一种分散氨空混合器及氨氮一体分区轮测智能喷氨系统的制作方法

1.本发明涉及烟气治理技术领域，尤其涉及一种分散氨空混合器及氨氮一体分区轮测智能喷氨系统。


背景技术：

2.喷氨系统中采用一个大氨空混合器，现有氨空混合器，每个烟道只有一台，相对分散的多个小氨空混合器，氨气和空气混合不均匀。氨空混合器的出口压力和流速较低，在低流速的工况下，调整5％浓度的氨空混合气体的流量，氨空体积比为1：95，出口压力为8.5kpa，采用24根dn50支管进行喷氨，单管喷氨体积流量为208.33m3/h，单管喷氨质量流量为7.91kg/h，单根喷氨支管平均流速为27.16m/s。24个分区中最大烟气流速25m/s，nox最大浓度650mg/m3，假设两个最大值叠加在同一个分区中，该分区的喷氨流量需要43.24kg/h才能满足氨氮摩尔比。显然原来的最大喷氨量7.91kg/h，是根本无法满足工况需求。让分区的氨氮摩尔比适时达到最佳配比，非常困难。且目前的分区氨空混合气体调节流量阀门，大多采用电动蝶阀，蝶阀对于低流速的混合气体基本没有调节能力。即便使用电动调节阀，对于低流速的氨空混合气体的流量，也无法快速响应。如果调整氨空混合器的出口压力流速，将会对烟道各区的流场造成更大的干扰紊乱，使得各区的氮氧化物的含量和流速变化更大，加重分区的氨氮摩尔比的配比难度。
3.因此，有必要提供一种分散氨空混合器及氨氮一体分区轮测智能喷氨系统。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明是提供一种分散氨空混合器及氨氮一体分区轮测智能喷氨系统，以解决氨气和空气混合不均匀的问题。
5.本发明提供的一种氨氮一体分区轮测智能喷氨系统，包括脱硝scr反应器及模拟退火算法智能控制系统，其特征在于，所述脱硝scr反应器的表面开设有烟道入口，所述脱硝scr反应器烟道入口设置有分散氨空混合器喷氨系统将单侧烟道虚拟分为12个或者18个喷氨分区，所述分散氨空混合器喷氨系统包括12个或者18个分散氨空混合器分别对应1个喷氨分区；还包括氨氮一体化分区轮测系统，所述氨氮一体化分区轮测系统就地设置，且每套氨氮一体化分区轮测系统包括2套或者3套氨氮一体化分区轮测取样装置对喷氨分区进行取样检测，每个氨氮一体化分区轮测取样装置对应6个分区，即12个分区用两套，18个分区用3套，每个分区对应一个分散氨空混合器，所述模拟退火算法智能控制系统接收氨氮一体化分区轮测系统的实时监测数据并根据实时监测数据对分散氨空混合器喷氨系统的氨气流量适时调节。
6.优选的，分区轮测的智能寻优精准喷氨系统还包括：第一连接管、第二连接管、l型管、喷氨管道、出气口、质量流量控制器和保护装置，多个所述第一连接管与脱硝scr反应器固定连接，多个所述第一连接管远离脱硝scr反应器的一端固定连接有连接装置，多个所述第一连接管远离脱硝scr反应器的一端配合安装有第二连接管，所述第二连接管内部安装
有质量流量控制器，所述脱硝scr反应器内部等距设置有l型管，所述l型管的表面开设有多个出气口，所述l型管的一端与第一连接管固定连接，且l型管与第一连接管相连通，所述l型管的另一端固定连接有喷氨管道，且喷氨管道有两个，所述scr反应器的下方安装有分区轮侧取样装置。
7.本发明还提供一种分散氨空混合器，用于本发明提供的分区轮测的智能寻优精准喷氨系统，包括限位装置、连接装置、调节装置和保护装置，其特征在于，多个所述第一连接管远离脱硝scr反应器的一端固定连接有连接装置，所述连接装置与第二连接管配合安装，所述第二连接管的表面固定连接有保护装置，所述保护装置与质量流量控制器配合安装，所述第一连接管的表面转动安装有调节装置，所述调节装置与连接装置通过螺纹连接，所述脱硝scr反应器的内部等距滑动安装有限位装置所述限位装置与调节装置配合安装。
