本发明专利技术涉及一种循环流化床涡流式脱硝喷射器，包括枪体组件和喷嘴组件，喷嘴组件包括喷头、涡流器以及与喷头连接的混掺装置，混掺装置的出口端位于喷头内且与喷头形成混合室，混掺装置包括位于中心的尿素水通道以及至少四个空气通道，空气通道与尿素水通道异面设置，多个空气通道斜切同一圆周。本发明专利技术的脱硝喷射器采用分离结构的复合雾化喷嘴，在气动雾化的基础上创造性的增加了涡流器辅助雾化方式，扩大雾化锥角，同时增加混合面积，实现了二次强化混合和喷雾场结构的可控制性，能有效的提高喷雾场与烟气的混合及覆盖程度，提高脱硝效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电站锅炉的烟气湿法脱硝核心装置，特别涉及一种循环流化床涡流式脱硝喷射器，可应用于循环流化床燃煤锅炉，进行NOx控制处理。
技术介绍
锅炉燃烧煤粉进行能量转换的同时会向环境排放大量污染物，据统计大气NOx排放中的67%来自燃煤，氮氧化物(NOx)的排放是导致酸雨、光化学烟雾等一系列严重污染问题的主要原因之一，因此对电厂燃煤锅炉进行NOx控制处理非常有必要。烟气脱硝技术于20世纪70年代中期在日本开始应用，80年代末欧盟国家也开始了烟气脱硝技术的エ业应用，美国90年代初开始应用烟气脱硝技木，目前全世界燃煤电厂烟气脱硝エ艺的总装机容量已经超过2GW,而在中国的装机容量较小。近几年高效率大容量发电机组增速较快，且大多采用了较为先进的低氮燃烧技术，使単位发电量的NOx排放水平呈下降趋势；另外，在役机组的低氮燃烧技术改造和一部分新建电厂烟气脱硝装置的建成并投入运行，对降低NOx排放水平也起到一定作用，但从整个行业来说，我国对氮氧化物排放的控制尚处于起步阶段，难以满足环保要求，有很大的发展潜力。烟气湿法脱硝技术是ー种低成本、高效的NOx控制处理技术，其主要原理是在没有催化剂作用下，向870 1150° C高温烟气中喷射尿素水溶液作为还原剂，还原剂与烟气中NOx反应生成N2,从而完成NOx的控制。循环流化床锅炉分离器入口温度一般在87(T950°C之间，采用合适的湿法脱硝技术，可以将NOx排放浓度降低到IOOppm以下，满足国家最新排放标准。通过烟气湿法脱硝的原理可知，尿素水喷雾场及与烟气的混合过程对脱硝效率有重要影响，而尿素水溶液的雾化粒径分布、流强空间分布、雾化角度、喷射速度等是影响喷雾及混合的关键參数。同时由于循环流化床分离器入口烟气流动空间狭窄、受热面复杂，往往需要若干个涡流式脱硝喷射器进行组合喷射，固定角度及穿透深度的喷雾场组合难以覆盖大部分的烟气流动区域，解决的方法是实现喷雾场穿透深度和喷雾角度的灵活可调，提高尿素水喷雾场的覆盖率。涡流式脱硝喷射器长期在循环流化床分离器入口工作，工作环境恶劣，其热防护和长时间运行可靠性需要考虑。因此，喷嘴的雾化特性、枪体的结构设计、枪体的热防护能力及长时间运行可靠性是涡流式脱硝喷射器设计的关键技木。为了提高脱硝效率，需要合理选择喷嘴结构并匹配雾化參数，优化枪体的结构设计，最终提高喷枪的性能和可靠性。从以上分析可以看出，烟气湿法脱硝是非常有发展应用潜力的新技术，涡流式脱硝喷射器作为其核心组成产品也具有良好的应用前景。在环保要求日益提高的形势下，该产品的发展和应用具有良好的经济和社会效益。
技术实现思路
为了提高脱硝效率，本专利技术提供一种循环流化床涡流式脱硝喷射器，在高温(950°C)、高腐蚀、高磨损的烟气环境中能够长期稳定运行进行，最终进行烟气NOx控制处理。本专利技术的技术解决方案为循环流化床涡流式脱硝喷射器，包括枪体组件和喷嘴组件，所述枪体组件包括管道组件和输入组件，所述管道组件包括空气管以及套接在空气管上的尿素管，所述空气管和尿素管之间形成尿素水环腔，所述输入组件包括设置在空气管一端的空气接头、与尿素水环腔连通的尿素水接头以及换向头，所述空气管与尿素管的另一端均与换向头的一端连接，所述换向头的另一端与喷嘴组件相通，其特殊之处在于所述喷嘴组件包括喷头、涡流器以及与喷头连接的混掺装置，所述混掺装置的出ロ端位于喷头内且与喷头形成混合室，所述混掺装置包括位于中心的尿素水通道以及至少四个空气通道，所述空气通道与尿素水通道异面设置，多个空气通道斜切同一圆周，所述涡流器设置在混合室和喷头之间，所述混合室的入口端与尿素水通道和空气通道相通，所述尿素水通道和尿素管相通，所述空气通道和空气管相通，所述混合室的出口端通过涡流器与喷头连通。