本發(fā)明涉及煙氣混合裝置，更具體地來說，特別是涉及一種具有低阻流的煙氣混合裝置。

背景技術(shù)：

煙氣混合裝置是將不同溫度的氣體進行混合以滿足工藝對煙氣溫度要求的裝置，廣泛應用于冶金、動力、能源、化工、建材、制藥、食品加工等行業(yè)。在工程實際應用中，由于安裝位置的限制，往往要求煙氣在較短的通道內(nèi)完成深度混合，且在混合過程中不產(chǎn)生新的對工藝有害的粉塵顆粒物。同時，為了降低設備運營成本，希望煙氣混合裝置對原有系統(tǒng)的附加阻力越小越好。為了滿足工程使用要求，需要對煙氣混合裝置進行特殊設計，實現(xiàn)在不過度增加系統(tǒng)阻力的情況下實現(xiàn)煙氣的快速、深度混合，同時保證高的煙氣潔凈度。

專利號CN 201096457 Y(熱能中心高溫煙氣混合室)公布了一種高溫煙氣混合室。該煙氣混合室為圓形截面通道，高-中-低溫氣體沿圓弧壁的切線方向進入混合室。此種結(jié)構(gòu)避免了傳統(tǒng)煙氣入口指向混合室中心的缺點，但氣體有效混合空間不足很難達到煙氣混合均勻的效果。當煙氣流量較大時，煙氣將在混合室中心區(qū)域匯流后快速流向下游，煙氣未能充分混合；當煙氣流量較小時，由于混合室內(nèi)缺少足夠的擾流件，氣體也無法充分混合。

專利號CN 202715368 U(一種煙氣混合器)、CN 204865574 U(一種煙氣混合裝置)公布了一種煙氣混合器，其特征在于在混合室內(nèi)設置了多邊形擋板，降低了各路煙氣進入混合室后的速度。擋板對煙氣流動起到了一定的擾流作用，但是由于混合室內(nèi)缺乏足夠的擾流件，當煙氣流量小，或各路煙氣流量相差大時很難達到混合均勻的效果；

專利號CN 204891628 U(一種煙氣混合裝置)公布了一種煙氣混合裝置，其特征在于煙氣在第一、第二混合室內(nèi)完成多次混合過程。該結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了煙氣的均勻混合，但由于煙氣在第一、第二混合室間做180°折返運動，系統(tǒng)阻力較大，當煙氣流量發(fā)生突變時對設備沖擊力較大，降低設備的使用壽命。

綜上所述，現(xiàn)有的煙氣混合方案在實現(xiàn)低阻力和均勻混合的效果上并不理想，因此如何在有限長度的管路中實現(xiàn)煙氣低阻力的均勻混合是目前需要解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述，本發(fā)明的目的在于提供一種具有低阻流的煙氣混合裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中煙氣混合不夠理想的問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種具有低阻流的煙氣混合裝置，包括煙氣混合管路，還包括：在所述煙氣混合管路上依次設置有冷氣體輸入裝置和氣體旋流裝置，其中，所述冷氣體輸入裝置所輸出的冷氣體的方向與煙氣在所述煙氣混合管路中流動的方向垂直；所述氣體旋流裝置的送風方向與所述煙氣混合管路中煙氣的流動方向相同。本方案通過對煙氣和冷氣進行充分混合后，使得所述煙氣混合管路輸出的混合氣體問題和氣壓較低，從而形成低阻流的效果。

優(yōu)選地，所述冷氣體輸入裝置包括一腔室，在所述腔室上設有一個用于輸入冷氣體的冷氣體入口，在該腔室上還設置有由多個連接在所述腔室上的冷氣體噴管構(gòu)成冷氣體第一噴管層，各所述冷氣體噴管的一端連通于所述腔室，另一端連通于所述煙氣混合管路。

優(yōu)選地，在所述腔室上還設置有由多個連接在所述腔室上的冷氣體噴管構(gòu)成氣體第二冷噴管層，各所述冷氣體噴管的一端連通于所述腔室，另一端連通于所述煙氣混合管路。

