高低溫?zé)煔饣旌涎b置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置涉及一種采用注入反應(yīng)劑的催化方法凈化廢氣的裝置。本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置，包括一根一端開口的熱煙氣母管，所述母管同側(cè)連接有若干根相互平行且與所述母管垂直的熱煙氣分配支管，所述支管一端伸入煙道壁內(nèi)，所述支管位于煙道壁內(nèi)的管體上開設(shè)若干通孔，所述通孔沿支管軸向分布。本實(shí)用新型的裝置可有效避免煙道內(nèi)出現(xiàn)較大的溫度梯度和熱應(yīng)力差，可安全實(shí)現(xiàn)極高溫差的煙氣在低溫?zé)煹纼?nèi)快速有效混合。
【專利說明】
高低溫?zé)煔饣旌涎b置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及凈化廢氣的一般方法及為運(yùn)類方法特別設(shè)計(jì)的設(shè)備或裝置，特別 是設(shè)及采用注入反應(yīng)劑的催化方法凈化廢氣的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，在全國推行鍋爐煙氣脫硝的進(jìn)程中，某些機(jī)組在省煤器與空氣預(yù)熱器之間 沒有脫硝空間，而經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較又需要采用選擇性催化還原（SCR)脫硝工藝。運(yùn)就出 現(xiàn)了一種困境:SCR脫硝采用的高溫催化劑需要的活性反應(yīng)溫度約300-400°C，對(duì)于在省煤 器與空氣預(yù)熱器之間沒有脫硝空間的機(jī)組，其可布置脫硝裝置的除塵器后位置的煙溫通常 在ll(TC-15(rC左右，不能滿足催化劑的適用溫度要求。為此，有的工藝采用熱風(fēng)爐提供高 溫?zé)煔釽加熱低溫的除塵器后煙氣，但是，熱風(fēng)爐輸出的高溫?zé)煔膺_(dá)800°C W上，如何使其 在低溫?zé)煹纼?nèi)與低溫?zé)煔獍踩?、快速、有效地混合設(shè)及到煙氣流場、溫度場、煙道熱應(yīng)力、煙 道材料等一系列問題，運(yùn)些問題給企業(yè)生產(chǎn)帶來了極大困擾。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種高低溫?zé)煔饣旌涎b置，該裝置可有效避 免煙道內(nèi)出現(xiàn)較大的溫度梯度和熱應(yīng)力差，煙道不需要采取耐火涂料或鋪設(shè)耐火磚等易損 耗材，可安全實(shí)現(xiàn)極高溫差煙氣在低溫?zé)煹纼?nèi)快速有效混合。
[0004] 為解決上述問題，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案：
[0005] 本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置，包括一根一端開口的熱煙氣母管，所述母管同 側(cè)連接有若干根相互平行且與所述母管垂直的熱煙氣分配支管，所述支管一端伸入煙道壁 內(nèi)，所述支管位于煙道壁內(nèi)的管體上開設(shè)若干通孔，所述通孔沿支管軸向分布。
[0006] 本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置，其中所述支管與煙道壁的連接處加設(shè)密封裝 置。
[0007] 本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置，距離所述母管的開口端最遠(yuǎn)的支管與母管之間 通過弧形管連接。
[000引本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置，其中所述支管包括與母管固連的粗管和伸入煙 道壁內(nèi)的細(xì)管，所述粗管和細(xì)管通過膨脹節(jié)連接。
[0009] 本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置，其中所述母管的管徑由開口端向另一端分段式 遞減。
[0010] 本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置，其中所述煙道壁上靠近細(xì)管端頭的位置處設(shè)置 有支架。
[0011] 本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置，其中所述母管、支管均采用耐高溫不誘鋼制成。
[0012] 本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置，其中所述支管的數(shù)量不少于討良。
[0013] 本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置是一種適用于極高溫差的高、低溫?zé)煔庠诘蜏責(zé)?道內(nèi)進(jìn)行混合的混合裝置，利用該裝置對(duì)高低溫氣體進(jìn)行混合可有效避免煙道內(nèi)出現(xiàn)較大 的溫度梯度和熱應(yīng)力差，因而不需要采取耐火涂料或鋪設(shè)耐火磚等易損耗材，即可安全實(shí) 現(xiàn)上述存在極高溫差的高、低溫?zé)煔庠诘蜏責(zé)煹纼?nèi)快速有效混合，工程實(shí)踐表明該裝置運(yùn) 行良好。