8.优选的，所述连接装置包括连接柱、转动块、第一凹槽和第二凹槽，多个所述第一连接管远离脱硝scr反应器的一端滑动安装有多个连接柱，多个所述连接柱呈现沿中心对称分布，所述连接柱的一端转动安装有转动块，所述第二连接管靠近第一连接管的一端沿中心对称开设有第一凹槽，所述第一凹槽与连接柱配合安装，所述第一凹槽的表面开设有第二凹槽，起到连接作用，便于第一连接管与第二连接管之间的安装和拆卸，所述连接柱的表面固定连接有第三凸块，多个所述第三凸块均与第一连接管滑动连接，能够对连接柱进行限位，防止其随着传动齿轮转动而转动。
9.优选的，所述调节装置包括传动齿轮、调节环、环形齿条和安装块，所述连接柱的表面通过螺纹连接有传动齿轮，四个所述传动齿轮的表面啮合连接有环形齿条，所述环形齿条的表面固定连接有调节环，多个所述第一连接管表面远离脱硝scr反应器的一端均沿中心对称固定连接有安装块，四个所述安装块均与调节环转动安装，使得第一连接管与第二连接管连接紧密，所述调节环的表面开设有防滑纹，防止对调节环进行转动调节时打滑。
10.优选的，所述限位装置包括限位杆、连接块、圆环、弹簧、第一凸块和第二凸块，所述脱硝scr反应器的内部对称滑动安装有限位杆，多个所述限位杆远离脱硝scr反应器的一端固定连接有连接块，两个所述连接块之间固定连接有圆环，所述圆环的表面固定连接弹簧，多个所述弹簧远离圆环的一端均与脱硝scr反应器固定连接，所述圆环远离弹簧的表面沿中心对称固定连接有第一凸块，所述调节环的表面沿中心对称固定连接有第二凸块，起到限位作用，能够保证调节环转动调节过后的稳定性。
11.优选的，所述弹簧的初始状态为被压缩状态，弹簧被压缩产生的反作用力作用于圆环的表面使得多个第一凸块与多个第二凸块配合，对调节环进行转动限位。
12.优选的，所述保护装置包括竖板、横板、圆形块、丝杆和护板，所述第二连接管表面远离第一连接管的一端固定连接有竖板，所述竖板的表面固定连接有横板，所述横板的内部通过螺纹连接有丝杆，所述丝杆的一端固定连接有圆形块，所述丝杆远离圆形块的一端转动安装有滑板，所述护板与第二连接管和质量流量控制器均配合安装，起到保护作用，能够对质量流量控制器进行保护。
13.优选的，所述第二连接管远离第一连接管的一端固定连接有连接头，多个所述第一连接管远离脱硝scr反应器的一端配合安装有密封垫，保证第一连接管与第二连接管连接处的密封性。
14.与相关技术相比较，本发明提供的分区轮测的智能寻优精准喷氨系统具有如下有
益效果：
15.本发明使用时，在脱硝scr反应器的表面和内部还安装有氨氮一体化分区轮测系统和智能寻优精准喷氨控制系统，在脱硝scr反应器的表面可安装有控制面板，氨氮一体化分区轮测系统、智能寻优精准喷氨控制系统和质量流量控制器均与控制面板电性连接，控制面板由电脑程序精准控制，每个氨空混合器的稀释风量是固定不变的，就是氨空混合气体的流量近似不变，只是氨气浓度在变化，每个氨空混合器连接2根喷氨管道，单个氨空混合器的最大流量设计为，氨气浓度≤10％的安全极限下，流量需要满足分区的最大氨氮摩尔比的需氨量，氨气质量流量控制器由控制面板随时给出调节指令，进行实时的流量调节，将原来的氨空混合器更换为12个小氨空混合器，每个氨空混合器上加装氨气质量流量控制器即可，原有的喷氨管道、喷氨格栅、喷氨喷嘴、烟道导流板等都不需要改变。这样可以充分利旧、大大节约改造成本，提高投资收益。
附图说明
16.图1为本发明的整体结构示意图；
17.图2为本发明的第二连接管结构示意图之一；
18.图3为本发明的限位装置结构示意图；
19.图4为本发明的第二连接管结构示意图之二；
20.图5为本发明的连接装置结构示意图；
21.图6为本发明的喷氨管道内部结构示意图之一；
22.图7为本发明的l型管结构示意图；
23.图8为本发明的喷氨管道结构示意图之二；
24.图9为本发明的分区轮侧取样装置结构示意图之二；
25.图10为本发明的分区轮侧取样装置结构示意图之二；。
