本發明專利技術公開了一種于煙氣噴射系統的噴嘴裝置，它包括設有噴射腔的噴射體，所述噴射腔的噴射口的端面與煙氣的主氣流方向平行，且噴射口的開口方向對外朝向煙道的內壁，由噴射口噴射出的氣流呈環狀，由噴射口噴射出的氣流的方向與煙氣的主氣流方向成105～165°夾角。本發明專利技術通過新型而獨特的噴嘴結構設計改善了噴嘴噴射的氣流與煙氣的混合，增強擾流和混合效果，有利于節省混合時間，減少煙氣和噴嘴噴射的氣流的混合距離，從而降低煙氣噴射系統的投資成本，提高煙氣噴射系統的效率。本發明專利技術噴嘴裝置還能防止噴嘴的堵塞，大大提高系統的運行可靠性。
Nozzle device for flue gas injection system
The invention discloses a nozzle device for flue gas injection system, which comprises a body cavity injection, the injection flow direction parallel to the main surface and the flue gas cavity injection port, and the opening direction of the jet towards the foreign flue wall, air ejected from the jet in a ring, the main flow the direction of airflow ejected from the jet direction and flue gas into 105 ~ 165 degrees angle. The new and unique design of the nozzle structure improves the mixing flow and flue gas jet nozzle, enhanced turbulent flow and mixing effect, save mixing time, reduce the flow of flue gas and the mixing distance of the nozzle, thereby reducing the flue gas injection system of investment cost, improve the efficiency of flue gas injection system. The nozzle device of the invention can prevent the blockage of the nozzle and greatly improve the operation reliability of the system.
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種噴嘴裝置，可適用于各種燃燒設備的煙氣排放系統，特別適用于選擇性催化還原(SCR)法煙氣脫硝系統。
技術介紹
燃煤鍋爐及類似裝置的排放尾氣中的氮氧化物是大氣主要污染物之一，目前已經成為了我國空氣污染治理的當務之急。對于NOx的治理，國內外主要采用選擇性催化還原(SCR)法煙氣脫硝工藝，該工藝脫硝效率高、無二次污染，廣泛應用于各種燃燒設備中。對于SCR法煙氣脫硝工藝，稀釋的氨氣與煙氣的均勻擴散混合是保證反應完全、提高脫硝效率和氨利用率，以及控制較低氨逃逸率的關鍵因素。氨在某些區域過量，會導致過剩的氨逃逸出反應器，造成環境的二次污染，還易引起副反應的發生，導致脫硝效果變差；某些區域的氨量不足，則導致NOx并未被還原的結果。因此，氨和煙氣的混合效果直接關系到整套脫硝裝置的效率。目前工程上噴氨裝置普遍采用噴氨格柵(AIG)，它是由排列在一起的管道以及其上的小孔組成，噴氨格柵采用多點噴射分區調節，以適應煙氣中NOx濃度分布。常規噴氨噴嘴結構簡單，噴嘴噴射角度單一，往往只采用簡單的一段直管，噴孔直徑小，噴氨速度波動較大，對煙氣的擾動效果較差；另外機組低負荷運行時煙氣流速通常較低，使得噴孔容易發生積灰堵塞現象。為了提高氨氣與煙氣的混合效果，防止噴嘴的堵塞，人們想出了各種不同的措施。中國專利文獻CN201010275830.7 (用于SCR脫硝裝置的噴氨咀混合器)在噴嘴前方設計了錐形混合器用于提高混合效果。中國專利文獻CN201110045839.3 (用于SCR脫硝系統的旋流式噴氨裝置)采用了噴嘴內部設置有螺旋線的旋流式噴嘴用于增強噴嘴出口的擾動效果。中國專利文獻CN200920110414.4 (SCR法煙氣脫硝的噴氨格柵裝置)在噴嘴后方的母管上設置了與金屬管平行的防磨板，來保護噴嘴及增強煙氣擾動效果。中國專利文獻CN200910104626.6 (采用非等直徑噴孔噴氨格柵的SCR脫硝工藝及脫硝裝置)則采用非等直徑噴孔的噴氨格柵，來保證各噴氨孔噴出的氨氣量保持相同。中國專利文獻CN200920105063.8 (火力發電廠噴氨脫硝系統的多孔噴氨噴嘴)設計了五孔噴氨噴嘴。中國專利文獻CN201110262115.4 (火力發電廠噴氨脫硝系統的三叉形噴嘴裝置)采用了三叉形噴嘴。中國專利201120523576.8 (煙氣脫硝噴氨格柵)采用每個噴嘴端口后方設置煙氣擾動片的方法來增強擾動。中國專利文獻CN201110301276.X (煙氣脫硝系統的導流噴氨裝置)通過葉形導流噴氨裝置進行噴氨，同時具有導流與噴氨兩個功能。中國專利文獻CN200820000458.7 (噴射裝置和包括該噴射裝置的噴射格柵)通過在母管上安裝鈍體來增強擾流效果。