喷氨结构及反应器的制作方法

本发明涉及烟气脱硝技术领域，具体涉及一种喷氨结构及反应器。

背景技术：

目前电厂进行新一轮的超低排放改造工程，涉及大量的烟气脱硝装置的改造与更换。改造或新建的脱硝反应器，通常在反应器的竖直段安装多个喷氨结构，用于喷射氨气，喷射的氨气在反应器内与烟气反应脱硝出氮氧化物。喷氨结构一般采用圆形钢管制作而成，圆形钢管上交叉开设有多个喷射口，每个喷射口处以不同的角度焊接喷头，通过喷头以不同角度喷射氨气。

多个喷氨结构在烟道内部并排平行布置，管道的投影面积几乎占据了整个烟道的横截面积的20％，烟气可通过的有效截面小，增加了系统的阻力和能耗。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的喷氨结构占据烟道的横截面积大、导致烟气可通过的有效截面小的缺陷，从而提供一种占据烟道的横截面积小的喷氨结构及反应器。

一种喷氨结构，包括：

喷氨管，包括依次拼接的第一弧形壳体、第二弧形壳体和第三弧形壳体，所述第一弧形壳体与所述第二弧形壳体的一端拼合出导流角，另一端分别与所述第三弧形壳体连接，所述导流角朝向烟气流动方向设置，所述第一弧形壳体和所述第二弧形壳体在烟气流动方向上位于所述第三弧形壳体的上游；所述喷氨管(11)在烟气流动方向上最远的延伸距离大于所述喷氨管(11)在与烟气流动方向垂直的方向上最远的延伸距离；所述喷氨管包括喷射入口及多个喷射出口；

多个喷头，为管状结构，一端与所述喷射出口连通，另一端沿烟气流动的方向延伸；

多个防护板，连接在所述喷氨管上，每个所述防护板都匹配一个所述喷头，并适于防止所述喷头堵塞。

本实施例中的喷氨结构，所述第一弧形壳体与所述第二弧形壳体对称设置，所述喷氨管的横截面为水滴形。

本实施例中的喷氨结构，所述喷氨管在烟气流动方向上最远的延伸距离为h，所述喷氨管在与烟气流动方向垂直的方向上最远的延伸距离为x，h/x满足，1＜h/x≤30。

本实施例中的喷氨结构，所述喷头的一端连接在所述第三弧形壳体的下方，另一端延伸至所述喷氨管的外部，所述喷头在与烟气流动方向垂直的垂直平面上的投影超出所述喷氨管在所述垂直平面上的投影。

本实施例中的喷氨结构，所述喷头的轴向与烟气流动方向之间具有夹角α，且所述夹角α满足，15°≤α≤30°。

本实施例中的喷氨结构，所述防护板在烟气流动的方向上位于所述喷头的上游。

本实施例中的喷氨结构，所述防护板的一端连接在喷氨管的下方，另一端朝向与所述喷头平行的方向延伸。

本实施例中的喷氨结构，所述防护板为直板状结构；所述防护板在所述垂直平面上的投影，至少覆盖相应的所述喷头在所述垂直平面上的投影。

本实施例中的喷氨结构，所述防护板在所述垂直平面上的投影，超出所述喷头在所述垂直平面上的投影的距离l满足，1cm≤l≤3cm。

本实施例中还提供一种反应器，包括上述的喷氨结构。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的喷氨结构，包括喷氨管、多个喷头和多个防护板，喷氨管包括依次拼接的第一弧形壳体、第二弧形壳体和第三弧形壳体，所述第一弧形壳体与所述第二弧形壳体的一端拼合出导流角，另一端分别与所述第三弧形壳体连接，所述导流角朝向烟气流动方向设置，所述第一弧形壳体和所述第二弧形壳体在烟气流动方向上位于所述第三弧形壳体的上游；所述喷氨管(11)在烟气流动方向上最远的延伸距离大于所述喷氨管(11)在与烟气流动方向垂直的方向上最远的延伸距离；所述喷氨管包括喷射入口及多个喷射出口；多个喷头为管状结构，一端与所述喷射出口连通，另一端沿烟气流动的方向延伸；多个防护板连接在所述喷氨管上，每个所述防护板都匹配一个所述喷头，并适于防止所述喷头堵塞。

与现有的圆形喷氨管相比，在横截面积相同以保证喷氨管的喷氨流量不变的情况下，本发明中喷氨管由第一弧形壳体、第二弧形壳体和第三弧形壳体依次拼接而成，所述喷氨管在烟气流动方向上最远的延伸距离大于所述喷氨管在与烟气流动方向垂直的方向上最远的延伸距离，使得本发明中的喷氨管在烟道内的投影面积相对于圆形喷氨管减小，喷氨管的投影面积在整个烟道的横截面积上的占比减小了，烟气可通过的有效截面增大，减小了系统的阻力和能耗，优化了烟气的流场，减小了烟气的流速，增加了传质效率和脱氨效率。