26.图中标号：1、脱硝scr反应器；2、烟道入口；3、限位装置；4、连接装置；5、调节装置；6、第一连接管；7、第二连接管；8、l型管；9、喷氨管道；10、出气口；11、质量流量控制器；12、保护装置；13、连接柱；14、转动块；15、第一凹槽；16、第二凹槽；17、第三凸块；18、传动齿轮；19、调节环；20、环形齿条；21、安装块；22、限位杆；23、连接块；24、圆环；25、弹簧；26、第一凸块；27、第二凸块；28、竖板；29、横板；30、圆形块；31、丝杆；32、护板；33、连接头；34、密封垫；35、分区轮侧取样装置。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
28.本发明提供一种氨氮一体分区轮测智能喷氨系统，包括脱硝scr反应器1及模拟退火算法智能控制系统，其特征在于，所述脱硝scr反应器1的表面开设有烟道入口2，所述脱硝scr反应器1烟道入口2设置有分散氨空混合器喷氨系统将单侧烟道虚拟分为12个或者18个喷氨分区，所述分散氨空混合器喷氨系统包括12个或者18个分散氨空混合器分别对应1个喷氨分区；还包括氨氮一体化分区轮测系统，所述氨氮一体化分区轮测系统就地设置，且每套氨氮一体化分区轮测系统包括2套或者3套氨氮一体化分区轮测取样装置对喷氨分区进行取样检测，每个氨氮一体化分区轮测取样装置对应6个分区，即12个分区用两套，18个
分区用3套，每个分区对应一个分散氨空混合器，所述模拟退火算法智能控制系统接收氨氮一体化分区轮测系统的实时监测数据并根据实时监测数据对分散氨空混合器喷氨系统的氨气流量适时调节，还包括：第一连接管(6)、第二连接管(7)、l型管(8)、喷氨管道(9)、出气口(10)、质量流量控制器(11)和保护装置(12)，多个所述第一连接管(6)与脱硝scr反应器(1)固定连接，多个所述第一连接管(6)远离脱硝scr反应器(1)的一端固定连接有连接装置(4)，多个所述第一连接管(6)远离脱硝scr反应器(1)的一端配合安装有第二连接管(7)，所述第二连接管(7)内部安装有质量流量控制器(11)，所述脱硝scr反应器(1)内部等距设置有l型管(8)，所述l型管(8)的表面开设有多个出气口(10)，所述l型管(8)的一端与第一连接管(6)固定连接，且l型管(8)与第一连接管(6)相连通，所述l型管(8)的另一端固定连接有喷氨管道(9)，且喷氨管道(9)有两个，所述scr反应器(1)的下方安装有分区轮侧取样装置(35)。
29.请结合参阅图1、图2、图4、图6、图7、图8、图9和图10，本发明还提供一种分散氨空混合器，用于权利要求1所述的分区轮测的智能寻优精准喷氨系统，包括限位装置(3)、连接装置(4)、调节装置(5)和保护装置(12)，其特征在于，多个所述第一连接管(6)远离脱硝scr反应器(1)的一端固定连接有连接装置(4)，所述连接装置(4)与第二连接管(7)配合安装，所述第二连接管(7)的表面固定连接有保护装置(12)，所述保护装置(12)与质量流量控制器(11)配合安装，所述第一连接管(6)的表面转动安装有调节装置(5)，所述调节装置(5)与连接装置(4)通过螺纹连接，所述脱硝scr反应器(1)的内部等距滑动安装有限位装置(3)所述限位装置(3)与调节装置(5)配合安装。
30.请结合参阅图3和图5，所述连接装置4包括连接柱13、转动块14、第一凹槽15和第二凹槽16，多个所述第一连接管6远离脱硝scr反应器1的一端滑动安装有多个连接柱13，多个所述连接柱13呈现沿中心对称分布，所述连接柱13的一端转动安装有转动块14，所述第二连接管7靠近第一连接管6的一端沿中心对称开设有第一凹槽15，所述第一凹槽15与连接柱13配合安装，所述第一凹槽15的表面开设有第二凹槽16，在连接时，第一凹槽15对准连接柱13，转动块14穿过第一凹槽15和第二凹槽16，直至第二连接管7与密封垫34紧密接触，起到连接作用。
31.请结合参阅图3和图5，所述连接柱13的表面固定连接有第三凸块17，多个所述第三凸块17均与第一连接管6滑动连接，在连接柱13移动的过程中，第三凸块17始终与第一连接管6的表面紧密接触，对连接柱13进行限位，防止其随着传动齿轮18一起转动，具有限位作用。
