本發(fā)明涉及燃煤電廠煙氣脫硝技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種SCR脫硝用旋流片式靜態(tài)混合器。

背景技術(shù)：

目前，SCR脫硝技術(shù)作為燃煤電廠煙氣脫硝的主流工藝而大量應(yīng)用，SCR脫硝技術(shù)向煙氣中噴射氨氣作為還原劑，在與煙氣中的氮氧化物（NOx）進(jìn)行充分混合后，在催化劑的作用下將氮氧化物分解成水和氮?dú)狻Ｔ谶@一工藝流程中，催化劑上層煙氣中的氮氧化物與還原劑-氨氣的充分混合和濃度場(chǎng)均勻性至關(guān)重要，在NH₃/NOx過高的地方，氨逃逸率會(huì)升高，在NH₃/NOx過低的地方，脫硝效率得不到保證。另外，在煙道斷面中氮氧化物濃度并不是均勻分布的。因此，要將氮氧化物與氨氣在煙道斷面中充分混合均勻，需借助安裝在煙道中的靜態(tài)混合器。

中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01420092177.4公開了一種切向式雙渦流SCR混合器，其利用梯形板造成瞬態(tài)發(fā)卡渦、縱向渦等使得噴入相鄰縱向渦對(duì)中的還原劑乘著向前流動(dòng)的渦流，經(jīng)過瞬態(tài)的發(fā)卡渦強(qiáng)化混合，使還原劑到達(dá)催化劑上層濃度分布均勻。該裝置安裝在SCR反應(yīng)器扁長(zhǎng)型的入口直段，由于單排安裝，不適用于煙道尺寸過大，否則該種混合器尺寸較大，不利于煙道斷面上氮氧化物的充分混合。在煙道較為扁長(zhǎng)的情況下，該種混合器尺寸較小且安裝數(shù)量較多，也不利于煙道斷面上氮氧化物的充分混合。

中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01310172323.4公開了一種具有兩級(jí)混合器的噴射器柵格。其通過第一級(jí)和第二級(jí)混合板將配備的四噴嘴柵格噴出的氨氣與煙氣進(jìn)行充分混合；第一級(jí)和第二級(jí)混合板不但其數(shù)量多，而且其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還需要大量?jī)?nèi)部支撐結(jié)構(gòu)，配備的四噴嘴柵格同樣需要大量支撐結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種SCR脫硝用旋流片式靜態(tài)混合器，該靜態(tài)混合器可將煙道斷面上的氮氧化物與氨氣大面積混合均勻，還能減少內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)的數(shù)量和質(zhì)量，減少噴氨格柵中噴氨管和噴嘴的數(shù)量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種SCR脫硝用旋流片式靜態(tài)混合器，包括均勻設(shè)置在煙道截面上的橫支撐梁，所述橫支撐梁上垂直均勻設(shè)置多個(gè)縱支撐梁，在所述橫支撐梁和縱支撐梁的十字交叉口下方設(shè)置混合器單元，所述混合器單元包括均勻設(shè)置在十字交叉口下方四個(gè)方位上的四個(gè)旋流片和設(shè)置所述旋流片下方的兩個(gè)噴氨管，所述每個(gè)噴氨管上均設(shè)置兩個(gè)噴嘴，所述每?jī)山M混合器單元之間設(shè)置分隔板；

所述煙道長(zhǎng)為L(zhǎng)₁，寬度為L(zhǎng)₄，靠近兩側(cè)煙道壁的噴氨管與煙道壁之間距離為L(zhǎng)₂，噴氨管之間的距離為2L₂，噴嘴與煙道壁之間距離為L(zhǎng)₃，噴嘴之間的距離為2L₃，所述L₂=1/8L₁，L₃=1/4L₄；

所述旋流片為四邊形結(jié)構(gòu)，上邊與下邊夾角α為30°- 60°，上邊與左鄰邊垂直，厚度t為6-12mm，上邊長(zhǎng)S₂為1.0 L₃-2.0L₃，下邊長(zhǎng)S₃為0.4S₂-0.6S₂，左鄰邊長(zhǎng)H₂=S₂+S₃；

