喷枪组件及脱硝装置的制作方法

本申请涉及环保领域，特别是涉及一种喷枪组件及脱硝装置。

背景技术：

在环保领域通常需要使用催化剂或还原剂与烟气反应进行脱硝、脱硫、脱汞等处理。催化剂或还原剂经过喷枪输送到锅炉或烟道内，与锅炉或烟道内的烟气混合以进行脱硝、脱硫、脱汞等处理。

现有的喷枪包括喷管及喷头，喷管中带有喷头的的一端伸入到反应塔内，以向反应塔内喷射催化剂。喷管与反应塔直接固定连接，使得无法调整喷管的伸入锅炉或烟道的距离，无法调整喷头的喷射位置，由此导致反应效果不理性的缺陷。

技术实现要素：

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种喷枪组件，用于向脱硝装置中喷射还原剂/催化剂，包括：

喷枪，具有喷管、支管及喷头，所述喷管用于进气，所述支管插入所述喷管的侧壁并与所述喷管的内腔连通，所述支管用于进液，所述喷头连接在所述喷管的一端，用于喷射；

安装件，套在所述喷管中靠近所述喷头的一端，配置成安装在脱硝装置的墙体处，以支撑所述喷枪；

水平运动机构，安装在所述安装件与所述喷管之间，配置成使所述喷枪可相对所述安装件向前推入或向后拉出；和

旋转运动机构，安装在所述喷管处，配置成使所述喷枪可相对所述安装件上下旋转以及左右旋转；

其中，所述安装件还配置成使所述水平运动机构随所述喷枪旋转。

可选地，所述安装件一侧为法兰，用于与所述脱硝装置的墙体连接；另一侧为关节铰链形式的法兰，用于支撑所述喷管及安装所述水平运动结构，以使所述水平运动机构随所述喷枪旋转。

可选地，所述水平运动机构包括：

固定滑块，固定连接在所述喷管处，用于带动所述喷管滑动；和

第一气缸，位于所述喷管的下方且与所述喷管相平行，所述第一气缸中未带缸杆的一端固定连接在所述安装件处，带有缸杆的一端固定连接在所述固定滑块处；

其中，通过所述第一气缸的缸杆的伸/缩推动所述固定滑块，进而带动所述喷管向后拉出/向前推入。

可选地，所述旋转运动机构包括：

移动滑块，套在所述喷管外部并可相对所述喷管滑动；

第二气缸，位于所述喷管的正上方，且与所述喷管形成夹角，夹角为锐角，所述第二气缸的两端均为关节铰链，其一端固定在所述移动滑块处，另一端用于固定在锅炉或设备本体处；和

第三气缸，位于所述喷管的左上方，且与所述喷管形成夹角，夹角为锐角，所述第三气缸的两端均为关节铰链，其一端固定在所述移动滑块处，另一端用于固定在锅炉或设备本体处；

其中，通过所述第二气缸的伸缩推动所述移动滑块，进而带动所述喷管上下旋转，通过所述第三气缸的伸缩推动所述移动滑块，进而带动所述喷管左右旋转。

可选地，所述旋转运动机构还包括防转结构，用于防止移动滑块转动。

可选地，所述防转结构包括：

筋，沿所述喷管的长度方向贯长设置，其突出于所述喷管的外表面；

槽，沿所述移动滑块的长度方向贯长设置，并设置在所述移动滑块的内表面处；

其中，所述槽与所述筋相配，使得所述移动滑块可沿所述喷管滑动，并可防止所述移动滑块相对所述喷管转动。

根据本申请的另一个方面，提供了一种脱硝装置，包括锅炉和烟道，还包括设置在所述锅炉和/或所述烟道处的所述喷枪组件(100)。

可选地，所述脱硝装置包括sncr系统，所述喷枪组件设置在所述sncr系统处。

可选地，所述脱硝装置包括scr系统，所述喷枪组件设置在所述scr系统处。

可选地，所述脱硝装置包括sncr系统及scr系统，所述喷枪组件对应设置在所述sncr系统及所述scr系统处。

本申请的喷枪组件及脱硝装置，通过水平运动机构使得喷枪可实现前后移动，从而调整喷枪伸入锅炉或烟道的距离。通过旋转运动机构使得喷枪可实现上下及左右旋转，使得喷头喷射位置可调整。因此，本申请可将催化剂或还原剂输送至需要反应的场所，提高了反应效果，进而提高了脱硝装置的净化效率。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请一个实施例的喷枪组件的示意性立体图；