32.请结合参阅图3和图5，所述调节装置5包括传动齿轮18、调节环19、环形齿条20和安装块21，所述连接柱13的表面通过螺纹连接有传动齿轮18，四个所述传动齿轮18的表面啮合连接有环形齿条20，所述环形齿条20的表面固定连接有调节环19，多个所述第一连接管6表面远离脱硝scr反应器1的一端均沿中心对称固定连接有安装块21，四个所述安装块21均与调节环19转动安装，转动调节环19，调节环19的表面固定连接有环形齿条20，环形齿条20与四个传动齿轮18啮合连接，调节环19转动带动传动齿轮18转动，随着传动齿轮18的转动，传动齿轮18与连接柱13通过螺纹连接，连接柱13向着靠进脱硝scr反应器1的方向移动，进而带动转动块14向着第二凹槽16靠进，在这个过程中，转动转动块14，使其能够与第二凹槽16配合。
33.请结合参阅图3和图5，所述调节环19的表面开设有防滑纹，能够放置对调节环19进行转动调节时打滑。
34.请结合参阅图3和图5，所述限位装置3包括限位杆22、连接块23、圆环24、弹簧25、第一凸块26和第二凸块27，所述脱硝scr反应器1的内部对称滑动安装有限位杆22，多个所述限位杆22远离脱硝scr反应器1的一端固定连接有连接块23，两个所述连接块23之间固定连接有圆环24，所述圆环24的表面固定连接弹簧25，多个所述弹簧25远离圆环24的一端均与脱硝scr反应器1固定连接，所述圆环24远离弹簧25的表面沿中心对称固定连接有第一凸块26，所述调节环19的表面沿中心对称固定连接有第二凸块27，在对连接柱13位置进行调解之前，按住连接块23使得弹簧25被进一步压缩，第一凸块26与第二凸块27分离，圆环24向着脱硝scr反应器1移动，在调节后，缓慢松开手，弹簧25恢复至初始状态，弹簧25被压缩产生的反作用力作用于圆环24的表面，多个第一凸块26与多个第二凸块27重新配合，进而对调节环19进行调节后的限位。
35.请结合参阅图3和图5，所述弹簧25的初始状态为被压缩状态，弹簧25被压缩产生的反作用力作用于圆环24的表面使得多个第一凸块26与多个第二凸块27配合，对调节环19进行转动限位。
36.请结合参阅图1、图2和图4，所述保护装置12包括竖板28、横板29、圆形块30、丝杆31和护板32，所述第二连接管7表面远离第一连接管6的一端固定连接有竖板28，所述竖板28的表面固定连接有横板29，所述横板29的内部通过螺纹连接有丝杆31，所述丝杆31的一端固定连接有圆形块30，所述丝杆31远离圆形块30的一端转动安装有滑板，所述护板32与第二连接管7和质量流量控制器11均配合安装，转动圆形块30，带动丝杆31转动，使得护板32能够与第二连接管7配合，对质量流量控制器11进行保护，避免裸露在外。
37.请结合参阅图1和图2，所述第二连接管7远离第一连接管6的一端固定连接有连接头33，便于第二连接管7与其它进气管道之间的连接，请结合参阅图2，多个所述第一连接管6远离脱硝scr反应器1的一端配合安装有密封垫34，保证第一连接管6与第二连接管7连接处的密封性。
38.基于本发明的氨氮一体化分区轮测取样装置为氮氧化物和氨气双气体就地在线分析仪，将单侧烟道虚拟分为12个或者18个喷氨分区，作为本发明的一个优选实施例，将单侧烟道虚拟分为12个喷氨分区，每个分区对应一个分散氨空混合器，每个分散氨空混合器的稀释风量始终恒定，用质量流量控制器适时调节氨气流量，使得氨空混合气体浓度比在0-10％之间，利用2套就地氨氮一体化分区轮测系统对应12个分区取样探杆，每套氨氮一体化分区轮测取样装置对应轮测6个分区，各分区取样探杆连接在6个分区一组的300度高温伴热汇通管上，入口处有高温电磁阀做分区轮测切换，氨氮一体化分区轮测取样装置为氮氧化物和氨气双气体就地在线分析仪，该分析系统无需恒温小屋，在紧靠烟道壁就地布置，较短的测量距离，大大提高了测量反应时效，单套系统装置6个分区轮测一个分区测量只需要1分钟，全程300度的高温伴热管线采用316l不锈钢材质，并对整体气路进行钝化处理，降低了nh3的吸附衰减，使nh3数据测量更加精确。
39.将scr出口烟道模拟分为12个分区，每6个分区配置一套氨氮一体化分区轮测取样装置，利用高温电磁阀进行切换取样分区轮测，6个分区的取样探杆在烟道壁外通过高温电磁阀后，连接在汇流母管，利用采样泵进行抽取烟气取样测量，汇流母管设有油水分离后的
