直接关系到脱硝装置的好坏。
目前，工程中的静态混合器有多种形式，混合效果好的结构复杂，制造成本高；而结构简单的静态混合器的混合效果又亟待提高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种静态混合器及烟气脱硝装置，通过改进静态混合器的结构，使得还原剂与烟气在一定的距离内实现较好的均匀混合，提高脱硝效率，并降低静态混合器的工程成本。
为解决上述技术问题，本实用新型提供方案如下：
一种静态混合器，包括：
一圆柱体结构的混合器主体；和
固定在所述圆柱体结构的圆柱面上的扰流部件；
其中，所述扰流部件朝着远离所述圆柱面的方向，向外凸起。
优选地，上述的静态混合器中，所述扰流部件有多个，且均匀安装在所述圆柱面上。
优选地，上述的静态混合器中，
所述扰流部件为三角翼形结构，所述三角翼形结构是由两个翼片与所述圆柱面的外凸圆弧面形成。
优选地，上述的静态混合器中，两个所述翼片之间的夹角为60度至120度。
本实用新型还提供了一种基于选择性催化还原法的烟气脱硝装置，包括：
用于喷射包含有还原剂的混合气的混合气输入单元；
用于将所述还原剂与烟道中的烟气进行混合的静态混合器；
用于利用催化剂对混合有所述还原剂的烟气进行还原反应的脱硝反应器；
其中，所述静态混合器具体包括：
一圆柱体结构的混合器主体，所述圆柱体结构的轴线垂直于所述烟气的来向；和
固定在所述圆柱体结构的圆柱面上的扰流部件；
其中，所述扰流部件朝着远离所述圆柱面的方向，向外凸起。
优选地，上述的烟气脱硝装置中，所述扰流部件有多个，且均匀安装在所述圆柱面上。
优选地，上述的烟气脱硝装置中，
所述扰流部件为三角翼形结构，所述三角翼形结构是由两个翼片与所述圆柱面的外凸圆弧面形成。
优选地，上述的烟气脱硝装置中，两个所述翼片之间的夹角为60度至120度。
优选地，上述的烟气脱硝装置中，
所述扰流部件有三个；其中，所述圆柱体结构上背对所述烟气的来向的背风面上安装有第一扰流部件，所述圆柱体结构上面对所述烟气的来向的迎风面上安装有第二扰流部件和第三扰流部件；
在所述静态混合器的横截面上，第一连线平行于所述烟气的来向；第二连线与第三连线形成的夹角的角平分线，平行于所述烟气的来向；其中，所述第一连线、第二连线、第三连线，分别是所述第一扰流部件、第二扰流部件、第三扰流部件的三角翼夹角顶点与所述圆柱体结构横截面的圆心的连线。
从以上所述可以看出，本实用新型提供的静态混合器及烟气脱硝装置，通过改进静态混合器的结构，增加扰流部件，从而增强了烟气与混合气的湍流与扰动，使得气体能够在较短距离内达到均匀混合，提高了脱硝效率，同时减少了制造结构复杂的静态混合器所带来的成本消耗。
附图说明
图1为本实用新型实施例所提供的静态混合器的侧视图；
图2为本实用新型实施例所述混合器主体的结构示意图；
图3为本实用新型实施例所述扰流部件的一种结构示意图；
图4为本实用新型实施例所述静态混合器的横截面示意图；
图5为本实用新型实施例所述扰流部件的另一种结构示意图；
图6为本实用新型实施例所述烟气脱硝装置中的静态混合器的横截面示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种静态混合器及烟气脱硝装置，通过对静态混合器的结构进行改进，改善了还原剂与烟气的混合效果，并且本实用新型的静态混合器的结构简单，其工程成本上远小于其他复杂结构的静态混合器，有利于工业推广。以下将结合附图，通过具体实施例对本实用新型做进一步的说明。
请参照图1，本实施例所提供的静态混合器，包括有：