[0014] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的高低溫?zé)煔饣旌涎b置作進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置的實(shí)施例一的主視圖；
[0016] 圖2為本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置的實(shí)施例一的俯視圖；
[0017] 圖3為本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置的實(shí)施例二的主視圖；
[0018] 圖4為本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置的實(shí)施例=的主視圖；
[0019] 圖5為本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置的實(shí)施例二中工況9的模擬結(jié)果示意圖；
[0020] 圖6為本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置的實(shí)施例二中工況9的又一模擬結(jié)果示意 圖；
[0021] 圖7為本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置的實(shí)施例二中工況9的另一模擬結(jié)果示意 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例一；
[0023] 如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型高低溫?zé)煔饣旌涎b置設(shè)置包括一根下端開口的熱煙 氣母管1，該開口處用于通入高溫?zé)煔?。為使通入母?內(nèi)的高溫?zé)煔庠谏仙^程中流速增 大W加快混合速度，母管1的管徑由下端的開口端向上端分段式遞減，即母管1由下到上分 為3段，每段的管徑均勻但每段的管徑均大于其上一段的管徑。母管1的每段管徑均勻的管 的右側(cè)均焊接有一根與母管1垂直的熱煙氣分配支管2,3根支管2之間相互平行。為減小母 管1與其頂端的支管2的連接部位對(duì)氣流的阻力，該處的支管2與母管1之間通過弧形管11連 接。支管2包括與母管1通過焊接固連的粗管22和伸入煙道壁3內(nèi)的細(xì)管23,為克服熱應(yīng)力對(duì) 支管2的不利影響，粗管22和細(xì)管23通過膨脹節(jié)24連接。支管2位于煙道壁3內(nèi)的管體上即 細(xì)管23上開設(shè)有若干通孔21，通孔21沿支管巧由向分布，且通孔21可設(shè)置在細(xì)管23沿其圓周 方向的任意位置處。為保證煙氣混合過程中的氣密性，避免漏氣影響混合效果，細(xì)管23與煙 道壁3的連接處加設(shè)密封裝置。進(jìn)一步地，為了防止細(xì)管23伸入煙道壁內(nèi)后懸空對(duì)管體造成 損害，煙道壁3上靠近細(xì)管23端頭的位置處設(shè)置有支架4，用于支撐細(xì)管23，防止其懸空下 垂。為保證煙氣混合效果，避免熱應(yīng)力帶來的不利影響，延長混合裝置使用壽命，母管1、支 管2均采用耐高溫不誘鋼制成，常見的，可選用耐1000攝氏度W上高溫的不誘鋼，此處不一 一列舉。
[0024] 利用本實(shí)施例的混合裝置對(duì)高低溫?zé)煔膺M(jìn)行混合的方法與實(shí)施例二相同，詳見下 文。
[002引實(shí)施例二：
[0026]如圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處在于，本實(shí)施例的支管2設(shè)置為4根。 下面W本實(shí)施例為例對(duì)利用上述混合裝置對(duì)煙氣進(jìn)行混合的混合方法進(jìn)行說明，具體步驟 如下：
[0027] I.依據(jù)來流煙氣流量、溫度、壓力，W及通流煙道即煙道壁3面積，采用數(shù)值模擬計(jì) 算出支管個(gè)數(shù)、開孔數(shù)量、開孔角度，計(jì)算結(jié)果如下：
[002引 A、9種工況(case)下四根支管2的開孔數(shù)目分配如下表(1'1^2^3^4分別代表沿 母管1從下至上的4根支管2):
[0029；
[0030] B、對(duì)不同開孔數(shù)目的煙氣分配支管2進(jìn)行計(jì)算分析后得到各個(gè)支管2的流量結(jié)果， 如下表： 「00311
[0033] 通過對(duì)9種不同case下的計(jì)算，對(duì)得出的計(jì)算結(jié)果分析，可W看出在case 9下，Tl 開孔16個(gè)，T2開孔19個(gè)，T3開孔19個(gè)，T4開孔14個(gè)，得到比較好的流量分配結(jié)果，其中偏差為 3.31 %，流量分配均勻。因此，最終確定的煙氣分配支管2的開孔個(gè)數(shù)如下表所示：
[00341
[0035] C、利用case9的數(shù)據(jù)來進(jìn)行計(jì)算，分析整個(gè)流場，檢查煙道壁3壁面溫度是否符合 設(shè)計(jì)要求，模擬結(jié)果如圖5、圖6、圖7所示，由圖可見，高溫?zé)煔鉀]有沖刷煙道壁3的壁面，且 高低溫?zé)煔饽軌蚩焖倩旌暇鶆颉?br>[0036] 2.依據(jù)上述模擬計(jì)算結(jié)果，制定管道安裝方案，高溫?zé)煔廨斔凸艿琅c煙道既要防 止直接接觸，還要保持密封。