優(yōu)選地，所述冷氣體第二噴管層和冷氣體第一噴管層中的冷氣體噴管成交替設置。

優(yōu)選地，所述冷氣體第二噴管層中各冷氣體噴管的長度不小于冷氣體第一噴管層中各冷氣體噴管的長度。

優(yōu)選地，各所述冷氣體噴管的長度為所述煙氣混合管路所在內(nèi)徑的0-0.4倍。

優(yōu)選地，所述氣體旋流裝置包括第一氣體旋流裝置、第二氣體旋流裝置及第三氣體旋流裝置，所述第一氣體旋流裝置、第二氣體旋流裝置及第三氣體旋流裝置依次間隔設置在所述煙氣混合管路中的煙氣流動路徑上，且第二氣體旋流裝置旋流片的安裝方向與所述第一氣體旋流裝置和第三氣體旋流裝置相反，即所述混合氣體通過第一氣體旋流裝置和第三氣體旋流裝置后混合氣體旋流方向與所述煙氣混合管路中的煙氣流動方向呈順時針方向時，所述混合氣體通過第二氣體旋流裝置后混合氣體旋流與所述煙氣混合管路中的煙氣流動方向呈逆時針方向。

優(yōu)選地，所述氣體旋流裝置包括第一環(huán)套、第二環(huán)套及第三環(huán)套，所述第一環(huán)套的直徑大于第二環(huán)套的直徑，所述第二環(huán)套的直徑大于第三環(huán)套的直徑，其中，所述第一環(huán)套、第二環(huán)套及第三環(huán)套位于同一平面內(nèi)并按照同心圓結(jié)構(gòu)設置，且在所述第一環(huán)套和第二環(huán)套之間、以及在所述第二環(huán)套和第三環(huán)套之間分別連接有若干旋流片，所述第一環(huán)套間隔的活動連接在所述煙氣混合器管路的內(nèi)壁上。

優(yōu)選地，在沿煙氣流動的所述煙氣混合管路末端連接有波紋膨脹節(jié)。

優(yōu)選地，在所述混合管路上還連接有活動支架和固定支架。

如上所述，本發(fā)明通過將熱煙氣從A口進入混合器，冷氣體從B口進入冷氣體環(huán)室，冷氣體在冷氣體環(huán)室中均流后通過多排冷氣體噴管以旋流的方式多梯度進入煙氣混合管路，冷氣體噴管對熱煙氣起到了一定的擾流作用。熱煙氣與冷氣體在煙氣混合管路中冷氣體環(huán)室區(qū)域混合后，在煙氣混合管路中邊流動邊混合，混合煙氣流經(jīng)交替布置的正向旋流裝置和反向旋流裝置進一步加強混合，煙氣完成混合后流經(jīng)波紋膨脹節(jié)，最后經(jīng)C出口流向下游。本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，熱煙氣經(jīng)過冷氣體噴管后氣流狀態(tài)發(fā)生改變，冷氣體以一定角度旋轉(zhuǎn)進入混合室后加強了與高溫煙氣的混合，而下游多個旋流裝置的設置保證了高低溫氣體的充分混合，從而避免了現(xiàn)有混合室擾流結(jié)構(gòu)單一、流量適應性小、系統(tǒng)阻力大的缺點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的方案，下面將對具體實施例中描述所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種具有低阻流的煙氣混合裝置的原理圖。

圖2為本發(fā)明中冷氣體輸入裝置的原理圖。

圖3為圖2中M-M向視圖。

圖4為圖2中N-N向視圖。

圖5為本發(fā)明中第一氣體旋流裝置的原理圖。

圖6為圖5中A的放大圖。

圖7為圖5中B的放大圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參考圖1，提供一種具有低阻流的煙氣混合裝置，其包括煙氣混合管路1，在所述煙氣混合管路1上依次設置有冷氣體輸入裝置2和氣體旋流裝置3，其中，所述冷氣體輸入裝置2所輸出的冷氣體的方向與煙氣在所述煙氣混合管路1中流動的方向垂直；所述氣體經(jīng)過旋流裝置3后的流動方向與所述煙氣混合管路1中煙氣的流動方向相同。

在具體實施中，氣體旋流裝置3包括第一氣體旋流裝置31、第二氣體旋流裝置32及第三氣體旋流裝置33，所述第一氣體旋流裝置31、第二氣體旋流裝置32及第三氣體旋流裝置33依次間隔設置在所述煙氣混合管路1中的煙氣流動路徑上，且第二氣體旋流裝置32旋流片的安裝方向與所述第一氣體旋流裝置31和第三氣體旋流裝置33旋流片的安裝方向相反，即當混合氣體經(jīng)過所述第一氣體旋流裝置31和第三氣體旋流裝置33后的旋流方向與所述煙氣混合管路1中的煙氣流動方向呈順時針方向時，混合氣體經(jīng)過所述第二氣體旋流裝置32的旋流方向與所述煙氣混合管路1中的煙氣流動方向呈逆時針方向。

