[发明专利]鳍片式钝体静态混合装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在燃煤锅炉高温高尘型烟气脱硝系统中关键技术，即在烟气脱硝系统的喷氨装置下游将烟气和氨气进行充分混合的静态混合装置，具体涉及一种鳍片式钝体静态混合装置。

背景技术

在烟气脱硝系统中，静态混合装置是关键设备之一，它位于喷氨装置下游，尽管喷氨装置本身在喷氨的同时也具备一定的混合功能，但为了缩短氨气/烟气达到均匀混合的行程，氨气/烟气真正的混合需依赖静态混合装置来实现，而不能依赖气/气扩散来实现，因为这个过程需要很长的物理行程，在工程实践中不允许。

静态混合装置性能的优劣对氨气/烟气的混合均匀程度将起到重要影响，同时也是造成压力损失的重要部位，进而影响到脱硝效率、氨逃逸及引风机电耗等经济性指标。目前安装于喷氨装置下游的静态混合装置主要有三类。

第一类是由众多折叠式扰流元件构成的静态混合装置，折叠式扰流元件的数量与上游的氨喷嘴数量相当。这些折叠式扰流元件被焊接在烟道中的支架上，覆盖整个烟道横截面，当喷有氨气的烟气流经此处时按不规则的路径通过，在扰流元件背侧产生涡流，流场被扰乱，这个过程使得氨气和烟气得到均匀混合，之后整个气流在向下游设备流动过程中逐渐恢复平静。这类静态混合装置在扰流元件排列较密时可以在较短的距离内达到满意的混合效果，但造成的烟气阻力损失较大，将直接增加引风机的电耗。

第二类是简单的扰流管，即在喷氨装置下游布置一排园管，当喷有氨气的烟气流经此处时受到一排扰流管的阻碍，烟气沿扰流管两侧向下游流动，在扰流管背侧产生涡流，这个过程使得氨气和烟气得到混合，这类静态混合装置结构简单，烟气阻力损失较小，但混合效果不理想。

第三类是涡流混合器，其原理是通过在烟道中放置适当形状的元件(如倾斜放置的三角形、园形、椭圆形表面)使烟气产生旋涡，将氨喷射至旋涡区，利用旋涡的作用，实现氨与烟气的充分混合。在整个烟道截面上只采用少量的元件，通常为2到10个，每个元件的相对尺寸较大，元件产生旋涡也较大，要求的混合距离较长，对整个流场的破坏性较大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种结构相对简单、通过多重交叉流动和局部小涡流实现氨气/烟气快速混合、对整个流场破坏性小、在很短距离内流场恢复平静、阻力低的鳍片式钝体静态混合装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：在位于喷氨装置下游水平烟道的垂直方向布置有一组横向放置的三角形钝体，三角形钝体尖端迎水平烟道的烟气流，三角形钝体的上、下两面均匀布置有若干个长方形鳍片，该长方形鳍片与烟气流的流动方向偏转角为20-70°，同一三角形钝体上、下两面的长方形鳍片的偏转方向相同，相邻三角形钝体上的长方形鳍片的偏转方向相反且交替布置。

本发明的三角形钝体的长度与水平烟道的宽度相同；三角形钝体的数量为2-30个；三角形钝体每个面上的长方形鳍片的数量为6-100个；相邻两三角形钝体之间为烟气自由通道，自由通道总面积不少于整个烟道截面积的40％。

在上游设备喷氨装置中喷有氨气的烟气到达鳍片式钝体静态混合装置时，在相邻两带有长方形鳍片的三角形钝体之间构成的自由通道处被加速，由于相邻两三角形钝体上的长方形鳍片的偏转方向相反且交替布置，即一个左偏和一个右偏的鳍片的作用下产生多重交叉流动，气流发生激烈的混合，在三角形钝体下游产生无数小涡流区，氨气与烟气得到快速充分的混合，在很短的距离内涡流逐渐趋于平静，达到较好的条件，即均匀的流场、均匀的NH₃/NOx摩尔比分布、均匀的飞灰浓度分布、均匀的温度。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明沿烟气流动方向的视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参见图1，本发明包括位于喷氨装置下游水平烟道1的垂直方向布置有一组横向放置的与水平烟道1的宽度相同的三角形钝体3，三角形钝体的数量为2-30个，三角形钝体3尖端迎水平烟道的烟气流2，三角形钝体3的上、下两面均匀布置有6-100个长方形鳍片4，该长方形鳍片4与烟气流2的流动方向偏转角为20-70°，同一三角形钝体3上、下两面的长方形鳍片4的偏转方向相同，相邻三角形钝体3上的长方形鳍片4的偏转方向相反(即一个左偏、一个右偏)且交替布置，相邻两三角形钝体3之间为烟气自由通道，自由通道总面积不少于整个烟道截面积的40％。