一种烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，包括设置有尿素溶液入口的尿素溶液输送管路、设置有雾化压缩空气入口的压缩空气输送管路和设置有冷却气体进口的冷却管路，所述压缩空气输送管路套设在所述尿素溶液输送管路的外围，所述冷却管路套设在所述压缩空气输送管路的外围；所述尿素溶液输送管路间隔设置有若干缓冲管，所述压缩空气输送管路间隔设置有若干膨胀节，一方面用以补偿喷射器在高温条件下工作时，因热胀冷缩原而产生的轴向和径向位移产生的尺寸变化，保护喷头在600℃左右条件下不受热力破坏；同时，补偿内部管路与外部管路的尺寸差，确保喷射器结构稳定，保证喷射效果；缓解喷射器震动，起到减震作用，延长喷射器使用寿命。
【专利说明】一种烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种烟气脱硝尿素溶液喷射器，属于烟气脱硝【技术领域】。
【背景技术】
[0002]工业燃料燃烧进行能量转换的同时会向环境排放大量污染物，在这些污染物中最主要的是燃煤引起的污染，燃煤烟气中的二氧化硫、二氧化氮是影响我国环境空气质量的主要污染源，2011年初通过的“十二五”规划纲要，首先将氮氧化物(NOx)列入约束性指标体系，要求减少10%，从而使得氮氧化物(NOx)成为我国下一阶段污染减排的重点。
[0003]目前，锅炉烟气脱硝工艺中，常采用的是选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)两种方法，其原理均是将烟气中的氮氧化物(NOx)与喷入锅炉中的还原剂发生反应，生成氮气(N2)和水(H2O)以减少氮氧化物(NOx)的排放。其中常采用的还原剂为尿素溶液，而将尿素溶液喷入锅炉内部采用的装置是喷射器，由于喷射器处于高温烟气中，为了避免尿素溶液在喷射器内蒸发气化，通常需要对喷射器进行冷却。
[0004]如中国专利文献CN103212285A公开了一种脱硝尿素喷射器，其包括喷嘴部件以及与喷嘴部件相连通的尿素溶液进口管道和压缩空气进口管道，所述喷嘴部件、尿素溶液进口管道和压缩空气进口管道外密封有套壳，所述套壳上开设有冷却水进口和冷却水出口，冷却水自冷却水进口进入套壳内对喷射器进行冷却后从冷却水出口排出。上述装置采用水冷却的方式对喷射器内的物质进行冷却，有效防止了喷射器内尿素溶液的气化现象，但是水的密度较大，外部套壳内通过迅速流通的冷却水，加重了喷射器的载荷，在与外界高温的共同作用下，容易使喷射器发生变形，另外，该喷射器的套壳与外部的高温烟气直接接触，在外部高温的作为下变形较大，而其内部经冷却的管路其变形相对较小，内外管路变形的差异容易造成喷嘴部件衔接不牢固，发生松动变形，从而影响喷射器的喷射效果。
实用新型内容
[0005]为解决现有技术中，采用水冷却的方式对喷射器中的尿素溶液进行冷却时，容易使喷射器发生变形的问题，以及由于内外管路由于温度差异使其形变存在较大差异造成喷嘴部件衔接不牢固，发生松动变形的问题，进而提供了一种烟气脱硝尿素溶液喷射器。
[0006]为此，本实用新型采取的技术方案为，
[0007]—种烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，包括设置有尿素溶液入口的尿素溶液输送管路、设置有雾化压缩空气入口的压缩空气输送管路和设置有冷却气体进口的冷却管路，所述压缩空气输送管路套设在所述尿素溶液输送管路的外围，所述冷却管路套设在所述压缩空气输送管路的外围；所述尿素溶液输送管路间隔设置有若干缓冲管；所述压缩空气输送管路对应所述缓冲管设置有膨胀节，所述膨胀节套设在所述缓冲管的外围。
[0008]上述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，所述尿素溶液输送管道内设置有测温元件，用以监测所述尿素溶液输送管道内的温度。
[0009]上述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，所述缓冲管与尿素溶液输送主管交替串联连接，以形成所述尿素溶液输送管路；所述膨胀节与压缩空气输送主管交替串联连接，以形成所述压缩空气输送管路，所述膨胀节包括膨胀节接管和波纹管，所述波纹管通过所述膨胀节接管与压缩空气输送主管相连接。
[0010]上述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，所述冷却管路、所述压缩空气输送管路和所述尿素溶液输送管路对应设置有用以将所述测温元件插入所述尿素溶液输送管路内部的插入孔。
