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1、空气雾化喷嘴装置设计强氧化法脱氮技术是将含活性羟基自由基氧碱性液体在脱硝塔 内接触反应，把氮氧化物氧化成二氧化氮，然后通过碱液吸收形成硝 酸盐达到控制氮氧化物排放的目的。目前，为了提高氮氧化物的脱除效果，在进脱硝塔前加装脱硝液 气溶胶发生装置，以对需脱硝气体进行预处理。因此脱硝剂的雾化程 度越高，反应面积越大，反应更充分，脱硝效果就越好。由此脱硝剂 的雾化效果是预处理脱硝环节的核心，而雾化喷嘴的性能决定雾化效 果的好坏。空气雾化喷嘴是一种广泛应用于液体雾化的装置，其主要特点是 在喷嘴内设计了空气流道，利用高压空气的喷散作用，以较高的速度 夹带着液体喷出，使液体雾化为更细的液滴。空气雾化喷嘴具有
2、质量 高、气耗率低、辐射热量少，供给系统简单可靠等优点。方案简述：空气雾化喷嘴设置在脱硫塔与脱硝塔之间的系统烟气 管道内，不改变系统烟气管道尺寸以减少施工量的同时满足设计需 要。烟气管道上焊接DN100短管并加装法兰，喷头通过DN100短管 插入管道内，在管道内焊接成 120的角钢 50X8 以固定喷头，固定 喷头处米用螺栓加紧箍以固定；喷头距离脱硝塔进口不小于4m。管 道上同时设置一个 DN600 人孔方便维修改换喷头。人孔设置在管道 上方，并有围栏装置，围栏直通脱硝塔垂直爬梯。空气喷嘴雾化系统利用压缩空气（压力 0.3MPa 左右）和含活性 羟基自由基氧碱性液（虹吸或重力式）两相流体，通过
3、喷嘴内导气环、靶钉及空气帽的混合，形成三次压降三次雾化，产生不大于50“m的液滴颗粒，与烟道内的烟气混合形成气溶胶系统。达到烟气与含活性羟基自由基氧碱性液充分接触反应，达到脱硝预处理的目的。下图是空气喷嘴雾化系统流程简图。1.气溶胶系统气溶胶系统根据雾化液体的有无压力分为压力喷雾装置和重力 /虹吸喷雾装置。如下图2 所示喷雾装置压力喷雾装置虹吸/重力喷雾装置空弓过崔器霉代喘嘴MiSiE节器 和EE力衰空吒贏节问 利压力衰一 1液体 入口J7V/空彗迓建谨空气开关阀1/4 JN 空气零化 Hfl#鉴于活性羟基自由基氧碱液不能经过泵输送，只能通过压缩空气来施压提供动力，因此我们采用虹吸/重力喷雾装
4、置。1.1 重力喷雾装置重力喷雾装置大体分为：供气系统、供碱液系统。 供气系统：通过空压机供给高压气体，压力、气体流量可调，设置压力表盒、控制阀门、空气过滤器。 供碱液系统：储液罐、虹吸管、液位计、控制阀门、流量计。1.2 喷嘴选型选用SU系列-空气雾化锥形式喷头，窄角（SUA-Z虹吸（重力）/外部混合式）。基本特性： 喷射角度 1822； 喷雾形状:扇形喷雾，喷射区域成不规则椭圆（雾状效果使然）； 液滴效果50 “m以下，分布均匀； 外部混合型虹吸式，即喷嘴主体在相对的两头分别有空气入口和液体入口； 选择范围广，有可调式、固定式、自洁式等类型； 选用 316L 不锈钢材质耐磨防腐耐用。1.3
5、 喷嘴基本参数下表是 SUA-Z 虹吸/外部混合式的基本参数，因为我们的喷液量 理论上为40L/h，为达到理想效果，实际喷液量按60L/h计算。B对于圆形段零,在整个距离曙”中都保持角度掘“-赳出距离仃打喷專变成桃流，并一直喷射到TT距裔住空气雷圆型8HT_形状一基本参数圆形喷雾装宣由液体eg和 空气塢组成雾化空气液体流量 （”h）空气52至力落差（cm）勿观高度（cm）压力l/min4530151020306090SUA1A液体關 1650空气彌 64厂11 31.51.3110 870 680.53-1.517.01.81.71.513121.10.623.0282.11.91.71.51
6、.41.31.10.764.0362.22.01.81 6151.41.20.87SUA1液体喩2050空气廣640.713.32.42.11.71.51.20.791.5202.8262.42.11 91.60 913.0323.43.12.92.82.62.41.71.14.0413.73 A333.12 92.72.11.5SUA2A液体眉 2050空气馆 700.7232.52.32 01 61 41.11.5362.92:82.52 22 01.70.893 0583.43.33 2292.82.51.91.24.0743.73.63.53.43.33.02.52.0SUA2液体确2
