[发明专利]一种用于尿素催化水解的静态混合器

说明书

技术领域

本发明涉及气体混合设备，特别涉及一种火力发电厂喷氨脱硝系统中的氨、空气静态混合设备。

背景技术

我国主要电力供应为燃煤火力发电，而燃煤产生的氮氧化合物NOx是造成光雾和酸雨主要污染物质，控制NOx排放的主要手段是烟气脱硝，在众多烟气的脱硝工艺中，选择性催化还原(SCR)是效率最高的，也是技术和工艺最成熟的一种方法，目前，最常用的SCR技术是基于在金属催化剂的作用下，利用氨气把烟气中的NOx还原成N₂和H₂O。在SCR脱硝系统中，氨气和空气是否能够混合均匀是影响SCR脱硝效率的一个重要因数，所以对氨气、空气混合器要求很高。

目前混合器的种类比较多，但大都存在混合器压降较大、混合均匀度差、结构复杂以及维护不便等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺点，提供一种用于尿素催化水解的静态混合器，使其具有压降小、氨气和空气混合均匀，且结构简单等特点。

本发明的技术方案如下：

一种用于尿素催化水解的静态混合器，其特征在于：该混合器含有混合器内筒、混合器外筒、螺旋导流段、混合室和混合器出口段；混合器外筒的两端分别通过法兰与混合器内筒和混合器出口段固定连接；混合器内筒沿气流方向依次包括稀释风进口直段、内筒出风段和内筒封闭段；内筒出风段的壁面上沿轴向布置多排出风小孔，每排小孔沿周向均匀布置；在靠近内筒出风段前端的混合器外筒壁上设有氨气入口，螺旋导流段设置在内筒出风段与混合室之间，该螺旋导流段是由设置在外筒内壁面上的螺旋导流板构成，所述的内筒封闭段插入螺旋导流段的空腔内。

上述技术方案中，混合器外筒管径为70～90mm；稀释风进口直段的管径为40～60mm，长度为250～300mm；内筒出风段的长度为100～120mm，管径与稀释风进口直段相等；内筒封闭段的管径为25～35mm，螺旋导流段长度为160～180mm；混合室的长度为120～140mm。

优选地，内筒封闭段的长度与螺旋导流段长度相等；混合器出口段管径与稀释风进口直段的管径相等，其长度为120～150mm。

更优选地，所述内筒出风段上开有八排出风小孔，每排沿周向均匀分布8～10个，出风小孔孔径为5～8mm。在混合室的外管壁上设有热电偶插入预留口。

本发明与现有技术相比，具体以下优点及突出性的技术效果：该静态混合器不仅具有结构简单，压降较小，氨气和空气能够充分混合等优点，而且由于内筒和外筒通过法兰连接，拆卸方便，故便于维护和检修。

附图说明

图1是本发明实施例的结构原理示意图。

图中：1-稀释风入口；2-氨气入口；3-混合气出口；4-螺旋导流板；5-混合器内筒；6-热电偶插入口；7-内筒封闭段；8-内筒出风段；9-混合室；10-混合器出口段；11-出风小孔；12-混合器外筒；13-螺旋导流段；14-稀释风进口直段。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理及工作过程做进一步的说明。

如图1所示，本发明提供的静态混合器该混合器含有混合器内筒5、混合器外筒12、螺旋导流段13、混合室9和混合器出口段10；混合器外筒的两端分别通过法兰与混合器内筒和混合器出口段固定连接；混合器内筒沿气流方向依次包括稀释风进口直段14、内筒出风段8和内筒封闭段7；内筒出风段8的壁面上沿轴向布置多排出风小孔11，每排小孔沿周向均匀布置，一般情况下内筒出风段8上开有八排出风小孔，每排沿周向均匀分布8～10个，出风小孔孔径为5～8mm。在靠近内筒出风段前端的混合器外筒壁上设有氨气入口2，螺旋导流段13设置在内筒出风段与混合室9之间，该螺旋导流段是由设置在外筒内壁面上的螺旋导流板4构成，所述的内筒封闭段插入螺旋导流段的空腔内。

混合器外筒管径为70～90mm；稀释风进口直段的管径为40～60mm，长度为250～300mm；内筒出风段的长度为100～120mm，管径与稀释风进口直段相等；内筒封闭段的管径为25～35mm，螺旋导流段长度为160～180mm；混合室的长度为120～140mm。内筒封闭段的长度与螺旋导流段长度相等；混合器出口段管径与稀释风进口直段的管径相等，其长度为120～150mm。

静态混合器的混合室的外壁面上留有热电偶插入预留口6，其管径和法兰尺寸由热电偶生产厂家配套确定。

除混合器内筒5材质选用304L不锈钢外，其余管子、法兰均为碳钢。

静态混合器的工作过程如下：稀释风(空气)从稀释风入口1进入到稀释风进口直段14内，在内筒出风段通过出风小孔11流出后，与从氨气进口2进来的氨气接触并初步混合，之后流入螺旋导流段13内，形成旋转的混合气流，使氨气与稀释风充分接触并混合，稀释氨浓度至5％以下，然后在混合室9内再静态混合，最后在混合器主体外的空间10进行压降后离开混合器。