基本信息
- 項目名稱：
- 高效煙氣脫硫超聲波霧化噴嘴
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本設(shè)計作品是一種高效煙氣脫硫超聲波霧化噴嘴，此噴嘴可以改善漿液的霧化顆粒的大小、分布的均勻性及霧化范圍，可以改善石灰石漿液霧化效果，提高脫硫效率，降低噴淋塔的建設(shè)成本、運行成本、操作維護成本，達到優(yōu)化脫硫系統(tǒng)，對電廠節(jié)能減排目標有著重大意義。
- 詳細介紹：
- 本煙氣動力式超聲波霧化噴嘴為雙層套管結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為煙氣通道，外部為石灰石漿液通道。鍋爐尾部煙氣經(jīng)高壓風(fēng)機進入各個噴嘴內(nèi)部煙氣通道入口，調(diào)節(jié)煙氣壓力達到工藝所需的參數(shù)值（煙氣壓力在0.3~0.7MPa之間）。石灰石漿液經(jīng)高壓泵被送入噴嘴外部漿液通道。石灰石漿液流量可由其管道處的調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)（根據(jù)生產(chǎn)工藝，壓力可在0.3~0.6MPa之間）。煙氣在文丘里管噴口處達到超聲速，超聲速煙氣與漿液在噴口處混合并帶動漿液沿中心桿傳送到共振腔中共振產(chǎn)生超聲波，超聲波振動帶動漿液偏離到波峰，將漿液撕裂產(chǎn)生大直徑顆粒；隨著顆粒在超聲波的不斷作用下，液滴被分離破碎，產(chǎn)生更小顆粒到達良好的霧化效果（霧化顆粒一般在25~45um之間）。另外在石灰石漿液入口旁路還設(shè)有沖洗水入口通道，可以定期對噴嘴進行沖洗，防止管道堵塞。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 1.作品設(shè)計發(fā)明的目的 設(shè)計一種高效煙氣脫硫超聲波霧化噴嘴，改善漿液的霧化粒徑，提高脫硫效率,優(yōu)化噴塔結(jié)構(gòu)。 2.基本思路 霧化漿液的粒徑越小，石灰石漿液與二氧化硫的接觸面積越大，其反應(yīng)速率越大，而目前濕法煙氣脫硫噴淋塔系統(tǒng)中所采用的為普通機械式噴嘴，其霧化效果遠低于超聲波霧化。本項目所設(shè)計的煙氣動力式超聲波霧化噴嘴可降低霧化粒徑，可減少漿液循環(huán)泵的循環(huán)次數(shù)和提高反應(yīng)速率，從而節(jié)約電能和提高脫硫效率。 3.創(chuàng)新點 本設(shè)計的創(chuàng)新點有以下幾個方面： a.首次將超聲波霧化引入濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中，使?jié){液霧化粒徑可提高10倍以上； b.特殊的雙套管噴嘴體結(jié)構(gòu)更有利于煙氣帶動石灰石漿液達到超聲速； c.“液包氣”的霧化超聲波霧化方式使?jié){液霧化均勻性更好； d.特殊的防磨損方式解決了石灰石漿液易磨損和易堵塞的問題。 4.關(guān)鍵技術(shù) a.新型超聲波霧化噴嘴結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計; b.新型超聲波霧化噴嘴介質(zhì)的引入與運行參數(shù)的選擇; c.實驗臺架的搭建和完善; d.直觀高效可靠的霧化效果檢測方法的確定。 5.主要技術(shù)指標 a.漿液霧化粒徑從500um降低到100um； b.漿液霧化量達到為40m3/h； c.提高霧化效率3%，降低脫硫能耗2%。
科學(xué)性、先進性
- 1.本設(shè)計首次將超聲波霧化技術(shù)引入濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中，并在國內(nèi)外超聲波霧化研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計出了一種新型的超聲波霧化噴嘴，此噴嘴適用于濕法煙氣脫硫系統(tǒng)惡劣的工作環(huán)境中，可達到穩(wěn)定安全運行和保證良好的霧化效果; 2.本噴嘴獨特的雙套管結(jié)構(gòu)設(shè)計和“液包氣”的混合霧化方式能使霧化效果更佳； 3.本項目設(shè)計和搭建了獨特的噴霧系統(tǒng)對比實驗臺階，具有實時性和較強的霧化對比效果。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 暫無
