一种氨空混合器的制作方法

1.本实用新型涉及烟气脱硝技术领域，具体涉及一种氨空混合器。


背景技术：

2.scr脱硝系统中，常用的还原剂主要有液氨、氨水和尿素。在液氨作为还原剂的scr脱硝系统中氨空混合器是其中最关键的设备之一，氨空混合器出口的氨气混合均匀性、稳定性、高效性和相关节能效果是评判该设备优良的主要参数。
3.现阶段脱硝的氨空混合器常采用整体空管，内设三挡板的形式，每块挡板位置覆盖约50%混合器截面，氨气分压远大于稀释风风压，在三叶挡板式氨空混合器中容易混合不均匀，且氨空混合器的阻力为1000pa，配套的稀释风机风压选用7000pa，稀释风机的电耗为脱硝系统运行主要电耗，脱硝系统电耗较大。
4.实用新型专利cn204365160u公开了一种scr脱硝动态氨空混合器，由圆柱形混合筒内前部装有氨气喷射管所构成，圆柱形混合筒前端为空气入口、后端为混合气出口，圆柱形混合筒前、后两端分别焊接有偏心大小头，其后部内壁错位间隔固接有若干导流叶片，氨气喷射管设在圆柱形混合筒的轴心上、其管壁上均匀分布若干喷氨孔、端口封闭。但是，该混合器阻力仍较大，两种气体之间仍未实现充分分散和混合。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种氨空混合器，提高氨空混合效果，降低系统阻力和运行电耗。
6.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种氨空混合器，包括圆柱形筒体和设置在其内前部的氨气喷射管，圆柱形筒体的前端为稀释风入口，后端为混合气出口，所述的圆柱形筒体内设有变径管和波形折流板，所述的变径管设置在氨气喷射管的后方，波形折流板设置在变径管的后方。通过以上设置，变径管的缩口位置速度为入口流速的5倍，增加氨气与稀释风的混合程度，缩短混合器的长度，且在较高的流速下，设备不易堵塞。后区增加波形折流板，混合气体在折板通道中碰撞、混合，加快两气相物质的均匀混合，再一次缩短反应器的尺寸。通过以上2段设置，使氨气和稀释风两种流体产生抽吸、剪切、返混、扩散，最后达到两种气体之间的充分分散、混合的目的。
7.进一步地，所述的变径管从前至后依次包括缩径管、小管和扩径管。小管即为缩口位置，小管处速度高，流体扰动强烈，不易发生堵塞。氨气与稀释风混合气进入变径管后，通过管道平缓的收缩，缩口小管位置压力不断增大，在该段位置氨气和稀释风两种流体在此段位置被加速压缩，扩径后，混合气体被释压，此过程产生抽吸、剪切、返混、扩散作用，极大的增加了该段流体的湍流混合程度，有利于混合流体的充分混合。
8.更进一步地，所述的缩径管进口端和扩径管的出口端外径与圆柱形筒体的内径相同，缩径管出口端和扩径管的进口端内径与小管的内径相同。缩径管、小管和扩径管构成的变径管构成的变径管为一整体，在外部焊接组合完成后，再插入氨空混合器中定位固定焊
接。
9.优选地，所述的缩径管的缩径角度为45
°
，扩径管的扩径角度为30
°
。此设计参考文丘里设备的极速缩径、缓慢扩径的外形，喷入少量氨气压力一般0.1~0.15mpa，大量的稀释风压力为7kpa，两种气体具有不同风压，会在收口位置产生一定的抽吸作用，提高2种气体混合效果，有效降低该段阻力。通过变径管的缩扩径设置，收口位置流速达到前端流速的5倍，稀释风与氨气在收口位置被加速压缩，扩径后，混合气体被释压，湍流程度增加，两股流体进一步均匀混合。通过设置缩口，且前后段设置变径缓冲，可降低管道局部阻力损失，局部流速变化，增加了该段流体的湍流混合程度，有利于两股流体的充分混合。
10.所述的波形折流板由多个波形叶片排列而成，所述的波形叶片采用1mm钢板制成，有两个波节。
11.优选地，所述的波形叶片平行且等间隔设置，各叶片的间距为4mm，波形折流板上设扰流钢带。
12.优选地，所述的下游波节上焊接一段ф1mm的圆钢。圆钢起到扰流的作用，当混合气体经过折流板后，撞击在圆钢凸起处时，加大气体返混效果，增强混合气体的混合均匀度，可加强混合气体在折板通道中碰撞、混合，加快两气相物质的均匀混合，再一次缩短反应器的尺寸。
13.所述的氨气喷射管包括相互连通的连接管和喷射管，所述的连接管垂直于圆柱形筒体的轴线与氨气气源相连，所述的喷射管平行于圆柱形筒体的轴线。
14.优选地，所述的喷射管位于圆柱形筒体的轴心上，喷射管末端设置盲板封闭，喷射管管壁上开设有多个喷射孔，所述的喷射孔在喷射管上均匀交错排列。
15.进一步优选地，所述的喷射孔直径为4mm，设置有5排，每排均匀分布有8个喷射孔。
16.为便于检修维护，氨空混合器采用法兰与供氨管道、稀释风管道连接。
17.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
18.1. 本实用新型简单实用，系统阻力小，压降低，减少混合器主体长度，降低设备成本，且具有优良的混合效果，混合均匀度好，为烟气脱硝反应提供合适浓度且混合均匀的吸收剂；