[0037] 3.依據(jù)煙氣量和煙道截面，布置4根分配支管2。
[0038] 可見，利用上述混合裝置對(duì)高低溫?zé)煔膺M(jìn)行混合的具體方法為，依據(jù)低溫?zé)煔饬?量、溫度和所需最終煙氣的溫度，計(jì)算確定經(jīng)濟(jì)的熱煙氣流量、溫度及各支管2的熱煙氣流 量。借助流場分析確定各支管2的開孔數(shù)量、開孔大小和角度，此處角度即指通孔21在細(xì)管 23圓周方向上的位置，變換該角度是為了增大高溫?zé)煔馀c低溫?zé)煔獾幕旌厦娣e。母管1、支 管2、通孔21設(shè)置完畢后通過計(jì)算設(shè)計(jì)讓高溫?zé)煔庠诘蜏責(zé)煔庵虚g換熱，利用低溫?zé)煔獍?裹、隔絕高溫?zé)煔猓乐垢邷責(zé)煔庵苯优c煙道壁3接觸破環(huán)煙道壁3的材料，W保證煙道壁3 附近的煙氣溫度不超過煙道設(shè)計(jì)溫度。
[0039] 實(shí)施例
[0040] 如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處在于，本實(shí)施例的支管2設(shè)置為5根。 利用本實(shí)施例的混合裝置對(duì)高低溫?zé)煔膺M(jìn)行混合的方法與實(shí)施例二相同，此處不再寶述。
[0041] 綜上所述，利用本實(shí)用新型的混合裝置可實(shí)現(xiàn)將高溫氣體(溫度可達(dá)800°C W上） 與低溫?zé)煔猓ㄈ珉姀S尾部煙道氣)快速、充分混合，W達(dá)到煙氣升溫的目的，可用于火電廠除 塵器后煙氣的SCR脫硝。
[0042] 本實(shí)用新型的混合裝置的有益效果至少包括：
[0043] (1)能夠?qū)崿F(xiàn)極高溫差的高、低溫?zé)煔庠诘蜏責(zé)煹纼?nèi)安全、快速、有效、均勻混合， 避免煙道內(nèi)出現(xiàn)較大的溫度梯度和熱應(yīng)力差；
[0044] (2)采用該混合裝置，煙道不需要采取耐火涂料或鋪設(shè)耐火磚等易損耗材，為企業(yè) 降低了生產(chǎn)成本；
[0045] (3)混合裝置給系統(tǒng)新增的壓損小，安裝維護(hù)方便，為企業(yè)提供了極大的便利。
[0046] W上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用 新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本 實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù) 范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 高低溫?zé)煔饣旌涎b置，其特征在于:包括一根一端開口的熱煙氣母管（I)，所述母管 (1)同側(cè)連接有若干根相互平行且與所述母管（1)垂直的熱煙氣分配支管(2)，所述支管(2) 一端伸入煙道壁(3)內(nèi)，所述支管(2)位于煙道壁(3)內(nèi)的管體上開設(shè)若干通孔(21)，所述通 孔(21)沿支管(2)軸向分布。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高低溫?zé)煔饣旌涎b置，其特征在于:所述支管(2)與煙道壁(3) 的連接處加設(shè)密封裝置。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高低溫?zé)煔饣旌涎b置，其特征在于:距離所述母管（1)的開口 端最遠(yuǎn)的支管(2)與母管（1)之間通過弧形管（11)連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高低溫?zé)煔饣旌涎b置，其特征在于:所述支管（2)包括與母管 (1)固連的粗管(22)和伸入煙道壁(3)內(nèi)的細(xì)管(23)，所述粗管(22)和細(xì)管(23)通過膨脹節(jié) (24)連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高低溫?zé)煔饣旌涎b置，其特征在于:所述母管（1)的管徑由開 口端向另一端分段式遞減。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高低溫?zé)煔饣旌涎b置，其特征在于:所述煙道壁(3)上靠近細(xì) 管(23)端頭的位置處設(shè)置有支架(4)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的高低溫?zé)煔饣旌涎b置，其特征在于：所述母管 (1)、支管(2)均采用耐高溫不銹鋼制成。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高低溫?zé)煔饣旌涎b置，其特征在于:所述支管（2)的數(shù)量不少 于3根。
【文檔編號(hào)】B01D53/90GK205517273SQ201620087516
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月28日
【發(fā)明人】王小立, 石京科, 陳玉樂, 周陵生, 薛軍
【申請人】北京龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司