仿松針型葉片scr靜態混合器的製作方法

2023-09-14 11:37:35

專利名稱：仿松針型葉片scr靜態混合器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種靜態混合器，尤其是涉及一種仿松針型葉片SCR靜態混合器。
背景技術：
在現有商業應用的成熟脫硝工藝中，選擇性催化還原(SCR)工藝效率最高，也是目前工業上應用最廣的一種脫硝技術。SCR技術是在催化劑的作用下，利用還原劑(在眾多還原劑中最常用的還原劑是氨氣)，選擇催化還原煙氣中的NOx，將其還原為無害的N2和H2O,從而脫除煙氣中NOx，滿足日趨嚴格的環保要求。目前已經研究過的影響SCR系統工藝性能的因素有很多，如催化劑性能、反應溫度、停留時間、混合程度、ΝΗ3/Ν0χ摩爾比、NOx濃度和NH3逃逸量等，但這些因素起作用的前提是NH3與煙氣在SCR反應器催化劑入口處已達到充分混合的程度。NH3與NOx在煙氣中的混合不均會造成SCR系統性能降低，如果兩者速度分布不均，會在速度過高之處造成催化劑衝蝕和磨損，在速度過低 之處造成催化劑積灰和堵塞，影響催化劑的壽命和脫硝性能。如果兩者濃度分布不均，例如某些區域中氨在煙氣中濃度過高，會導致氨逃逸率升高，造成環境的二次汙染，同時導致脫硝效果變差；某些區域中氨量不足則會降低反應區域的脫硝性能，導致NOx未被還原而加劇了環境汙染。與大型火電機組相匹配的選擇性催化還原反應器的尺寸通常都很大，這就造成其進口段的物理參數很難均勻，當脫硝效率要求90%以上時，氨逃逸率就會迅速增大，而氨逃逸對選擇性催化還原下遊設備的直接影響是相當大的。ΝΗ3/Ν0χ的混合效果是選擇性催化還原裝置設計和運行中的重點和難點，尤其當裝置設計脫硝效率較高時，其難度更大。目前的技術中往往採用導流板、噴氨格柵(AIG)、靜態混合器等煙道內組件來提高催化劑層煙氣流動的均勻性以及ΝΗ3/Ν0χ之間的混合程度。其中靜態混合技術的應用是當前國外SCR系統設計領域的研究熱點。目前已經投入商用的靜態混合裝置大都是由國外設計生產的，設計複雜，製作加工難度大，技術條件要求高，況且要求安裝的組件深度都較大，這在很多已有電廠的SCR技術改造中都是難以滿足的。因此，如何在現有技術基礎上，大幅度提高現有技術中ΝΗ3/Ν0χ的混合效果，是提高SCR脫硝效率、減少催化劑耗量，進而提高機組運行經濟性的重要課題。本發明就是基於這樣的思路，利用樹葉形葉片產生的混沌效應，研究開發一種仿松針型葉片的新型靜態混合裝置，從而可大幅度提高混合效果，並且大大減小組件深度，為現場安裝提供優越的條件。

發明內容
本發明的目的在於提供一種仿松針型葉片SCR靜態混合器，是利用樹葉型葉片產生的流場混沌效應強化混合效果的靜態混合器。為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是
本發明在截面為長方形的鋼製外殼沿兩短邊兩側間，焊接有多排等距布置的鋼管柵條，而每排從上至下均有多條等距布置的鋼管柵條，鋼管柵條上等距焊接有結構相同的松枝狀葉柵，同一排奇數排鋼管柵條和偶數排鋼管柵條上的松枝狀葉柵錯開二分之一葉柵節距排列。所述的每個松枝狀葉柵均由鋼筋製成的葉根和多根鋼絲製成的仿松針型葉片構成，鋼筋製成的葉根焊在鋼管柵條上，每個松枝狀葉柵朝向相同。本發明具有的有益效果是
採用仿松針型葉片的SCR靜態混合器是利用松針型葉片產生的流場混沌效應來增強煙道內流體的湍流度，因此可以大大強化煙氣和氨氣的混合效果，從而有效地減少尾部氨逃逸率，減小混合器組件的布置深度，同時能夠明顯提高SCR系統的脫硝效率，並且克服了已投運電廠進行SCR技術改造時常遇到的空間和場地不足的問題。