图2是根据本申请一个实施例的防转结构的示意性零件分解图；

图3是根据本申请一个实施例的防转结构的示意性装配图；

图4是根据本申请另一个实施例的脱硝装置的示意性结构图；

图5是根据本申请再一个实施例的脱硝装置的示意性结构图。

图中各符号表示含义如下：

a脱硝装置，

1墙体，

100喷枪组件，

10喷枪，11喷管，12支管，

20安装件，21法兰，22关节铰链形式的法兰，

30水平运动机构，31固定滑块，32第一气缸，

40旋转运动机构，41移动滑块，42第二气缸，43第三气缸，44防转结构，441筋，442槽。

具体实施方式

图1是根据本申请一个实施例的喷枪组件的示意性立体图。本实施例提供了一种喷枪组件100，用于向脱硝装置中喷射催化剂，包括：喷枪10、安装件20、水平运动机构30和旋转运动机构40。喷枪10具有喷管11、支管12及喷头(图中未绘出)。所述喷管11用于进气。所述支管12插入所述喷管11的侧壁并与所述喷管11的内腔连通，所述支管12用于进液。所述喷头连接在所述喷管11的一端，用于喷射。安装件20套在所述喷管11中靠近所述喷头的一端，配置成安装在脱硝装置的墙体1处，以支撑所述喷枪10。水平运动机构30安装在所述安装件20与所述喷管11之间，配置成使所述喷枪10可相对所述安装件20向前推入或向后拉出。旋转运动机构40安装在所述喷管11处，配置成使所述喷枪10可相对所述安装件20上下旋转以及左右旋转。其中，所述安装件20还配置成使所述水平运动机构30随所述喷枪10旋转。

其中，喷管11、支管12及喷头均为现有技术，本实施例针对它们的结构部分不再赘述。

本申请的喷枪组件100，通过水平运动机构30使得喷枪10可实现前后移动，从而调整喷枪10伸入锅炉或烟道的距离。通过旋转运动机构40使得喷枪10可实现上下及左右旋转，使得喷头喷射位置可调整。因此，本申请可将催化剂或还原剂输送至需要反应的场所，提高了反应效果，进而提高了脱硝装置的净化效率。

如图1所示，本实施例中，所述安装件20一侧为法兰21，用于与所述脱硝装置的墙体1连接。所述安装件20的另一侧为关节铰链形式的法兰22，用于支撑所述喷管11及安装所述水平运动结构，以使所述水平运动机构30随所述喷枪10旋转。更具体地，关节铰链形式的法兰22的球形结构被切去一部分形成一个平面，以安装水平运动机构30。

如图1所示，本实施例中，所述水平运动机构30包括：固定滑块31和第一气缸32。固定滑块31固定连接在所述喷管11处，用于带动所述喷管11滑动。第一气缸32位于所述喷管11的下方且与所述喷管11相平行，所述第一气缸32中未带缸杆的一端固定连接在所述安装件20处，带有缸杆的一端固定连接在所述固定滑块31处。其中，通过所述第一气缸32的缸杆的伸/缩推动所述固定滑块31，进而带动所述喷管11向后拉出或者向前推入。

优选地，第一气缸32的两端设有对应的铰耳固定架。第一气缸32中未带缸杆的一端未带有缸杆的铰耳固定架固定在安装件20的平面上，该铰耳固定架设计安装尺寸要根据旋转角度来确定，以避免旋转的时候和安装件20的关节链接外圈相互影响。

如图1所示，本实施例中，所述旋转运动机构40包括：移动滑块41、第二气缸42和第三气缸43。移动滑块41套在所述喷管11外部并可相对所述喷管11滑动。移动滑块41随着喷枪10的运动而移动，防止第二气缸42或第三气缸43运作的时候拉坏第三气缸43或第二气缸42。第二气缸42位于所述喷管11的正上方，且与所述喷管11形成夹角，夹角为锐角。该夹角优选为45度。所述第二气缸42的两端均为关节铰链。所述第二气缸42的一端固定在所述移动滑块41处，所述第二气缸42的另一端用于固定在锅炉或设备本体处。第三气缸43位于所述喷管11的左上方，且与所述喷管11形成夹角，夹角为锐角。该夹角优选为45度。所述第三气缸43的两端均为关节铰链。所述第三气缸43的一端固定在所述移动滑块41处。所述第三气缸43的另一端用于固定在锅炉或设备本体处。其中，通过所述第二气缸42的伸缩推动所述移动滑块41，进而带动所述喷管11上下旋转。通过所述第三气缸43的伸缩推动所述移动滑块41，进而带动所述喷管11左右旋转。