且所述第一弧形壳体与所述第二弧形壳体的一端拼合出导流角，所述导流角朝向烟气流动方向设置，所述第一弧形壳体和所述第二弧形壳体在烟气流动方向上位于所述第三弧形壳体的上游；实现烟气导流的作用，烟气经过导流角向第一弧形壳体和第二弧形壳体两端导流，导流角处与烟气垂直线接触，接触面积小，对喷氨管的磨损小，防止喷氨管在烟气的影响下磨损严重造成损伤。

且多个喷头一端与所述喷射出口连通，另一端沿烟气流动的方向延伸；与喷头的另一端朝向烟气流动的方向延伸相比，本发明中的喷头沿烟气流动的方向延伸，降低喷头堵塞的概率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的喷氨结构的示意图；

图2为本发明提供的喷氨结构的俯视图；

图3为本发明提供的喷氨结构的左视图；

图4为本发明提供的喷氨结构的仰视图；

图5为本发明提供的反应器的示意图。

附图标记说明：

1-喷氨结构；11-喷氨管；111-第一弧形壳体；112-第二弧形壳体；113-第三弧形壳体；12-喷头；13-防护板；2-反应器；3-入口烟道；4-导流板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一

如图1至图4所示，本实施例中提供了一种喷氨结构1，包括喷氨管11、多个喷头12和多个防护板13，喷氨管11包括依次拼接的第一弧形壳体111、第二弧形壳体112和第三弧形壳体113，所述第一弧形壳体111与所述第二弧形壳体112的一端拼合出导流角，另一端分别与所述第三弧形壳体113连接，所述导流角朝向烟气流动方向设置，所述第一弧形壳体111和所述第二弧形壳体112在烟气流动方向上位于所述第三弧形壳体113的上游；所述喷氨管11在烟气流动方向上最远的延伸距离大于所述喷氨管11在与烟气流动方向垂直的方向上最远的延伸距离；所述喷氨管11包括喷射入口及多个喷射出口；多个喷头12为管状结构，一端与所述喷射出口连通，另一端沿烟气流动的方向延伸；多个防护板13连接在所述喷氨管11上，每个所述防护板13都匹配一个所述喷头12，并适于防止所述喷头12堵塞。氨气通过喷射入口进入喷氨管11内，再经过喷射出口和喷嘴从喷氨管喷出，与烟气反应脱出氮氧化物，实现烟气脱硝。

与现有的圆形喷氨管11相比，在横截面积相同以保证喷氨管11的喷氨流量不变的情况下，本发明中喷氨管11由第一弧形壳体111、第二弧形壳体112和第三弧形壳体113依次拼接而成，所述喷氨管在烟气流动方向上最远的延伸距离大于所述喷氨管在与烟气流动方向垂直的方向上最远的延伸距离，使得本发明中的喷氨管11在烟道内的投影面积相对于圆形喷氨管11减小，喷氨管11的投影面积在整个烟道的横截面积上的占比减小了，烟气可通过的有效截面增大，减小了系统的阻力和能耗，优化了烟气的流场，减小了烟气的流速，增加了传质效率和脱氨效率。

且所述第一弧形壳体111与所述第二弧形壳体112的一端拼合出导流角，所述导流角朝向烟气流动方向设置，所述第一弧形壳体111和所述第二弧形壳体112在烟气流动方向上位于所述第三弧形壳体113的上游；实现烟气导流的作用，烟气经过导流角向第一弧形壳体111和第二弧形壳体112两端导流，导流角处与烟气垂直线接触，接触面积小，对喷氨管11的磨损小，防止喷氨管11在烟气的影响下磨损严重造成损伤。

且多个喷头12一端与所述喷射出口连通，另一端沿烟气流动的方向延伸；与喷头12的另一端朝向烟气流动的方向延伸相比，本发明中的喷头12沿烟气流动的方向延伸，降低喷头12堵塞的概率。

本实施例中的喷氨结构1，所述第一弧形壳体111与所述第二弧形壳体112对称设置，所述喷氨管11的横截面为水滴形。设于喷氨管11的顶部的导流角还具有烟气导流作用，降低烟气对喷氨管的磨损。

所述喷氨管11为横截面水滴形的水滴形管，水滴形管在烟道内的投影面积相对于圆形喷氨管11减小，水滴形管的投影面积在整个烟道的横截面积上的占比减小了，烟气可通过的有效截面增大，减小了系统的阻力和能耗，优化了烟气的流场，减小了烟气的流速，增加了传质效率和脱氨效率。

并且，水滴形管的抗弯性能优于截面积相同的圆形管，受压时变形小。水滴形管的两端更便于与其他结构连接。

作为可变换的实施方式，也可以为，所述第一弧形壳体111与第二弧形壳体112的弦长相同、弓高不同。

本实施例中，所述喷氨管11在烟气流动方向上最远的延伸距离为h，所述喷氨管11在与烟气流动方向垂直的方向上最远的延伸距离为x，h/x满足，1＜h/x≤30。进一步减小喷氨管11在烟道内的投影面积。