圖1是本發明的主視圖。圖2是本發明的俯視圖。圖3是本發明的側視圖。圖中1、鋼製外殼，2、鋼管柵條，3、松枝狀葉柵，3.1、仿松針型葉片，3. 2、葉根。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細說明。如圖1、圖2、圖3所示，本發明在截面為長方形的鋼製外殼I沿兩短邊兩側間，焊接有多排(本發明為兩排)等距布置的鋼管柵條2，而每排從上至下均有多條(本發明為四條)等距布置的鋼管柵條2，鋼管柵條上等距焊接有結構相同的松枝狀葉柵3，同一排奇數排鋼管柵條和偶數排鋼管柵條上的松枝狀葉柵3錯開二分之一葉柵節距排列。所述的每個松枝狀葉柵3均由鋼筋製成的葉根3. 2和多根鋼絲製成的仿松針型葉片3.1構成，鋼筋製成的葉根3. 2焊在鋼管柵條上，每個松枝狀葉柵朝向相同，布置方向與煙氣流向相同。為了增大松枝狀葉柵3對煙道截面的充滿度，煙道截面上的奇數排鋼管柵條和偶數排鋼管柵條上的松枝狀葉柵3錯開二分之一葉柵節距進行布置。採用仿松針型葉片的SCR靜態混合器是利用松葉型葉片產生的流場混沌效應來增強煙道內流體的湍流度，因此可以大大強化煙氣和氨氣的混合效果，從而有效地減少尾部氨逃逸率，減小混合器組件的布置深度，同時能夠明顯提高SCR系統的脫硝效率，並且克服了已投運電廠進行SCR技術改造時常遇到的空間和場地不足的問題。本發明的仿松針型葉片SCR靜態混合器實際工作時情形如下
在SCR系統中，反應器中布滿了蜂窩狀催化劑，要使這些催化劑發揮最大的效能，必須使進入每個催化劑通流孔的煙氣中的氨濃度近似相同，這就需要使噴入煙道的氨氣在反應器進口的煙道內儘快與煙氣最大限度的混合均勻。通常情況下，這需要很長一段距離，也就是是說，噴氨點距離反應器入口必須保證一段比較長的距離，這在工程上，特別是後期改造工程上是比較難以滿足的，解決這一問題的方法就是安裝靜態混合器。本發明的仿松針型葉片靜態混合器在預混煙道中沿截面方向的布置，奇數排鋼管柵條2和偶數排鋼管柵條2錯開二分之一葉柵節距進行布置，松枝的朝向為順煙氣流向，在煙氣流動方向布置兩排以上，具體排數根據機組大小、噴氨量、脫硝指標等因素設計。煙氣流過後，由於松枝狀葉柵3的存在，使得氣流在繞流仿松針型葉片3.1的過程中，產生很強烈的湍流效應，這就使得氨氣與煙氣在強湍流下，迅速進行動量和能量的交換，從而強化了傳熱傳質過程，使得混合效果得到強化。最後，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的一個具體實施例。上述具體實施方式
用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護範圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種仿松針型葉片SCR靜態混合器，其特徵在於在截面為長方形的鋼製外殼沿兩短邊兩側間，焊接有多排等距布置的鋼管柵條，而每排從上至下均有多條等距布置的鋼管柵條，鋼管柵條上等距焊接有結構相同的松枝狀葉柵，同一排奇數排鋼管柵條和偶數排鋼管柵條上的松枝狀葉柵錯開二分之一葉柵節距排列。
2.根據權利要求1所述的一種仿松針型葉片SCR靜態混合器，其特徵在於所述的每個松枝狀葉柵均由鋼筋製成的葉根和多根鋼絲製成的仿松針型葉片構成，鋼筋製成的葉根焊在鋼管柵條上，每個松枝狀葉柵朝向相同。
全文摘要
本發明公開了一種仿松針型葉片SCR靜態混合器。在截面為長方形的鋼製外殼沿兩短邊兩側間，焊接有多排等距布置的鋼管柵條，而每排從上至下均有多條等距布置的鋼管柵條，鋼管柵條上等距焊接有結構相同的松枝狀葉柵，同一排奇數排鋼管柵條和偶數排鋼管柵條上的松枝狀葉柵錯開二分之一葉柵節距排列。採用仿松針型葉片的SCR靜態混合器是利用松針型葉片產生的流場混沌效應來增強煙道內流體的湍流度，因此可以大大強化煙氣和氨氣的混合效果，從而有效地減少尾部氨逃逸率，減小混合器組件的布置深度，同時能夠明顯提高SCR系統的脫硝效率，並且克服了已投運電廠進行SCR技術改造時常遇到的空間和場地不足的問題。
文檔編號B01F5/00GK103041702SQ20131000232
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月5日 優先權日2013年1月5日
發明者閆志勇, 蔡巧梅, 趙曉東, 徐鴻, 徐旭, 孔凡玉 申請人:中國計量學院