上述很多方案多為增強擾動效果，難以保證噴嘴的防堵效果，同時加工難度較聞。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種新型的用于煙氣噴射系統的噴嘴裝置，由此克服現有技術的全部或部分缺陷。為實現上述目的，本專利技術所采取的技術方案是:本專利技術用于煙氣噴射系統的噴嘴裝置包括設有噴射腔的噴射體，所述噴射腔的噴射口的端面與煙氣的主氣流方向平行，且噴射口的開口方向對外朝向煙道的內壁，由噴射口噴射出的氣流呈環狀，由噴射口噴射出的氣流的方向與煙氣的主氣流方向成105 165°夾角。進一步地，本專利技術還包括總管，所述總管與噴射腔連通。進一步地，本專利技術所述噴嘴裝置呈“傘”型。進一步地，本專利技術由所述噴射口噴射出的氣流的方向與煙氣的主氣流方向成120 150。夾角。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是:通過新型而獨特的噴嘴結構設計改善了噴嘴噴射的氣流(如還原劑氣流)與煙氣的混合，增強擾流和混合效果，有利于節省混合時間，減少煙氣和噴嘴噴射的氣流(如還原劑氣流)的混合距離，從而降低煙氣噴射系統的投資成本，提聞煙氣噴射系統的效率。本專利技術噴嘴裝置還能防止噴嘴的堵塞，大大提聞了系統的運行可靠性。附圖說明圖1為噴嘴裝置與煙道的相對位置關系示意 圖2為噴嘴裝置的縱向剖視 圖3為圖1中噴嘴裝置的A-A剖視 圖4為噴嘴裝置的擾流效果矢量 圖中，1.還原劑母管；2.還原劑總管；3.噴射腔；4.噴射口 ；5.噴射體的外壁面；6.噴射體的外壁面；7.噴射體。具體實施例方式為便于理解，下面以選擇性催化還原(SCR)法煙氣脫硝系統為例，結合附圖詳細說明本專利技術。在選擇性催化還原(SCR)法煙氣脫硝系統中，由噴射腔3的噴射口 4噴射出并與煙氣混合的為還原劑氣體，例如為氨氣和空氣的混合氣體；與噴射腔3連通的“總管”可稱為“還原劑總管”；向噴射腔或還原劑總管供給還原劑氣體的“母管”可稱為“還原劑母管”。在圖1至圖3所示的用于煙氣噴射系統的噴嘴裝置主要由噴射體7構成。噴射體7內設有噴射腔3，噴射腔3與還原劑母管I連通，來自于還原劑母管I的還原劑氣體進入噴射腔3后由噴射腔3的噴射口 4噴射出并與煙道內的煙氣相向交匯。具體地說，噴射腔3的噴射口 4的端面與煙氣的主氣流方向平行，并且，噴射口 4的開口方向對外朝向煙道的內壁。圖3是圖1中噴射裝置的A-A剖視圖，圖3顯示噴射腔3的噴射口 4呈環狀，相應地使噴射口 4噴射出的還原劑氣流呈環狀。由圖1和圖2可知，由噴射口 4噴射出的還原劑氣流與煙氣的主氣流相向交匯，具體地說，由噴射口 4噴射出的還原劑氣流的方向與煙氣的主氣流方向成105 165°夾角。由于由噴射口 4噴射出的還原劑氣流與煙氣的主氣流相向交匯，因此，如圖2所示，以煙氣主氣流作為參照，噴射體7的外壁面5與煙氣主氣流相對，噴射體7的另一側外壁面6則與外壁面5相背。作為本專利技術的另一種實施方式，本專利技術的噴射裝置自身可設置有還原劑總管2，還原劑總管2與噴射腔3連通，來自于還原劑母管I的還原劑氣體可經由還原劑總管2進入各噴射裝置的噴射腔3內。作為本專利技術的優選實施方式，噴嘴裝置可呈“傘”型。從形狀來看，還原劑總管2相當于雨傘的“傘柄”，噴射體7相當于雨傘的“傘面”，其中，噴射體7的外壁面5相當于“內傘面”，噴射體7的外壁面6相當于“外傘面”。對雨傘而言，與雨落下方向相對的是雨傘的“外傘面”，因此雨直接沖擊的是雨傘的“外傘面”;而本專利技術與雨傘不同的是，本專利技術與煙氣主氣流相對的是噴射體7的外壁面5，因此煙氣主氣流直接沖擊的是噴射體7的外壁面5。將本專利技術噴嘴裝置安裝于煙氣噴射系統的煙道內時，可沿煙道的軸向安裝有多層噴嘴裝置，每一層有多個噴嘴裝置并列。從圖4可以看出，煙氣在煙道中流過時，一部分煙氣沖擊到噴射體7的與煙氣主氣流相對的外壁面5上，另一部分煙氣則經由相鄰噴嘴裝置之間或噴嘴裝置與煙道內壁之間的間隙流過。當一部分煙氣沖擊到噴射體7的與煙氣主氣流相對的外壁面5上時，發生漫反射現象，由此使煙氣的部分動壓轉化為靜壓，同時，由噴射口 4噴射出的還原劑氣流的方向與煙氣的主氣流方向成105 165°夾角(優選120 150°夾角)，并且，由于噴射腔3的噴射口 4的端面與煙氣的主氣流方向平行，結合還原劑氣流為環狀而呈現出的閉合式結構特征，使得在噴射口 4噴出的環形還原劑氣流直接與相鄰噴嘴裝置之間或噴嘴裝置與煙道內壁之間流過的另一部分煙氣成一定角度的相向碰撞后，能夠在噴射體7的外壁面5的覆蓋區域形成獨特的環形壓力不均衡區域，并促使由噴射口 4噴出的環形還原劑氣本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于煙氣噴射系統的噴嘴裝置，其特征在于：包括設有噴射腔的噴射體（7），所述噴射腔（3）的噴射口（4）的端面與煙氣的主氣流方向平行，且噴射口的開口方向對外朝向煙道的內壁，由噴射口（4）噴射出的氣流呈環狀，由噴射口（4）噴射出的氣流的方向與煙氣的主氣流方向成105～165°夾角。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：文雅，金晶，馬志剛，李松，張殷，
申請(專利權)人：浙江浙大網新機電工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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