[0011]上述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，所述冷却管路的壁厚沿冷却气体的流动方向逐渐变薄，或，所述冷却管路的壁厚沿冷却气体的流动方向阶梯式递减。
[0012]上述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，所述喷射器上设置有若干喷射结构，所述喷射结构对应设置在相邻两所述缓冲管之间。
[0013]上述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，所述尿素溶液输送管路的侧壁上设置有若干尿素溶液支管，所述压缩空气输送管路的侧壁上对应所述尿素溶液支管设置有压缩空气喷管，所述冷却管路的侧壁上对应所述压缩空气喷管设置有冷却介质散逸孔，所述压缩空气喷管上连接设置有喷射器喷头，所述尿素溶液支管、压缩空气喷管、冷却介质散逸孔和喷射器喷头共同形成所述喷射结构，其中所述压缩空气喷管套设于所述尿素溶液支管的外部，并与所述尿素溶液支管之间留有缝隙，所述喷射器喷头位于所述冷却介质散逸孔内部，并与所述冷却介质散逸孔之间留有缝隙。
[0014]上述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，所述尿素溶液支管垂直于所述尿素溶液输送管路；所述尿素溶液支管、所述压缩空气喷管与所述冷却介质散逸孔同轴设置。
[0015]上述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，所述喷射器的前端还设置有所述喷射结构，所述喷射结构与所述冷却管路的轴线垂直。
[0016]上述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，所述测温元件为热电偶，所述热电偶平行于所述尿素溶液输送管路设置；所述喷射器喷头包括与所述压缩空气喷管相连接的连接部和与所述连接部一体设置的穹形喷嘴，所述穹形喷嘴上设置有喷射器喷孔；所述缓冲管为波纹软管；所述尿素溶液输送管路、所述压缩空气输送管路和所述冷却管路同轴设置。
[0017]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0018](I)本实用新型提供的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，所述压缩空气输送管路套设在所述尿素溶液输送管路的外围，所述冷却管路套设在所述压缩空气输送管路的外围；这种尿素溶液输送管路被两层套管包覆的结构更有利于隔绝高温烟气传热；所述尿素溶液输送管路间隔设置有若干缓冲管，所述压缩空气输送管路对应所述缓冲管间隔设置有若干膨胀节，一方面用以补偿喷射器在高温条件下工作时，由于热胀冷缩原因而产生的轴向和径向位移产生的尺寸变化，从而保护喷头在600°C左右温度条件下不受热力破坏；同时，由于内外套管结构，使不同管路受热温度不同，造成各管路之间热胀冷缩尺寸存在差异，从而补偿内部管路与外部管路的尺寸差，确保喷射结构稳定，保证喷射效果。另一方面，介质在较高压力条件下流过喷射器时，缓冲管和膨胀节可缓解喷射器震动，起到减震作用，延长喷射器使用寿命。
[0019](2)本实用新型提供的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，所述冷却管路的壁厚沿介质的流动方向逐渐变薄，即所述喷射器冷却管路从后端至前端壁厚逐渐变薄，减轻喷射器前端重量，从而能够使其固定于烟炉中时重心后移，减少由于喷射器自身重力原因产生的形变。
[0020](3)本实用新型提供的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，设置测温元件以检测尿素溶液输送管路内部的温度，从而根据情况调整冷却介质的通入量。
[0021](4)本实用新型提供的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器中，所述冷却管路的侧壁上设置有若干冷却介质散逸孔，受热后的冷却气体从冷却介质散逸孔逸出。所述尿素溶液输送管路、所述压缩空气输送管路和所述冷却管路同轴设置，有利于冷却介质对尿素溶液输送管路中的尿素溶液进行均匀的冷却。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