再結(jié)合圖2，冷氣體輸入裝置2的具體構(gòu)成可以包括一腔室21，這個腔室21是一個封閉腔室，在腔室21上設有一個用于輸入冷氣體的冷氣體入口22；在該腔室21上還設置有冷氣體第一噴管層23和冷氣體第二噴管層24，其中，冷氣體第一噴管層23和冷氣體第二噴管層24均是由多個連接在所述腔室21上的冷氣體噴管(231、241)構(gòu)成，各所述冷氣體噴管(231、241)的一端連通于所述腔室21，而另一端連通于所述煙氣混合管路1。

具體的，可以在腔室21上只設置第一冷氣體噴管層23，需要理解的是冷氣體是從第一冷氣體噴管層23所在的冷氣體噴管231輸出的，且輸出冷氣體的方向與煙氣在所述煙氣混合管路1中流動的方向垂直。此外，當然也可以在腔室21上還設置第二冷氣體噴管層24，這樣可以讓冷氣體和煙氣進行更加充分的混合，并且也可以起到更好的擾流效果。

在具體實施中，冷氣體第二噴管層24和冷氣體第一噴管層23中的冷氣體噴管(231、241)成交替設置。更為優(yōu)選的，冷氣體噴管(231、241)可以深入到煙氣混合管路1內(nèi)，且冷氣體第二噴管層24中各冷氣體噴管241的長度不小于冷氣體第一噴管層23中各冷氣體噴管的長度。也就是說，在所述煙氣流動路徑上，處于煙氣流動上游的冷氣體第一噴管層23所在各冷氣體噴管231的長度要短于或者等于處于煙氣流動下游的冷氣體噴管第二層24所在各冷氣體噴管241的長度。具體的，冷氣體第二噴管層24所在各冷氣體噴管的長度可以為冷氣體第一噴管層23所在各冷氣體噴管的長度的1.0-1.5倍。這樣對煙氣和冷氣體的混合流體起到更好的擾流效果，且混合均勻效果也更佳。

進一步的來說，各冷氣體噴管的長度一般需要控制在煙氣混合管路1所在內(nèi)徑的0-0.4倍，在具體實施中，煙氣混合管路1一般為圓形管路，這樣可以有效增大冷氣與煙氣的接觸范圍，如果冷氣體噴管的長度過長會導致冷氣體與煙氣的接觸面較??；而如果冷氣體噴管的長度過短會導致冷氣體與煙氣的混合不均。

在具體實施中還可以做這樣的優(yōu)選設計：將冷氣體噴管傾斜連接在腔室21上，即冷氣體噴管的管長方向與腔室21的垂直方向具有一定夾角(即α)，這里的腔室21為一環(huán)形腔室21，該夾角的范圍可以是介于15°-45°之間，當然，也可以等于15°或45°。

在具體實施中，請結(jié)合圖5-7，在氣體旋流裝置中，第一氣體旋流裝置31、第二氣體旋流裝置32及第三氣體旋流裝置33的結(jié)構(gòu)是相同的，只不過通過安裝位置來實現(xiàn)混合氣體經(jīng)過裝置厚度旋流方向的改變，從而實現(xiàn)煙氣的深度混合。因此，本實施例僅以第一氣體旋流裝置31為例來對氣體旋流裝置的構(gòu)造進行闡述說明。

具體的，第一氣體旋流裝置31包括第一環(huán)套311、第二環(huán)套312及第三環(huán)套313，其中，所述第一環(huán)套311的直徑大于第二環(huán)套312的直徑，所述第二環(huán)套312的直徑大于第三環(huán)套313的直徑，所述第一環(huán)套311、第二環(huán)套312及第三環(huán)套313位于同一平面內(nèi)并按照同心圓結(jié)構(gòu)設置，且在所述第一環(huán)套311和第二環(huán)套312之間、以及在所述第二環(huán)套312和第三環(huán)套313之間分別連接有若干旋流片314。本發(fā)明通過多個環(huán)套來形成多排旋流片結(jié)構(gòu)，從而有利于使煙氣混合器管路的整個截面煙氣旋流起來，因為是現(xiàn)有的單排旋流片結(jié)構(gòu)，在煙氣混合器管路的截面較大時，位于管路內(nèi)外側(cè)的氣流是無法形成旋流狀態(tài)。