上述换向头包括底座、同心设置在底座上的内导流套和外导流套，所述底座沿着底座延伸方向设置有换气通道，垂直于底座延伸方向设置有换液通道，所述空气管与换气通道的入口连通，所述尿素水环腔与换液通道入口连通，所述换气通道的出口通过外导流套与空气通道连通，所述换液通道的出口通过内导流套与尿素水通道连通。上述枪体组件还包括调节组件，所述调节组件包括前堵板、后堵板、套在空气管外的集合管，所述集合管的一端通过后堵板固定在空气管上，所述集合管的另一端通过前堵板固定在尿素管上，所述集合管和空气管之间的形成集合环腔，所述集合环腔与尿素水环腔连通，所述尿素水接头设置在集合管上，所述尿素水接头的出口与集合环腔连通。上述喷头包括喷ロ以及导流角，所述导流角与喷ロ连通。上述喷ロ为扇形喷ロ，出口为橄榄型结构。喷头有30。、60°和100°三种型式。上述枪体材料采用合金316L，所述调节组件、空气接头(9)和尿素水接头(10)的材料均为不锈钢321。上述喷嘴组件的外侧面以及枪体组件的前端外表面喷涂有耐高温耐磨保护涂层。本专利技术与现有技术相比的有益效果是1、本专利技术的脱硝喷射器采用分离结构的复合雾化喷嘴，在气动雾化的基础上创造性的増加了涡流器辅助雾化方式，扩大雾化锥角，同时增加混合面积，实现了二次強化混合和喷雾场结构的可控制性，能有效的提高喷雾场与烟气的混合及覆盖程度，提高脱硝效率。2、本专利技术采用了涡流器，并与混合室合理匹配，实现扩大雾化锥角，同时增加烟气混合面积的效果，克服本领域的技术偏见。本领域技术人员在面对扩大锥角、増加混合面积的技术问题时，由于涡流器自身的分离效果，必定不会选择涡流器。3、本专利技术通过设计尿素水的自冷却结构，一方面降低了枪体结构的复杂性，减小了枪体尺寸，另一方保证了枪体的可靠冷却。4、本专利技术采用喷头和混掺装置分离的结构，仅仅通过更换喷头和涡流器就能够调整空心锥喷雾场的喷雾角度、液滴直径空间分布和穿透深度，灵活适应各种分离器入口结构，具有很强的系统兼容性。5、本专利技术提供涡流式脱硝喷射器，能够在950°C高温环境下长期工作，极限工作温度可以达到1250°C，大大增加了喷枪与高温环境的相容性。6、本专利技术的涡流式脱硝喷射器，能够在高温、高腐蚀、高磨损的烟气环境中长期稳定运行。7、喷嘴组件的外侧面以及枪体组件的前端外表面喷涂有耐高温耐磨保护涂层，能够有效预防循环流化床高尘烟气的腐蚀和磨损。8、喷雾角度3(Tl00连续可调，喷雾场液滴SMD小于100 U m。附图说明图1是本专利技术的涡流式脱硝喷射器结构示意图；图2是本专利技术的喷嘴组件的结构示意图；图3为本专利技术的换向头的结构示意图；图4为图3的A-A视图；其中附图标记为1-后堵板，2-集合管,3-前堵板,4-空气管,5-尿素管,6-换向头，7-喷嘴，8-换向密封垫，9-空气接头，10-尿素水接头，11-混掺装置，12-密封垫，13-涡流器，14-喷头，15-混合室，16-尿素水通道，17-空气通道，18-集合环腔，45-尿素水环腔，61-底座，62-导流套，63-换气通道，64-换液通道，65-内导流套，19-导流角。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进ー步详细描述图1为本专利技术的涡流式脱硝喷射器结构图，包括枪体组件和喷嘴组件，所述枪体组件包括管道组件和输入组件，所述管道组件包括空气管4以及套接在空气管4上的尿素管5，空气管4和尿素管5之间形成尿素水环腔45，输入组件包括设置在空气管4 一端的空气接头9、与尿素水环本文档来自技高网...