[0023]图1为本实用新型提供的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器的示意图；
[0024]图2为本实用新型提供的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器的缓冲管和膨胀节的示意图；
[0025]图3为本实施新型一种喷射器喷头的主视图；
[0026]图4为图2所示喷射器喷头的侧视图。
[0027]其中，附图标记表示为，
[0028]1-尿素溶液输送管路，2-尿素溶液入口，3-压缩空气输送管路，4-雾化压缩空气入口，5-冷却管路，6-冷却气体进口，7-喷射器喷头，71-连接部，72-穹形喷嘴，73-喷射器喷孔，8-插入孔，9-尿素溶液支管，10-压缩空气喷管，11-冷却介质散逸孔，12-膨胀节接管，13-波纹管，14-压缩空气输送主管，15-缓冲管，16-尿素溶液输送主管。
【具体实施方式】
[0029]如图1所示为本实用新型一种烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，包括设置有尿素溶液入口 2的尿素溶液输送管路1、设置有雾化压缩空气入口 4的压缩空气输送管路3和设置有冷却气体进口 6的冷却管路5，其中，所述压缩空气输送管路3套设在所述尿素溶液输送管路I的外围，所述冷却管路5套设在所述压缩空气输送管路3的外围；所述尿素溶液输送管路I间隔设置有若干缓冲管15 ;所述压缩空气输送管路3对应所述缓冲管15设置有膨胀节，所述膨胀节套设在所述缓冲管的外围。本实施方式中所述缓冲管设置有3个，相应地，所述膨胀节也设置有三个，所述缓冲管为波纹软管，为使尿素溶液冷却均匀所述尿素溶液输送管路、所述压缩空气输送管路和所述冷却管路同轴设置。
[0030]在上述实施方式的基础上，所述尿素溶液输送管道I内设置有测温元件，用以监测所述尿素溶液输送管路I内的温度。
[0031]在上述实施方式的基础上，所述缓冲管15与尿素溶液输送主管16交替串联连接，以形成所述尿素溶液输送管路I;
[0032]所述膨胀节与压缩空气输送主管14交替串联连接，以形成所述压缩空气输送管路3，所述膨胀节包括膨胀节接管12和波纹管13，所述波纹管13通过所述膨胀节接管12与压缩空气输送主管14相连接。
[0033]在上述实施方式的基础上，所述冷却管路5、所述压缩空气输送管路4和所述尿素溶液输送管路I对应设置有用以将所述测温元件插入所述尿素溶液输送管路内部的插入孔8。在本实施方式中，所述测温元件为热电偶，所述热电偶通过所述插入孔8插入尿素溶液输送管路I内部并平行于所述尿素溶液输送管路I设置。
[0034]在上述实施方式的基础上，所述冷却管路5的壁厚沿冷却气体的流动方向逐渐变薄，本实施例中其冷却管路壁厚以9.5mm、6.5mm和3.5mm的尺寸阶梯性减薄,所述9.5mm壁厚长度为4.9m ；6.5mm壁厚长度为2.5m ；3.5壁厚长度为3m。
[0035]在上述实施方式的基础上，所述喷射器上设置有若干喷射结构，所述喷射结构对应设置在相邻两所述缓冲管之间，相应的所述喷射结构也对应设置在相邻两所述膨胀节之间。如图1和2所示，在本实施方式中，所述尿素溶液输送管路的侧壁上设置有若干尿素溶液支管9，所述压缩空气输送管路的侧壁上对应所述尿素溶液支管设置有压缩空气喷管10，所述冷却管路的侧壁上对应所述压缩空气喷管设置有冷却介质散逸孔11，所述压缩空气喷管上连接设置有喷射器喷头7，所述尿素溶液支管8、压缩空气喷管9、冷却介质散逸孔10和喷射器喷头7共同形成所述喷射结构，其中所述压缩空气喷管10套设于所述尿素溶液支管9的外部，并与所述尿素溶液支管之间留有缝隙，所述喷射器喷头7位于所述冷却介质散逸孔11内部，并与所述冷却介质散逸孔之间留有缝隙。如图3和4所示，所述喷射器喷头7包括与所述压缩空气喷管相连接的连接部71和与所述连接部一体设置的穹形喷嘴72，所述穹形喷嘴上设置有喷射器喷孔73。
[0036]质量浓度为40_60wt %的尿素溶液通过尿素溶液入口 2进入尿素溶液输送管路I,压缩空气通过雾化压缩空气入口 4进入压缩空气输送管路3，尿素溶液在雾化压缩空气的压力下从喷射器喷头7喷出形成小于400微米液滴，冷却风通过冷却气体进口 6进入冷却管路5，从而进入喷射器最外层的腔体，来降低周围空气的温度，从而降低喷射器外壁温度并保证尿素溶液不被气化，并最终由冷却介质逃逸孔排出。
[0037]在上述实施方式的基础上，所述尿素溶液支管9垂直于所述尿素溶液输送管路I ;所述尿素溶液支管9、所述压缩空气喷管10与所述冷却介质散逸孔11同轴设置。