更具体地，本实施例中，第二气缸42与第三气缸43处的关节链接均是球形结构，可实现自由旋转，具体实施时，可根据需要选择不同样式。

更具体地，本实施例中，第一气缸32、第二气缸42、第三气缸43均为单向气缸。单向气缸、关节铰链均为现有技术，本实施例针对它们的具体结构不再赘述。

图2是根据本申请一个实施例的防转结构的示意性零件分解图。图3是根据本申请一个实施例的防转结构的示意性装配图。本实施例中，所述旋转运动机构40还包括防转结构44，用于防止移动滑块41转动。

更具体地地，所述防转结构44包括：筋441和槽442。筋441沿所述喷管11的长度方向贯长设置，其突出于所述喷管11的外表面。槽442沿所述移动滑块41的长度方向贯长设置，并设置在所述移动滑块41的内表面处。其中，所述槽442与所述筋441相配，使得所述移动滑块41可沿所述喷管11滑动，并可防止所述移动滑块41相对所述喷管11转动。

图4是根据本申请另一个实施例的脱硝装置的示意性结构图。本申请还提供了一种脱硝装置a，包括锅炉和烟道，还包括设置在所述锅炉和/或所述烟道处的所述喷枪组件100。所述喷枪组件100与上述实施例中的喷枪组件100相同，针对喷枪组件100的具体结构本实施例不再赘述。

本申请脱硝装置包括上述喷枪组件100，故本申请的脱硝装置通过水平运动机构30使得喷枪10可实现前后移动，从而调整喷枪10伸入锅炉或烟道的距离。通过旋转运动机构40使得喷枪10可实现上下及左右旋转，使得喷头喷射位置可调整。因此，本申请可将催化剂或还原剂输送至需要反应的场所，提高了反应效果，进而提高了脱硝装置的净化效率。

具体实施时，喷枪组件100的数量可以是多个，例如，两个、三个、四个、五个、六个、八个等等。优选地，多个喷枪组件100沿锅炉或烟道的圆周均布设置。

更具体地，本实施例中，所述脱硝装置a包括scr系统，所述喷枪组件100设置在所述scr系统处。即喷枪组件100应用在scr系统工况下。

sncr系统

选择性非催化还原(selectivenon-catalyticreduction),在高温下进行，无需催化剂，成本控制低。选择性非催化还原是指无催化剂的作用下，在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。该技术一般采用炉内喷氨、尿素或氢氨酸作为还原剂还原nox。还原剂只和烟气中的nox反应，一般不与氧反应，该技术不采用催化剂，所以这种方法被称为选择性非催化还原法(sncr)。由于该工艺不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为850～1100℃的区域，迅速热分解成nh3，与烟气中的nox反应生成n2和水。

采用氨作为还原剂的sncr称为denox法，尿素为还原剂的称为noxout法。

采用nh3作为还原剂，在温度为900℃～1100℃的范围内，还原nox的化学反应方程式主要为：

4nh3+4no+o2→4n2+6h2o

4nh3+2no+2o2→3n2+6h2o

8nh3+6no2→7n2+12h2o

而采用尿素作为还原剂还原nox的主要化学反应为：

(nh2)2co→2nh2+co

nh2+no→n2+h2o

co+no→n2+co2

sncr常用于锅炉炉膛，将nox排放量降至大约200mg/nm³。隧道炉换热器前烟气温度符合此工艺要求，因此本项目可用此工艺。在炉内sncr系统的还原剂制备、稀释、喷射、控制系统的基础上，加装烟气尾部脱硝装置(scr),组成sncr/scr联合脱硝工艺。

如图5所示，本实施例中，所述脱硝装置a包括sncr系统及scr系统，所述喷枪组件100对应设置在所述sncr系统及所述scr系统处。即喷枪组件100应用在scr系统和所述sncr系统结合工况下。

scr

选择性催化剂还原(selectivecatalyticreduction)技术是指在o2和催化剂存在的条件下，用还原剂(主要是nh3)将烟气中的nox还原为无害的n2和水的工艺。scr工艺之所以称作选择性，是因为在催化剂和合适的温度等条件下，还原剂优先与烟气中的氮氧化物(nox)反应，而不是被烟气中的o2氧化。烟气中o2能促进反应进行，是反应系统不可缺少的部分。scr技术脱硝效率高，理论上可接近100％的脱硝效率，根据投资成本的高低，目前所普遍采用的为经济脱硝效率80％～90％左右。

工业上，scr脱硝的主要还原剂为nh3，nh3的来源可为氨水、液氨蒸发，尿素热解，具体采用哪一种，根据厂区实际情况，结合经济运行成本及安全管理进行综合考虑。

在催化剂的作用下，反应器内主要反应如下：

图5是根据本申请再一个实施例的脱硝装置的示意性结构图。参见图5，本实施例中，所述脱硝装置a包括sncr系统，所述喷枪组件设置在所述sncr系统处。即喷枪组件100应用在sncr系统工况下。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。