一圆柱体结构的混合器主体11；和
固定在所述圆柱体结构的圆柱面上的扰流部件12，其中，所述扰流部件12朝着远离所述圆柱面的方向，向外凸起。
图1所示的静态混合器上共安装有3个扰流部件12。本实施例中所述扰流部件的数目并不对本实用新型构成限制，所述扰流部件的数量可以是1个、2个或多个，在有多个所述扰流部件时，将这些扰流部件均匀安装在所述圆柱面上。作为较佳实施例，所述扰流部件的个数为3～5个。
图2～3分别示出了静态混合器的分解后的结构，其中图2所示为混合器主体11，其为一圆柱体结构，该圆柱体结构的横截面111为一圆形，该圆柱体结构还包括一外凸圆弧面112。图2中还示出了圆柱体结构的轴线110。图3所示的是一个扰流部件12，该扰流部件12为三角翼形结构，由两个相同大小的翼片121和122，与所述圆柱面的外凸圆弧面112形成。该两个翼片安装在外凸圆弧面112上，从而形成向外凸起的结构。
图4进一步给出了图1所示的静态混合器的横截面的示意图。本实施例中，在静态混合器的横截面上，扰流部件的两个翼片之间的夹角A为60度至120度，两个翼片所覆盖于圆柱体的圆形横截面上的圆弧的圆心角B为60至120度。所述夹角A就是三角翼形结构横截面上两个直边的夹角，所述夹角B就是三角翼形结构横截面上的内凹圆弧的圆心角。
本实用新型中所述扰流部件并不局限于三角翼形结构，例如，还可以是如图5所示的扰流部件的截面形状为呈圆弧形凸起的结构，还可以是往外凸起的其它结构，这里不再一一举例说明。图5所示的扰流部件为一外凸圆弧面51，该外凸圆弧面51安装在圆柱体的圆柱面上，从而形成向外形成凸起的结构。
以上实施例通过在混合器主体上设置往外凸起的扰流部件，改变了静态混合器平滑的表面，使之显得粗糙，该结构有利于增强烟气或氨气的湍流程度，同时加快烟气或氨气的扩散速度。
基于以上所述的静态混合器，本实施例还提供了一种基于选择性催化还原法的烟气脱硝装置，该烟气脱硝装置包括：
用于喷射包含有还原剂的混合气的混合气输入单元；
用于将所述还原剂与烟道中的烟气进行混合的静态混合器；
用于利用催化剂对混合有所述还原剂的烟气进行还原反应的脱硝反应器；
其中，所述静态混合器固定于用于输出烟气的烟道之中，具体包括：
一圆柱体结构的混合器主体，所述圆柱体结构的轴线垂直于所述烟气的来向；和
固定在所述圆柱体结构的圆柱面上的扰流部件；
其中，所述扰流部件朝着远离所述圆柱面的方向，向外凸起。
该烟气脱硝装置中，混合气输入单元和脱硝反应器的结构可以与现有技术相同，此处不再赘述；所述静态混合器中的扰流部件有多个，且均匀安装在所述圆柱体结构的圆柱面上。
具体的，所述扰流部件可以为三角翼形结构，所述三角翼形结构由两个相同大小的翼片与所述圆柱面的外凸圆弧面形成。两个所述翼片之间的夹角为60度至120度，所述内凹圆弧面的圆弧的圆心角为60度至120度。作为优选实施例，所述扰流部件为3个，所述扰流部件的横截面包括有第一直边、第二直边和一内凹圆弧。所述第一直边垂直于所述第二直边，且所述第一直边和第二直边的长度均为0.707倍的所述圆柱体结构的圆形横截面的半径。当然，所述扰流部件还可以是其它外凸的结构，例如可以是横截面呈圆弧形凸起的结构。
如图6所示，在所述扰流部件有三个时，本实施例所述烟气脱硝装置中，优选地在所述圆柱体结构上背对烟气来向的背风面上安装有第一扰流部件21，所述圆柱体结构上面对烟气来向的迎风面上安装有第二扰流部件22和第三扰流部件23。在所述静态混合器的横截面上，第一连线31平行于所述烟气的来向；第二连线32与第三连线33形成的夹角的角平分线34，也平行于所述烟气的来向；其中，所述第一连线31、第二连线32、第三连线33，分别是所述第一扰流部件21、第二扰流部件22、第三扰流部件23的三角翼夹角顶点与所述圆柱体结构横截面20的圆心的连线。