所述噴氨管管徑D=噴氨量/氨流速，噴嘴長(zhǎng)度H₃=1.2D-1.5D，所述旋流片下邊距噴氨管距離H₁=8H₃-10H₃。

進(jìn)一步的，所述四個(gè)旋流片的傾斜方向一致，與來流煙氣夾角β為45-65°。

進(jìn)一步的，所述旋流片采用耐磨耐腐蝕的金屬制成。

進(jìn)一步的，所述四個(gè)旋流片的左鄰邊與相近的煙道壁或分隔板固定連接。

進(jìn)一步的，所述混合器單元中的四個(gè)旋流片的下邊延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明中的旋流片是金屬材質(zhì)的四邊形板，在橫支撐梁和縱支撐梁的十字交叉口下方的四個(gè)方位上均勻分布，且傾斜方向一致，與來流煙氣呈45-65°夾角，當(dāng)煙氣通過旋流片時(shí)，在旋流片的導(dǎo)流作用下，煙氣發(fā)生偏斜。其中旋流片上邊與下邊夾角α為30°- 60°，上邊與左鄰邊垂直，厚度為t為6-12mm，且上邊、下邊以及左鄰邊的長(zhǎng)度均根據(jù)煙道的長(zhǎng)度和寬度進(jìn)行設(shè)計(jì)，另外混合器單元中的四個(gè)旋流片的下邊延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)，這種結(jié)構(gòu)的目的是：在四片旋流片的作用下，經(jīng)噴氨管輸送到旋流片的下方的氨氣與來流煙氣以四片旋流片為中心軸進(jìn)行相互影響，最終形成旋流體并在煙氣慣性作用下，向上流動(dòng)，完成在一組混合單元截面區(qū)域的完全混合。同時(shí)，氨氣隨著煙氣前進(jìn)的旋流不斷混合，使得NH₃在煙道截面上濃度均勻分布，與煙氣混合更加均勻。

2、本發(fā)明每組混合器單元下方設(shè)置兩個(gè)噴氨管，其中噴氨管的管徑D=噴氨量/氨流速，可以確保氨氣與煙氣等速噴出，在流經(jīng)旋流片的過程中，能夠充分且均勻得擴(kuò)散在旋轉(zhuǎn)體氣流。噴嘴長(zhǎng)度H₃=1.2D-1.5D，旋流片下邊距噴氨管距離H₁=8H₃-10H₃，這種設(shè)計(jì)可以確保在較少噴氨管和噴嘴的情況下，使氨氣和煙氣達(dá)到充分的混合，沒有混合死角，本發(fā)明混合器單元與傳統(tǒng)AIG布置形式相比，僅在旋流片下方設(shè)置噴氨噴嘴，可減少噴氨格柵中噴氨管和噴嘴的數(shù)量，從而使煙道內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)的數(shù)量和重量也相應(yīng)降低。

3、本發(fā)明中的每組混合器單元中的四個(gè)旋流片的左鄰邊與相近的煙道壁或分隔板固定連接，即四個(gè)旋流片的左鄰邊臨近煙道壁時(shí)與煙道壁固定連接，臨近分隔板時(shí)，與分隔板固定連接，而分隔板的兩端也與煙道壁固定連接，安裝方式充分利用煙道壁作為支撐結(jié)構(gòu)，可增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例1中的旋流片的主視圖；

圖3的圖1的主視圖；

圖4為圖1的左視圖；

圖5為圖1的俯視圖。

圖中：1-橫支撐梁，2-縱支撐梁，3-噴氨管，4-噴嘴，5-旋流片，6-分隔板，7-煙道壁，8-十字交叉口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1