19.2. 本实用新型通过变径管和波形折流板的配合设置，使得混合气体在流经变径管的过程中断面流速增大5倍，稀释风与氨气在收口位置被加速压缩，扩径后，混合气体被释压，湍流程度增加，两股流体进一步均匀混合，再经过波形折流板后，混合气体在折流板通道中，受扰流钢带的作用，两种流体进一步混合均匀，通过设置变径管和波形折流板使氨气和稀释风两种流体在混合器中发生抽吸、剪切、返混、扩散等作用，最后达到两种气体之间的充分分散、混合的目的；
20.3. 本实用新型通过圆钢的设置，使得当混合气体经过折流板后，撞击在圆钢凸起处时，加大气体返混效果，增强混合气体的混合均匀度；
21.4. 本实用新型通过喷射孔的设计，使氨气呈辐射状喷射到稀释风气流中，有利于氨气与稀释风的初步混合；
22.5. 本实用新型使得氨气与稀释风混合更加均匀，氨空混合器长度从0.8米减少到0.65米，长度减少接近20%，降低设备成本；
23.6. 本实用新型氨空混合器压力损失小于800pa，设备与外部及接口均为法兰交界
口，安装拆卸简单，主体空腔结构，基本无需检修维护；
24.7. 本实用新型可间接减小稀释风机选型风压，降低脱硝系统运行电耗。
附图说明
25.图1为实施例1氨空混合器的结构示意图；
26.图2为实施例1波形折流板和圆钢的局部示意图；
27.图中：1-圆柱形筒体，2-氨气喷射管，21-连接管，22-喷射管，23-喷射孔，3-变径管，31-缩径管，32-小管，33扩径管，4-波形折流板，5-圆钢，6-盲板，7-连接法兰。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
29.实施例1
30.一种氨空混合器，如图1所示，包括圆柱形筒体1、氨气喷射管2、变径管3、波形折流板4、圆钢5、盲板6和连接法兰7。圆柱形筒体1公称直径为dn150，长度为650mm，采用碳钢材质，前端通过连接法兰7连接稀释风管道，后端通过连接法兰7连接输出管道。
31.在圆柱形筒体1的中前部设有呈l形的氨气喷射管2，氨气喷射管2采用304不锈钢材质，氨气喷射管2的内径为32mm，氨气喷射管2包括与圆柱形筒体1轴线垂直的连接管21和设置在圆柱形筒体1轴心的喷射管22，喷射管22的末端设置盲板6封闭，喷射管22的末端与连接管21的中轴线之间的距离为80mm，连接管21的中轴线与圆柱形筒体1前端之间的距离为120mm。连接管21的进口端设有连接法兰7连接供氨管道，方便检修维护，氨气从氨气缓冲罐流出，经连接管21进入氨空混合器。喷射管22的管壁上设有5排喷射孔23，喷射孔直径为4mm，每排均匀分布有8个，所有的喷射孔23均匀交错设置，保证氨气在喷射孔23中能均匀喷出，该处喷出的氨气压力一般需控制在0.1~0.15mpa，经过辐射方式喷射的氨气均匀喷射在氨空混合器横断面上，且5排喷射孔23同时喷射，有利于氨气与稀释风的初步混合。
32.在距离圆柱形筒体1前端260mm处设有变径管3，变径管3从前至后依次包括缩径管31、小管32和扩径管33，小管32内径为77mm，长度为30mm，扩径管33，缩径管31的缩径角度为45
°
，扩径管33的扩径角度为30
°
，缩径管31进口端和扩径管33的出口端外径与圆柱形筒体1的内径相同，缩径管31出口端和扩径管33的进口端内径与小管32的内径相同。缩径管31、小管32、扩径管33为一整体，在外部焊接组合完成后，再插入氨空混合器中定位固定焊接。氨气与稀释风混合气进入变径管3后，通过管道平缓的收缩，缩口小管32位置压力不断增大，在该段位置氨气和稀释风两种流体产生抽吸、剪切、返混作用，极大的增加了该段流体的湍流混合程度，有利于混合流体的充分混合。
33.在距离扩径管33出口端150mm处安装一层波形折流板4，折流板上设扰流钢带。折流板采用1mm钢板制成，有两波节，在下游波节上焊接一段ф1mm的圆钢5，当混合气体经过折流板后，撞击在圆钢5凸起处时，加大气体返混效果，增强混合气体的混合均匀度。
34.从连接管21进入的氨气在喷射管22处呈辐射状喷射到稀释风气流中，随后氨气在经过缩径管31后加速通过缩口小管32，在经过小管32及后端扩径管33过程中加强氨气与稀
释风混合，经过波形折流板4后，氨气流速衰减至与热稀释风同向同速，混合均匀。通过以上设置，使氨气和稀释风两种流体产生抽吸、剪切、返混、扩散，最后达到两种气体之间的充分分散、混合的目的。缩扩径段设置提高氨空混合效果，减少混合器的长度。
35.本实施例氨空混合器可达到以下优化效果：
36.（1）氨气与稀释风混合更加均匀。
37.（2）氨空混合器长度从0.8米变成0.65米，长度减少接近20%，降低设备成本。
38.（3）系统阻力控制在800pa以内，比常规的氨空混合器系统压损减小近200pa。
39.（4）间接减小稀释风机选型风压，降低脱硝系统运行电耗。
40.（5）内部空腔结构，无堵塞风险，无需检修维护。
41.（6）法兰连接方式，方便安装且便于拆卸。
42.本实用新型氨空混合器使氨气和稀释风两种流体在氨空混合器内产生抽吸、剪切、返混、扩散，最后达到两种气体之间的充分扩散、混合的目的。并将混合器长度减少接近20%，系统阻力控制在800pa以内，在提高效率的情况下，减少氨空混合器的成本，减小稀释风机选型风压，降低脱硝系统运行电耗。
43.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。