[0038]在上述实施方式的基础上，如图1所示，所述喷射器的前端还设置有所述喷射结构，所述喷射结构与所述冷却管路的轴线垂直。
[0039]本实用新型的喷射器在使用完毕后可从尿素溶液入口 2加入除盐水，对喷射器内有尿对喷射器内有尿素溶液经过的地方进行冲洗，防止尿素溶液残留于喷射器内结晶，造成喷射器堵塞，冲洗后的冲洗水由喷射器喷头7排出。
[0040]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器,包括设置有尿素溶液入口的尿素溶液输送管路、设置有雾化压缩空气入口的压缩空气输送管路和设置有冷却气体进口的冷却管路，其特征在于， 所述压缩空气输送管路套设在所述尿素溶液输送管路的外围，所述冷却管路套设在所述压缩空气输送管路的外围； 所述尿素溶液输送管路间隔设置有若干缓冲管； 所述压缩空气输送管路对应所述缓冲管设置有膨胀节，所述膨胀节套设在所述缓冲管的外围。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，其特征在于，所述尿素溶液输送管道内设置有测温元件，用以监测所述尿素溶液输送管道内的温度。
3.根据权利要求1或2所述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，其特征在于， 所述缓冲管与尿素溶液输送主管交替串联连接，以形成所述尿素溶液输送管路； 所述膨胀节与压缩空气输送主管交替串联连接，以形成所述压缩空气输送管路，所述膨胀节包括膨胀节接管和波纹管，所述波纹管通过所述膨胀节接管与压缩空气输送主管相连接。
4.根据权利要求3所述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，其特征在于，所述冷却管路、所述压缩空气输送管路和所述尿素溶液输送管路对应设置有用以将所述测温元件插入所述尿素溶液输送管路内部的插入孔。
5.根据权利要求4所述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，其特征在于，所述冷却管路的壁厚沿冷却气体的流动方向逐渐变薄，或，所述冷却管路的壁厚沿冷却气体的流动方向阶梯式递减。
6.根据权利要求4或5所述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，其特征在于， 所述喷射器上设置有若干喷射结构，所述喷射结构对应设置在相邻两所述缓冲管之间。
7.根据权利要求6所述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，其特征在于， 所述尿素溶液输送管路的侧壁上设置有若干尿素溶液支管，所述压缩空气输送管路的侧壁上对应所述尿素溶液支管设置有压缩空气喷管，所述冷却管路的侧壁上对应所述压缩空气喷管设置有冷却介质散逸孔，所述压缩空气喷管上连接设置有喷射器喷头，所述尿素溶液支管、压缩空气喷管、冷却介质散逸孔和喷射器喷头共同形成所述喷射结构，其中所述压缩空气喷管套设于所述尿素溶液支管的外部，并与所述尿素溶液支管之间留有缝隙，所述喷射器喷头位于所述冷却介质散逸孔内部，并与所述冷却介质散逸孔之间留有缝隙。
8.根据权利要求7所述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，其特征在于， 所述尿素溶液支管垂直于所述尿素溶液输送管路； 所述尿素溶液支管、所述压缩空气喷管与所述冷却介质散逸孔同轴设置。
9.根据权利要求7或8所述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，其特征在于，所述喷射器的前端还设置有所述喷射结构，所述喷射结构与所述冷却管路的轴线垂直。
10.根据权利要求9所述的烟气脱硝直喷尿素溶液喷射器，其特征在于， 所述测温元件为热电偶，所述热电偶平行于所述尿素溶液输送管路设置； 所述喷射器喷头包括与所述压缩空气喷管相连接的连接部和与所述连接部一体设置的穹形喷嘴，所述穹形喷嘴上设置有喷射器喷孔； 所述缓冲管为波纹软管；所述尿素溶液输送管路、所述压缩空气输送管路和所述冷却管路同轴设置。
【文档编号】B05B12/10GK204220334SQ201420591600
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】潘洋, 李海英, 丛日强, 王莹, 杨万才, 孙剑 申请人:北京洛卡环保技术有限公司