7、850+空气06 700.719.34.54.034211 81.41.5315.34.94 43 52.92.71.83 0506.05.65 04 4403.42.41.24.0655.75 45 04 23 93 52.81.9SUA4sown空气嚅1201,5&e2219.9苗312.310.58.32.0 -3.0B8252SIS 51:7-1O.11.542.4.011126左2 11b.415.712.97.94犬5.614726愛,10.717.014 &9/S6.1液体ts2.01441272216 &IB.SUA51001503.0190-302621空气肯4.0MOr43
8、31282311 DI805.631544A2393128J416 1S.32雾化装置设计良好的雾化设计主要考虑两个方面：避免湿壁；雾化经济性评价。 2.1 避免湿壁雾羽最大直径避免碰壁，即雾羽最大直径不能直接接触烟道壁， 因此，雾羽最大直径为关键参数。由北京环科院张凡教授所做实验室雾化各参数数值，空气压力Pair、碱液压力P碱液、碱液流量Q碱液及其他各参数的关系为在相同 的气压下，碱液压力增大碱液流量增大、最大雾羽直径增大；在相 同的碱液压力下，气压增大，最大雾羽直径减小；在任何状态下Y 值无变化。如下图所示。KI4用1川空气喷嘴实验室雾化特性曲线鉴于此，为保证恒定的碱液压力P碱液，虹吸的流
9、量为60L/h，即 lL/min；然后我们每分钟以lL/min的流量补充含活性羟基自由基氧 碱性液，则保证了碱液压力 P 碱液恒定。选择在空气压力3Bar的SUA4的喷嘴，重力落差按45cm计算, 则需要3个喷头。即3个喷头完全保证了 60L/h的流量需求。上述的基本参数表是在实验室条件下测得的，事实上，雾羽在一 定流速的烟气流中，由于烟气流的夹带，雾羽角度 A 收缩，最大雾 羽直径会减少。在 17m/s 烟气流中，雾羽角度 A 比试验条件下约小 50%，据此可计算出在烟气流中的雾羽值。因此，按此最大烟气量条 件下雾羽值设计 SUA4 空气喷嘴在烟道断面的均匀布置，避免最大雾 羽直径碰壁。由表
10、可知SUA4空气雾化喷嘴在Pair=0.3MPa,重力落差45cm条 air件下,最大喷射角度 A=18。烟气流中，最大喷射角度A烟气=9则最大雾羽宽度 B=2Ytg（a/2）=2*2*0.158=0.63m因此，在烟气量为10万m3/h,烟气流速为15m/s,直径为1.560m 的烟道中,为避免雾滴湿壁与重叠,并在烟道断面均匀分布,满足喷 水量60L/h的SUA4型空气喷嘴布置如图SUA4型空气喷嘴在烟道断面的均布3.2 经济性评价经济评价的主要指标为碱液空气雾化系统工程投资（万元），年 运行费用（万元/a） 2个指标。工程投资指与碱液空气雾化系统工程 有关的固定资产投资之和，包括设备（空压
11、机、喷嘴、管路及阀门、 自控元器件等）购置费、建筑工程和设备安装费；年运行费用指碱液 空气雾化系统 1 年中所发生的全部费用：消耗性费用（碱液、电、压 缩空气）、设备修理费和折旧费。1. 空压机所需压缩空气量为88L/min（标准大气压下）,在压力0.3MPa 下为29.3L/min。选用德斯兰螺杆式DSR-75A型号的空压机，电 机功率55kWh，转数1480转。并配备储气罐、压力表、DN50 的阀门及管道等辅助设备。（储气罐必须有压力容器合格证）2. 喷嘴喷嘴选用博原喷雾净化设备有限公司的型号为SUA4-316L-60100+120 的重力外部混合式喷嘴。喷嘴材质为不锈 钢316L，喷嘴借
12、口尺寸为1/4吋。3. 储液罐储液罐尺寸为高2m，直径1m的圆柱体储液罐，钢板厚度为6mm， 重 353.25KG。4. 阀门阀门阀板做内衬316L防腐处理，或阀门阀板由不锈钢材质制作， 防碱液腐蚀。工程费用（包含制作安装）序号名称型号规格数量（个）单价（万）总价备注1空压机德斯兰23.57开1备12喷嘴SUA430.0260.078316L3储液罐1.5m310.350.35天用量4压力表0IMPa20.020.045阀门DN5030.060.186管路DN50 、DN201套117自控元器件228合计10.648万元以满足喷液量60L/h，雾化粒径50“m的空气雾化系统的经济评价基本参数与指标见下表。表 4 经济评价的基本参数和指标基本参数指标修理费率/%折旧年限/a碱液费/ （元/t电费/(元/kW h)年运行费用（万元）2.515100.50.2660.7113.2 万15.12529.301 万