优选的，所述喷氨管11在烟气流动方向上最远的延伸距离为h，所述喷氨管11在与烟气流动方向垂直的方向上最远的延伸距离为x，h/x＞1，喷氨管11为横截面偏圆的水滴形管，结构简单，比较常见。

优选的，所述喷氨管11在烟气流动方向上最远的延伸距离为h，所述喷氨管11在与烟气流动方向垂直的方向上最远的延伸距离为x，h/x＝30，大大减小了喷氨管11在烟道内的投影面积，但是弦长较长，占用烟气流动方向上的空间较大。

本实施例中，所述喷头12的一端连接在所述第三弧形壳体113的下方，另一端延伸至喷氨管12的外部，所述喷头12在于烟气流动方向垂直的垂直平面上的投影超出所述喷氨管11在所述垂直平面上的投影。

喷头12的一端受到喷氨管11的阻挡，降低烟气中的杂质等集聚在喷头12上的概率，喷头12的另一端延伸至喷氨管11的外部，向喷氨管11外部喷射氨气，扩大氨气喷射的范围。

本实施例中，所述喷头12的轴向与烟气流动方向之间具有夹角α，且所述夹角α满足，15°≤α≤30°。根据多个喷氨管11之间的距离调节喷头12的角度。优选地，所述夹角α为15°。优选的，所述夹角α为30°。

本实施例中的喷头12为锥管状结构，所述喷头12的内径从与喷氨管11连接的一端向另一端逐渐增大。所述喷氨管11上设有多个沿长度方向均匀分布的喷头12，相邻两个所述喷头12的一端分别连接在所述第三弧形壳体113靠近第一弧形壳体111和第二弧形壳体112的位置上，另一端分别朝向相对的第一弧形壳体111和第二弧形壳体112的外部延伸。

本实施例中，所述防护板13在烟气流动的方向上位于所述喷头12的上游。

防止烟气中的杂质直接堆积在喷头12上，造成喷头12的堵塞，或者损伤喷头12，影响喷氨效果。还起到扰动烟气的效果，烟气在经过防护板13时有短暂的停留后改变方向与喷头12喷出的氨气混合。

本实施例中，所述防护板13的一端连接在所述喷氨管11的下方，另一端朝向与所述喷头12平行的方向延伸。防止喷头12堵塞的同时，还起到引导烟气的作用，将烟气向喷头12的另一端的喷口引导。

优选的，所述防护板13的一端连接在第一弧形壳体111和第二弧形壳体112上，相邻的两个防护板分别连接在第一弧形壳体111与第二弧形壳体112上。

本实施例中，所述防护板13为直板状结构；所述防护板13在所述垂直平面上的投影，至少覆盖相应的所述喷头12在所述垂直平面上的投影。在烟气流动方向上将喷头12完好的保护起来，防止喷头12堵塞。

优选的，所述防护板13为薄板，多个所述防护板13焊接分别在所述第一弧形壳体111和第二弧形壳体112上，或者，多个所述防护板13分别可拆卸的连接在所述第一弧形壳体111和第二弧形壳体112上。

本实施例中，所述防护板13在所述垂直平面上的投影，超出所述喷头12在所述垂直平面上的投影的距离l满足，1cm≤l≤3cm。确保喷头12伸出喷氨管11的每个边都被防护板13覆盖并防护，防止烟气直接吹在喷头12上，导致喷头12积累杂质或堵塞。

优选的，所述防护板13在所述垂直平面上的投影，超出所述喷头12在所述垂直平面上的投影的距离l为1cm。

优选的，所述防护板13在所述垂直平面上的投影，超出所述喷头12在所述垂直平面上的投影的距离l为3cm。

实施例二

本实施例中，如图5所示，提供了一种反应器2，包括入口烟道3及多个上述的喷氨结构1，多个所述喷氨结构1分布在所述入口烟道3内。所述入口烟道3内设有导流板4。优选的，多个喷氨结构1沿烟气流动方向分成至少两组分布，每组喷氨结构1在与烟气流动方向垂直的平面上均匀分布，相邻两组喷氨结构1在烟气流动方向上交错设置。

所述喷氨结构1包括喷氨管11、多个喷头12和多个防护板13，喷氨管11包括依次拼接的第一弧形壳体111、第二弧形壳体112和第三弧形壳体113，所述第一弧形壳体111与所述第二弧形壳体112的一端拼合出导流角，另一端分别与所述第三弧形壳体113连接，所述导流角朝向烟气流动方向设置，所述第一弧形壳体111和所述第二弧形壳体112在烟气流动方向上位于所述第三弧形壳体113的上游；所述喷氨管11在烟气流动方向上最远的延伸距离大于所述喷氨管11在与烟气流动方向垂直的方向上最远的延伸距离；所述喷氨管11包括喷射入口及多个喷射出口；多个喷头12为管状结构，一端与所述喷射出口连通，另一端沿烟气流动的方向延伸；多个防护板13连接在所述喷氨管11上，每个所述防护板13都匹配一个所述喷头12，并适于防止所述喷头12堵塞。

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。