压缩空气反吹装置；采用的抽取式热湿法技术，根据朗伯比尔定律，利用紫外差分原理，通过数学算法可同时测量烟道内no和nh3的浓度，与目前市面上的抽取式激光原理的氨逃逸分析仪比较，具有测量精度高、成本低、维护量少、可靠性强等技术优点。
40.系统全程采用高温伴热的方式，以射流泵为动力，样气经过两级过滤后进入气体室，无冷凝器和隔膜泵等易损件，设备具有稳定更高、运营成本更低等优点。
41.在测量池内增加温度和压力测量，通过控制压缩空气的压力和流量，使测量池内的气体压力与烟道内的气体压力一致，并在软件上增加温度补偿功能，消除了测量池内温度和压力与烟道内温度和压力不一样而导致的误差，使装置的测量数据更准确。
42.每个氨空混合器的稀释风量是固定不变的，也就是氨空混合气体的流量近似不变，只是氨气浓度在变化。
43.每个氨空混合器连接2根喷氨管道，单个氨空混合器的最大流量设计为，氨气浓度≤10％的安全极限下，流量需要满足分区的最大氨氮摩尔比的需氨量，氨气质量流量控制器由模拟退火算法智能控制系统随时给出调节指令，进行实时的流量调节，控制系统与现有的氨氮一体分区轮测智能喷氨系统的控制机构结构类似，其工作原理相同。
44.根据scr出口氨氮一体化分区轮测取样装置适时监测到的各分区氨逃逸量及氮氧化物浓度值，调节与之对应的喷氨格栅分区喷氨浓度值。
45.模拟退火算法以一定的概率来接受一个比当前解要差的解，因此有可能会跳出这个局部的最优解，达到全局的最优解。
46.工作原理：在整体使用之前，需要将第一连接管6与第二连接管7连接起来，保证质量流量控制器11能够精准控制进入第一连接管6内的氨气的流量，在连接时，第一凹槽15对准连接柱13，转动块14穿过第一凹槽15和第二凹槽16，直至第二连接管7与密封垫34紧密接触，按住连接块23使得弹簧25被进一步压缩，第一凸块26与第二凸块27分离，圆环24向着脱硝scr反应器1移动，再转动调节环19，调节环19的表面固定连接有环形齿条20，环形齿条20与四个传动齿轮18啮合连接，调节环19转动带动传动齿轮18转动，调节环19的表面开设有防滑纹，能够防止对调节环19进行转动调节时打滑，随着传动齿轮18的转动，传动齿轮18与连接柱13通过螺纹连接，连接柱13向着靠进脱硝scr反应器1的方向移动，进而带动转动块14向着第二凹槽16靠进，在这个过程中，转动转动块14，使其能够与第二凹槽16配合，当转动块14与第二凹槽16紧密配合时，缓慢松开手，弹簧25恢复至初始状态，弹簧25被压缩产生的反作用力作用于圆环24的表面，多个第一凸块26与多个第二凸块27重新配合，进而对调节环19进行调节后的限位，保证调节环19进行转动调节后的稳定性，同时便于第一连接管6与第二连接管7之间的安装和拆卸，便于将质量流量控制器11拆卸下来进行检修，转动圆形块30，带动丝杆31转动，使得护板32能够与第二连接管7配合，对质量流量控制器11进行保护，避免裸露在外；在脱硝scr反应器1的表面和内部还安装有氨氮一体化分区轮测系统和智能寻优精准喷氨控制系统，在脱硝scr反应器1的表面可安装有控制面板，氨氮一体化分区轮测系统、智能寻优精准喷氨控制系统和质量流量控制器11均与控制面板电性连接，控制面板由电脑程序精准控制，每个氨空混合器的稀释风量是固定不变的，就是氨空混合气体的流量近似不变，只是氨气浓度在变化，每个氨空混合器连接2根喷氨管道9，单个氨空混合器的最大流量设计为，氨气浓度≤10％的安全极限下，流量需要满足分区的最大氨氮摩尔比的需氨量，氨气质量流量控制器11由控制面板随时给出调节指令，进行实时的流量调
节，将原来的氨空混合器更换为12个小氨空混合器，每个氨空混合器上加装氨气质量流量控制器11即可，原有的喷氨管道9、喷氨格栅、喷氨喷嘴、烟道导流板等都不需要改变。这样可以充分利旧、大大节约改造成本，提高投资收益。
47.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。