空氣霧化噴嘴裝置設(shè)計

    強氧化法脫氮技術(shù)是將含活性羥基自由基氧堿性液體在脫硝塔內(nèi)接觸反應(yīng)，把氮氧化物氧化成二氧化氮，然后通過堿液吸收形成硝酸鹽達到控制氮氧化物排放的目的。 目前，為了提高氮氧化物的脫除效果，在進脫硝塔前加裝脫硝液氣溶膠發(fā)生裝置，以對需脫硝氣體進行預(yù)處理。因此脫硝劑的霧化程度越高，反應(yīng)面積越大，反應(yīng)更充分，脫硝效果就越好。由此脫硝劑的霧化效果是預(yù)處理脫硝環(huán)節(jié)的核心，而霧化噴嘴的性能決定霧化效果的好壞。

    空氣霧化噴嘴是一種廣泛應(yīng)用于液體霧化的裝置，其主要特點是在噴嘴內(nèi)設(shè)計了空氣流道，利用高壓空氣的噴散作用，以較高的速度夾帶著液體噴出，使液體霧化為更細的液滴?？諝忪F化噴嘴具有質(zhì)量高、氣耗率低、輻射熱量少，供給系統(tǒng)簡單可靠等優(yōu)點。

    空氣霧化噴嘴裝置方案

    空氣霧化噴嘴設(shè)置在脫硫塔與脫硝塔之間的系統(tǒng)煙氣管道內(nèi)，不改變系統(tǒng)煙氣管道尺寸以減少施工量的同時滿足設(shè)計需要。煙氣管道上焊接DN100短管并加裝法蘭，噴頭通過DN100短管插入管道內(nèi)，在管道內(nèi)焊接成120°的角鋼50X8以固定噴頭，固定噴頭處采用螺栓加緊箍以固定；噴頭距離脫硝塔進口不小于4m。管道上同時設(shè)置一個DN600人孔方便維修改換噴頭。人孔設(shè)置在管道上方，并有圍欄裝置，圍欄直通脫硝塔垂直爬梯。 空氣噴嘴霧化系統(tǒng)利用壓縮空氣（壓力0.3MPa左右）和含活性羥基自由基氧堿性液（虹吸或重力式）兩相流體，通過噴嘴內(nèi)導(dǎo)氣環(huán)、 靶釘及空氣帽的混合，形成三次壓降三次霧化，產(chǎn)生不大于50μm的液滴顆粒，與煙道內(nèi)的煙氣混合形成氣溶膠系統(tǒng)。達到煙氣與含活性羥基自由基氧堿性液充分接觸反應(yīng)，達到脫硝預(yù)處理的目的。 下圖是空氣噴嘴霧化系統(tǒng)流程簡圖：

    1.氣溶膠系統(tǒng) 氣溶膠系統(tǒng)根據(jù)霧化液體的有無壓力分為壓力噴霧裝置和重力/虹吸噴霧裝置。如下圖2所示:

    鑒于活性羥基自由基氧堿液不能經(jīng)過泵輸送，只能通過壓縮空氣來施壓提供動力，因此我們采用虹吸/重力噴霧裝置。


    1.1 重力噴霧裝置


    重力噴霧裝置大體分為：供氣系統(tǒng)、供堿液系統(tǒng)。

    ① 供氣系統(tǒng)：通過空壓機供給高壓氣體，壓力、氣體流量可調(diào)，設(shè)置壓力表盒、控制閥門、空氣過濾器。

    ②供堿液系統(tǒng)：儲液罐、虹吸管、液位計、控制閥門、流量計。


    1.2 噴嘴選型


    選用SU系列-空氣霧化錐形式噴頭，窄角（SUA-Z虹吸（重力）/外部混合式）。

    基本特性：

    ①噴射角度18°~22°；

    ②噴霧形狀：扇形噴霧，噴射區(qū)域成不規(guī)則橢圓（霧狀效果使然）；

    ③液滴效果50μm以下，分布均勻；

    ④外部混合型虹吸式，即噴嘴主體在相對的兩頭分別有空氣入口和液體入口；

    ⑤選擇范圍廣，有可調(diào)式、固定式、自潔式等類型；

    ⑥選用316L不銹鋼材質(zhì)耐磨防腐耐用。


    1.3 噴嘴基本參數(shù)


    空氣霧化噴嘴的基本參數(shù)，已經(jīng)在產(chǎn)品頁面空氣霧化噴嘴里面介紹過來，這里就不做介紹了。大家如果想了解一下參數(shù)，可以點擊下面的鏈接查看：空氣霧化噴嘴


    2.1 避免濕壁


    霧羽最大直徑避免碰壁，即霧羽最大直徑不能直接接觸煙道壁，因此，霧羽最大直徑為關(guān)鍵參數(shù)。 由北京環(huán)科院張凡教授所做實驗室霧化各參數(shù)數(shù)值，空氣壓力Pair 、堿液壓力P堿液、堿液流量Q堿液及其他各參數(shù)的關(guān)系為：

    ①在相同的氣壓下，堿液壓力增大堿液流量增大、最大霧羽直徑增大；

    ②在相同的堿液壓力下，氣壓增大，最大霧羽直徑減小；

    ③在任何狀態(tài)下Y值無變化。如下圖所示。

    鑒于此，為保證恒定的堿液壓力P堿液，虹吸的流量為60L/h，即1L/min；然后我們每分鐘以1L/min的流量補充含活性羥基自由基氧堿性液，則保證了堿液壓力P堿液恒定。選擇在空氣壓力3Bar的SUA4的噴嘴，重力落差按45cm計算，則需要3個噴頭。即3個噴頭完全保證了60L/h的流量需求。

    上述的基本參數(shù)表是在實驗室條件下測得的，事實上，霧羽在一定流速的煙氣流中，由于煙氣流的夾帶，霧羽角度A收縮，最大霧羽直徑會減少。在17m/s煙氣流中，霧羽角度A比試驗條件下約小50%，據(jù)此可計算出在煙氣流中的霧羽值。因此，按此最大煙氣量條件下霧羽值設(shè)計SUA4空氣噴嘴在煙道斷面的均勻布置，避免最大霧羽直徑碰壁。

    由表可知SUA4空氣霧化噴嘴在Pair=0.3MPa，重力落差45cm條件下，最大噴射角度A=18°。 煙氣流中，最大噴射角度A煙氣=9° 則最大霧羽寬度B’=2Ytg（a/2）=2*2*0.158=0.63m 因此，在煙氣量為10萬m³/h，煙氣流速為15m/s,直徑為1.560m的煙道中，為避免霧滴濕壁與重疊，并在煙道斷面均勻分布，滿足噴水量60L/h的SUA4型空氣噴嘴布置如圖：