上述实施例在静态混合器上增加三个三角翼形结构的扰流部件。一方面，扰流部件的加入，能够增强烟气或包括有还原剂的混合气的湍流程度，同时加快烟气或混合气的扩散速度；另一方面，静态混合器迎风面为两片三角翼，背风面为一片三角翼的结构，使得混合气或烟气流经迎风面时在三角翼顶端处产生涡流，而背风面处压力低于迎风面压力，从而加速了混合气或烟气在迎风面所形成的涡流从迎风面向背风面的运动与扩散；再者，静态混合器迎风面为两片三角翼，背风面为一片三角翼的结构布置，还能有效减少烟道内飞灰在混合器上的堆积，降低混合器上积灰对静态混合器形成的重力负荷；最后，该经过改进形式的静态混合器及烟气脱硝装置在工程成本远低于其他复杂形式的静态混合器及烟气脱硝装置，有利于工业推广。
综上所述，本实用新型提供的烟气脱硝装置及静态混合器，通过改进静态混合器的结构，增强了烟气与混合气的湍流与扰动，使得气体能够在较短距离内达到均匀混合，从而可以提高脱硝效率，同时减少了制造结构复杂的静态混合器所带来的成本消耗。
以上所述仅是本实用新型的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种静态混合器，其特征在于，包括：
一圆柱体结构的混合器主体；和
固定在所述圆柱体结构的圆柱面上的扰流部件；
其中，所述扰流部件朝着远离所述圆柱面的方向，向外凸起。
2.根据权利要求1所述的静态混合器，其特征在于，所述扰流部件有多个，且均匀安装在所述圆柱面上。
3.根据权利要求1或2所述的静态混合器，其特征在于，
所述扰流部件为三角翼形结构，所述三角翼形结构是由两个翼片与所述圆柱面的外凸圆弧面形成。
4.根据权利要求3所述的静态混合器，其特征在于，两个所述翼片之间的夹角为60度至120度。
5.一种基于选择性催化还原法的烟气脱硝装置，包括：
用于喷射包含有还原剂的混合气的混合气输入单元；
用于将所述还原剂与烟道中的烟气进行混合的静态混合器；
用于利用催化剂对混合有所述还原剂的烟气进行还原反应的脱硝反应器；
其特征在于，所述静态混合器具体包括：
一圆柱体结构的混合器主体，所述圆柱体结构的轴线垂直于所述烟气的来向；和
固定在所述圆柱体结构的圆柱面上的扰流部件；
其中，所述扰流部件朝着远离所述圆柱面的方向，向外凸起。
6.根据权利要求5所述的烟气脱硝装置，其特征在于，所述扰流部件有多个，且均匀安装在所述圆柱面上。
7.根据权利要求5或6所述的烟气脱硝装置，其特征在于，
所述扰流部件为三角翼形结构，所述三角翼形结构是由两个翼片与所述圆柱面的外凸圆弧面形成。
8.根据权利要求7所述的烟气脱硝装置，其特征在于，两个所述翼片之间的夹角为60度至120度。
9.根据权利要求7所述的烟气脱硝装置，其特征在于，
所述扰流部件有三个；其中，所述圆柱体结构上背对所述烟气的来向的背风面上安装有第一扰流部件，所述圆柱体结构上面对所述烟气的来向的迎风面上安装有第二扰流部件和第三扰流部件；
在所述静态混合器的横截面上，第一连线平行于所述烟气的来向；第二连线与第三连线形成的夹角的角平分线，平行于所述烟气的来向；其中，所述第一连线、第二连线、第三连线，分别是所述第一扰流部件、第二扰流部件、第三扰流部件的三角翼夹角顶点与所述圆柱体结构横截面的圆心的连线。
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