用于选择性催化还原脱硝装置的Ｖ形混合格栅制造方法及图纸

一种烟气脱硝技术领域的用于选择性催化还原脱硝装置的Ｖ形混合格栅，包括：由下而上依次水平布置于烟道内的横向Ｖ形柱体混合格栅阵列和纵向Ｖ形柱体混合格栅阵列，横向Ｖ形柱体混合格栅阵列的两侧及纵向Ｖ形柱体混合格栅阵列的两侧均设有环套装置，该环套装置与烟道壁面固定连接，横向Ｖ形柱体混合格栅阵列设置于喷氨格栅上方。本发明专利技术通过加强湍流强度使氨气与烟气的混合更均匀，有提高ＳＣＲ反应脱硝效率和降低氨逃逸率的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种烟气脱硝
的装置，具体是一种用于选择性催化还原 (SCR)脱硝装置的V形混合格栅。
技术介绍
烟气脱硝方法包括选择性催化还原(SCR)技术、选择性非催化还原(SNCR)技术、 SNCR/SCR联合烟气脱硝技术、液体吸收法、微生物吸收法、活性炭吸附法、电子束法等。目 前应用最广、最有效的烟气脱硝主流技术是SCR技术，其脱硝效率在80%以上。选择性催 化还原法的主要原理是利用氨气NH3作为还原剂与烟气中的氮氧化物NOx在催化剂的作用 下发生氧化还原发应，生成氮气队和水H2O,其主要SCR脱硝工艺流程是氨气由喷氨格栅 喷射入烟道，与省煤器排出的烟气经过混合格栅在烟道中经过充分混合后进入SCR脱硝反 应器，在V205/W03及MoO3等催化剂的作用下，氮氧化物被还原成氮气。选择性催化还原SCR 工艺的关键指标是烟气进入脱硝反应器之前，烟气中的NOx和NH3的混合均勻度和烟气速度 分布均勻度。SCR脱硝设备冷模试验结果表明现有的脱硝装置烟气速度分布均勻度一般 能被控制在合格范围，但是氨浓度分布均勻度的控制难度较大，一般只能勉强达到工艺设 计要求。目前，工程设计中常用的混合格栅是由直径为Φπιπι的横向间距a圆形钢管格栅与 直径Φ ‘ mm纵向间距b圆形钢管格栅构成的mXn阵列，横向格栅阵列与纵向格栅阵列相 距Dmm，横纵两组圆柱体钢管成90°交叉两端固定在烟道壁。混合格栅安装在SCR脱硝系 统的喷氨格栅上方Hmm处。在对现有的技术文献检索后发现，朱乐敏，张彬，李岂凡在《南昌大学学报》1998年 3月第22卷1期发表了 “超滤器中的高跷格栅压力降和传质特性的分析”。该论文探讨了 高跷格栅的压力损失与传质特性，通过实验定量测定流体强制对流流过高跷格栅的压力损 失及传质系数，并讨论其影响因素，通过实验定量指出格栅的结构如固定角，自由缝隙等因 素对压力损失和传质系数的相互影响。即固定角较小时，格栅的压力损失比较大，自由缝隙 较小时，格栅压力损失比较小；并给出两组固定角的压力损失对比，找到了在压损较小的固 定角情况下，传质系数最优的自由缝隙值。但该论文没有给出基于流场分布的格栅安装位 置对传质特性的影响，也没有提出格栅本身柱体形状对压力损失和传值特性的CFD定量计算。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于选择性催化还原脱硝装置的 V形混合格栅，通过加强湍流强度使氨气与烟气的混合更均勻，有提高SCR反应脱硝效率和 降低氨逃逸率的应用前景。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括由下而上依次水平布置于烟道 内的横向V形柱体混合格栅阵列和纵向V形柱体混合格栅阵列，其特征在于横向V形柱体混合格栅阵列的两侧及纵向V形柱体混合格栅阵列的两侧均设有环套装置，该环套装置与 烟道壁面固定连接，横向V形柱体混合格栅阵列设置于喷氨格栅上方。所述的横向V形柱体混合格栅阵列和纵向V形柱体混合格栅阵列均由若干个V形 格栅柱体以阵列方式排布组成。所述的环套装置包括内径与V形格栅柱体相一致的圆环以及与圆环固定连接的 圆垫底座，其中圆垫底座固定于烟道壁面上，V形格栅柱体嵌套固定于圆环中。本专利技术实际工作时，氨气在V形混合格栅处由于格栅增加湍流的效果，氨气在撞 击V形格栅柱体并沿锥面流动产生湍流使氨气成扇面状扩散，进而使氨浓度的均勻度得到改善。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为V形混合格栅安装位置示意图；其中1整体烟道壁面、2横向V形格栅阵列、3纵向V形格栅阵列、4V形格栅柱体、 5喷氨格栅装置、6环套装置。图3为未加装V形混合格栅喷氨格栅后不同距离截面氨浓度相对标准差分布曲 线。