需要理解的是，可以是在第一環(huán)套和第三環(huán)套之間連接若干長的旋流片，而在第一環(huán)套和第二環(huán)套之間連接若干短的旋流片；也可以是在第一環(huán)套和第二環(huán)套之間、第二環(huán)套和第三環(huán)套之間連接分開連接若干旋流片。

進一步的，第一氣體旋流裝置31、第二氣體旋流裝置32即第三氣體旋流裝置33是連接在所述煙氣混合器管路的內(nèi)壁上，具體的連接方式為：通過第一環(huán)套間隔連接在所述煙氣混合器管路的內(nèi)壁上來實現(xiàn)氣體旋流裝置(包括第一氣體旋流裝置31、第二氣體旋流裝置32即第三氣體旋流裝置33)與所述煙氣混合器管路的連接。

更為具體的來說，第一環(huán)套通過一固定柱315來固定連接在所述煙氣混合器管路的內(nèi)壁上，并在第一環(huán)套上還連接有另外兩個固定柱315，對應的，在所述煙氣混合器管路的內(nèi)壁上連接有與所述另外兩個固定柱315相配合的固定帽316，通過所述固定柱315和固定帽316的配合連接來實現(xiàn)所述第一環(huán)套與所述煙氣混合器管路的活動連接，即在第一環(huán)套至少設置有3個與所述煙氣混合器管路連接的連接點，其中，這3個連接點可以全是固定柱315和固定帽316的配合連接結(jié)構(gòu)，也可以是2個固定柱315和固定帽316的配合連接結(jié)構(gòu)和1個固定柱315的固定連接結(jié)構(gòu)。這樣設計的目的在于，當氣體旋流裝置受煙氣高溫而膨脹時，可以通過固定柱315和固定帽316的配合連接結(jié)構(gòu)來避免第一換套膨脹給所述煙氣混合器管路的內(nèi)壁造成的壓力，防止所述煙氣混合器管路變形。

需要理解的是，固定帽316既可以連接在所述煙氣混合器管路的內(nèi)壁上，也可以連接在第一環(huán)套上，反之，對于固定柱315也是一樣。

具體的，在具體實施中，所述固定柱315與所述第一環(huán)套311煙氣混合器管路的內(nèi)壁之間具有第一間隙距離。即如果固定柱315的一端連接在第一環(huán)套311上，那么其另一端與煙氣混合器管路的內(nèi)壁之間具有第一間隙距離；同理，相反也一樣。具體地，所述第一隙距離可以為2～10mm。

在具體實施中，所述固定帽316與所述煙氣混合器管路的內(nèi)壁/第一環(huán)套311之間具有第一間隙距離，所述固定柱315與所述第一環(huán)套311煙氣混合器管路的內(nèi)壁之間具有第二間隙距離。其中，第一間隙距離和第二隙距離可以優(yōu)選為2～10mm。

在具體實施中，在煙氣混合管路1的煙氣出口側(cè)設置波紋膨脹節(jié)，所述波紋膨脹節(jié)為金屬結(jié)構(gòu)，選型根據(jù)混合氣體參數(shù)確定。

在具體實施中，第一氣體旋流裝置31、第二氣體旋流裝置32及第三氣體旋流裝置33之間的間隔距離相等，如圖1中的L1＝L2＝L3。當然也可以非等距布置，即L1、L2、L3互不相等。

在具體實施中，在煙氣混合管路1的煙氣入口側(cè)和出口側(cè)設置有固定支架6，在固定支架6之間設置活動支架5(需將圖1中出口側(cè)的支架代號5改為6。因為兩側(cè)的為固定支架，中間的為活動支架)。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種新型煙氣混合裝置，多路煙氣在本發(fā)明專利所提供的裝置內(nèi)可實現(xiàn)快速混合，縮短了煙氣混合裝置混合段的長度，降低了設備的投資費用，同時，裝置出口橫截面上煙氣成分均勻、溫差小，裝置系統(tǒng)阻力小，降低了設備的運營成本。

上述具體實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。