作品所處階段
- 樣機試制階段。噴嘴對比實驗臺階已經(jīng)搭建，其他種類機械噴嘴和電動超聲波噴嘴已經(jīng)開展霧化實驗
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 實用新型專利已授權(quán)，暫無技術(shù)轉(zhuǎn)讓。
作品可展示的形式
- 此噴嘴目前可用圖紙和模型展示；實驗臺架和相關(guān)對比性噴嘴可現(xiàn)場試驗演示。
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 1.使用說明 煙氣通道連接煙氣管道，石灰石漿液通道連接漿液管道，將噴嘴布置于噴流塔內(nèi)即可使用。 2.技術(shù)特點和優(yōu)勢 a.霧化介質(zhì)以斜切螺旋式進入噴嘴通道，能夠有效降低通道壁磨損程度并防止堵塞。 b.超聲波霧化的高頻、高振幅的氣流與液滴碰撞,更充分破碎石灰石顆粒。 3.適應(yīng)范圍 該技術(shù)成果主要可以應(yīng)用于火力發(fā)電廠濕法煙氣脫硫。也可以推廣到石油、化工、冶金等其它行業(yè)。 4.推廣前景 該成果的應(yīng)用與推廣，可為提高我國脫硫技術(shù)水平，促進環(huán)保技術(shù)的發(fā)展，減輕環(huán)保壓力，實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。? 5.市場分析和經(jīng)濟效益預(yù)測 調(diào)研目前全國共有兩萬多臺較大規(guī)模的火力發(fā)電機組，其中80%采用濕法煙氣脫硫技術(shù)，每個脫硫塔約80支噴嘴，每3年更換一次，其噴嘴市場需求量約為：2萬臺×80%×80支=128萬支；按每年更換噴嘴30%計，則每年需噴嘴數(shù)：128萬支×30%=38.4萬支。由此可見，僅電力行業(yè)，其市場前景就十分廣闊。
同類課題研究水平概述
- 當(dāng)前超聲波霧化技術(shù)主要應(yīng)用在重油霧化方面。其中日本川崎重工業(yè)公司設(shè)計制造的棒狀超聲波霧化噴嘴，聲波頻率13 kHz，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但噴孔不易堵塞，且使用壽命長。噴油量可以由49 kg/h到6200 kg/h之間調(diào)節(jié)，燃油壓力0.5~0.7Mpa，汽壓控制得與油壓相近,蒸汽消耗量小于8%燃油量(汽液比<0.08)，霧化粒徑10~20um,細小而均勻，適于低氧燃燒(O2在0.5%~1.0%)。我國武漢鍋爐廠對這種棒狀超聲波霧化噴嘴進行過應(yīng)用試驗，取得了令人滿意的效果。前蘇聯(lián)一些煉油廠使用的超聲波霧化噴嘴，靠空氣或蒸汽的旋轉(zhuǎn)混合燃料，空氣或蒸汽通過固定于外部的折射面進入共振室，速度為343 m/s(按20℃、0.1 MPa條件計算)。折射面呈拋物線形狀，流出的燃料借助于折射面折射過來的波產(chǎn)生振頻為20~23 kHz的超聲波，燃油壓力0.2~0.5 Mpa，蒸汽壓力0.25~0.55 Mpa，該噴嘴的蒸汽單位消耗為0.2kg/kg燃料油，壓縮空氣用量為0.8m3/ kg燃料油，負荷可在額定值左右25%~40%間進行調(diào)節(jié)。 而當(dāng)前濕法脫硫塔內(nèi)所采用的霧化噴嘴均為結(jié)構(gòu)相對簡單的壓力式機械霧化噴嘴。這類噴嘴的霧化機理相對較簡單，其霧化效果不佳，但為達到煙氣脫硫要求，必需建造體積龐大的脫硫塔，并且內(nèi)部安裝多層多只霧化噴嘴，而且還需多次循環(huán)抽取噴淋塔底部漿液噴淋已達到漿液的利用率。而又因為石灰石漿液的黏性比重油要小，對石灰石漿液進行超聲波霧化具有可行性。因此將超聲波霧化引入濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，設(shè)計出一種高效的脫硫霧化噴嘴，以上問題都會得到很好的解決，能夠達到火力發(fā)電廠節(jié)能減排的效果。