图4为原始圆形混和格栅与V形混个格栅局部速度分布云图；其中(a)圆形混合格栅；(b) V形混合格栅。图5为距离喷氨格栅4000mm处烟道考察截面氨浓度分布云图；其中(a)现有技术；(b)实施例。具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术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，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施 例。如图1和图2所示，为某火力电站SCR脱硝装置喷氨格栅和混合格栅部分，其烟道 外壁尺寸为15700 X 3600 X 4800mm，其V形混合格栅包括横向V形格栅阵列2，纵向V形格 栅阵列3，横纵两组V形柱体成90°交叉两端固定在烟道壁。所述的V形格栅混合器，横向V格栅阵列2与纵向V格栅阵列3相距Dmm，由横纵 两组V形柱体钢管组成mXn阵列，V形格栅柱体4为钢结构，两端由壁面柱体环套装置固 定在烟道壁面。所述的V形格栅混合器的安装方式，根据烟道的具体几何尺寸与其内部的流场情 况确定由CFD软件仿真的出，将V形格栅混合器根据前文所确定的最优位置安装到距离喷 氨格栅5上方Hmm处。所述的V形格栅混合器的结构，在保证压力损失46 和孔隙率0. 364的前提下， 结构设计如图1和图2所示，横向V形格栅阵列2间距a柱体横截面长度Ψπιπι，高度hmm。 纵向V形格栅阵列3间距b柱体截面长度Ψ' mm，高度h' mm。V形格栅柱体4的横截面 长度φ = φ' = Ψ = Ψ'，高度h = h'，柱体长度Lmm横向与L' mm纵向和柱体钢体厚度λ mm。其中Φ = Φ ‘ = Ψ = Ψ ‘ = 40mm ；h = h' = 35mm ；a = 310mm, b = 255mm ；D = 300mm ；H = 550mm ；L = 3600mm, L' = 15700mm ；λ = IOmm ；实施结果如图3-图5所示，在上述实施例子的喷氨格栅烟道中，烟气入口速度12. 6m/s,喷 氨速度13. 4m/s，烟气出口静压力-50pa，温度设定为648K。用Fluent6. 24软件进行CFD 仿真计算。原始设计距离喷氨格栅4000mm处烟道截面处的氨浓度相对标准差为7. 22%， 相应的氨浓度分布云图见附图4(a)；在采用了 V形混合格栅装置优化设计后，距离喷氨格 栅4000mm处烟道截面处的氨浓度相对标准差降低至5. 42 %，相应的氨浓度分布图见附图 4 (b)，氨浓度相对标准差降幅达24. 93 %。改善效果优化指标氨浓度相对标准差原始设计7. 22%优化设计5. 42% CFD仿真结果表明采用了混合格栅优化设计后距离喷氨格栅出4000mm处烟道截 面的氨浓度分布均勻度有了明显的改善。这说明上述的V形混合格栅设计方案可以使SCR 脱硝反应有更高的脱硝效率和更低的氨逃逸率。权利要求1.一种用于选择性催化还原脱硝装置的V形混合格栅，包括由下而上依次水平布置 于烟道内的横向V形柱体混合格栅阵列和纵向V形柱体混合格栅阵列，其特征在于横向V 形柱体混合格栅阵列的两侧及纵向V形柱体混合格栅阵列的两侧均设有环套装置，该环套 装置与烟道壁面固定连接，横向V形柱体混合格栅阵列设置于喷氨格栅上方。2.根据权利要求1所述的用于选择性催化还原脱硝装置的V形混合格栅，其特征是，所 述的横向V形柱体混合格栅阵列与喷氨格栅之间距离为550mm ；所述的横向V形柱体混合 格栅阵列和纵向V形柱体混合格栅阵列之间距离为300mm。3.根据权利要求1所述的用于选择性催化还原脱硝装置的V形混合格栅，其特征是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于选择性催化还原脱硝装置的Ｖ形混合格栅，包括：由下而上依次水平布置于烟道内的横向Ｖ形柱体混合格栅阵列和纵向Ｖ形柱体混合格栅阵列，其特征在于：横向Ｖ形柱体混合格栅阵列的两侧及纵向Ｖ形柱体混合格栅阵列的两侧均设有环套装置，该环套装置与烟道壁面固定连接，横向Ｖ形柱体混合格栅阵列设置于喷氨格栅上方。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁景淇，张硕，许媛媛，张善伟，金强，李雨，王景成，
申请(专利权)人：上海交通大学，上海电气石川岛电站环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：31[]