【技术保护点】
循环流化床涡流式脱硝喷射器，包括枪体组件和喷嘴组件，所述枪体组件包括管道组件和输入组件，所述管道组件包括空气管（4）以及套接在空气管（4）上的尿素管（5），所述空气管（4）和尿素管（5）之间形成尿素水环腔（45），所述输入组件包括设置在空气管（4）一端的空气接头（9）、与尿素水环腔（45）连通的尿素水接头（10）以及换向头(6)，所述空气管(4)与尿素管(5)的另一端均与换向头(6)的一端连接，所述换向头(6)的另一端与喷嘴组件相通，其特征在于：所述喷嘴组件（7）包括喷头(14)、涡流器（13）以及与喷头（14）连接的混掺装置（11），所述混掺装置（11）的出口端位于喷头（14）内且与喷头（14）形成混合室（15），所述混掺装置（11）包括位于中心的尿素水通道(16)以及至少四个空气通道(17)，所述空气通道(17)与尿素水通道（16）异面设置，多个空气通道（17）斜切同一圆周，所述涡流器（13）设置在混合室（15）和喷头（14）之间，所述混合室（15）的入口端与尿素水通道（16）和空气通道(17)相通，所述尿素水通道（16）和尿素管(5)相通，所述空气通道(17)和空气管(4)相通，所述混合室（15）的出口端通过涡流器（13）与喷头（14）连通。...
【技术特征摘要】
1.循环流化床涡流式脱硝喷射器，包括枪体组件和喷嘴组件， 所述枪体组件包括管道组件和输入组件， 所述管道组件包括空气管(4)以及套接在空气管(4)上的尿素管(5)，所述空气管(4)和尿素管(5 )之间形成尿素水环腔(45 )， 所述输入组件包括设置在空气管(4) 一端的空气接头(9)、与尿素水环腔(45)连通的尿素水接头(10)以及换向头￠)，所述空气管(4)与尿素管(5)的另一端均与换向头(6)的一端连接，所述换向头出)的另一端与喷嘴组件相通， 其特征在于 所述喷嘴组件(7)包括喷头(14)、涡流器(13)以及与喷头(14)连接的混掺装置(11)，所述混掺装置(11)的出口端位于喷头(14)内且与喷头(14)形成混合室(15)，所述混掺装置(11)包括位于中心的尿素水通道(16)以及至少四个空气通道(17)，所述空气通道(17)与尿素水通道(16)异面设置，多个空气通道(17)斜切同一圆周，所述涡流器(13)设置在混合室(15)和喷头(14)之间，所述混合室(15)的入口端与尿素水通道(16)和空气通道(17)相通，所述尿素水通道(16)和尿素管(5)相通，所述空气通道(17)和空气管(4)相通，所述混合室(15)的出口端通过涡流器(13)与喷头(14)连通。2.根据权利要求1所述的循环流化床涡流式脱硝喷射器，其特征在于所述换向头(6)包括底座(61)、同心设置在底座上的内导流套(65)和外导流套(62)，所述底座(61)沿着底座延伸方向设置有换气通道(6...
【专利技术属性】
技术研发人员：池保华，杨国华，仲伟聪，孙瑞元，洪流，李元启，
申请(专利权)人：中国航天科技集团公司第六研究院第十一研究所，
类型：发明
国别省市：
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