如圖1-5所示，一種SCR脫硝用旋流片式靜態(tài)混合器，包括均勻設(shè)置在煙道截面上的橫支撐梁1，橫支撐梁1水平方向上垂直均勻設(shè)置多個(gè)縱支撐梁2，本實(shí)施例中煙道截面長(zhǎng)度L₁=6000 mm，L₄=3000 mm，本實(shí)施例中縱支撐梁為2個(gè)，在橫支撐梁1和縱支撐梁2的十字交叉口8下方設(shè)置混合器單元，其中混合器單元包括設(shè)置在十字交叉口8下方四個(gè)垂直方位上的四個(gè)旋流片5和設(shè)置旋流片5下方的兩個(gè)噴氨管3，每個(gè)噴氨管3上均設(shè)置兩個(gè)噴嘴4，每?jī)山M混合器單元之間設(shè)置分隔板6。

如圖3所示，噴嘴4與煙道壁7之間距離為L(zhǎng)₃，本實(shí)施例中L₃為750 mm，兩個(gè)噴嘴之間的距離為2L₃為1500mm，靠近兩側(cè)煙道壁7的噴氨管3與煙道壁7之間距離為L(zhǎng)₂為750 mm，而噴氨管3之間的距離為1500mm。

其中四個(gè)旋流片5采用不銹鋼制成的，旋流片5為四邊形結(jié)構(gòu)，上邊與下邊夾角α為30°- 60°，本實(shí)施例α為45°，上邊與左鄰邊垂直，厚度為t為6-12mm，本實(shí)施例中t為10mm，上邊長(zhǎng)度S₂為1300mm，下邊長(zhǎng)度S₃為700mm，左鄰邊長(zhǎng)度H₂=2000mm，旋流片5上端與橫支撐梁1或縱支撐梁2固定，傾斜方向一致，均與來流煙氣夾角β為45-65°，本實(shí)施例中β為50°，且混合器單元中的四個(gè)旋流片5的下邊延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)，其左鄰邊與相近的煙道壁7或分隔板6固定連接，即旋流片左鄰邊臨近煙道壁時(shí)與煙道壁焊接，臨近分隔板時(shí)與分隔板焊接，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是為了使氨氣與來流的煙氣以四片旋流片為中心軸形成旋流體并在煙氣慣性作用下，向上流動(dòng)，完成在一組混合單元截面區(qū)域的完全混合，無死角。

本實(shí)施例中噴氨管3管徑D為89 mm，噴嘴長(zhǎng)度H₃為120 mm，所述旋流片5下邊距噴氨管距離H₁為1000 mm。

將本發(fā)明實(shí)施例1中的旋流片式靜態(tài)混合器應(yīng)用于某燃煤電廠，鍋爐負(fù)荷350MW，煙氣量1048666Nm³/h，煙氣溫度300-400℃，煙氣中NOx濃度為500mg/Nm³，氨氮比0.916，最終煙氣中NOx濃度降低至50mg/Nm³以內(nèi)，脫硝效率為90%，氨逃逸濃度降低至3ppm以下，滿足電廠燃煤鍋爐“超低排放”標(biāo)準(zhǔn)的要求。

實(shí)施例2

實(shí)施例2與實(shí)施例1結(jié)構(gòu)相同，不同之處在于煙道壁的長(zhǎng)度和寬度不同，因此其他設(shè)計(jì)參數(shù)也有相應(yīng)的改變。其中本實(shí)施例中煙道截面長(zhǎng)度L₁=9200 mm，L₄=4600mm，設(shè)置2組混合器單元，L₂=1150mm，L₃=1150 mm，S₂=2300mm，S₃=920mm，t=10mm，α=40°，H₁=1000 mm，H₂=3220mm，D=89 mm，H₃=120 mm。

將實(shí)施例2的旋流片式靜態(tài)混合器應(yīng)用于某燃煤電廠，鍋爐負(fù)荷600MW，煙氣量2270000Nm³/h，煙氣溫度300-400℃，煙氣中NOx濃度為600mg/Nm³，氨氮比0.93，最終使煙氣中NOx濃度降低至50mg/Nm³以內(nèi)，脫硝效率為91.7%，氨逃逸濃度降低至3ppm以下，滿足電廠燃煤鍋爐“超低排放”標(biāo)準(zhǔn)的要求。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。