專利名稱：一種尿素?zé)峤夥磻?yīng)器上引導(dǎo)氣流的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及尿素?zé)峤夥磻?yīng)領(lǐng)域，尤其是一種尿素?zé)峤夥磻?yīng)器上引導(dǎo)氣流的裝置。
背景技術(shù)：
氮氧化物(NOx)是主要的大氣污染物之一，隨著嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，煙氣脫硝系統(tǒng)成為火電廠必不可少的設(shè)備之一，選擇性催化還原反應(yīng)(SelectiveCatalystReduction,簡(jiǎn)稱SCR)以其脫硝效率高的優(yōu)點(diǎn)成為了電廠脫硝項(xiàng)目的技術(shù)首選，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。SCR技術(shù)中還原劑NH3的來源有3種:液氨、氨水和尿素，選擇尿素作為還原劑，具有安全性高、來源廣泛、易于運(yùn)輸和儲(chǔ)存等特點(diǎn)，在環(huán)保領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。尿素的分解主要在熱解反應(yīng)器中進(jìn)行，熱解反應(yīng)器是一個(gè)內(nèi)部全空的容器，熱空氣從入口段進(jìn)入，尿素經(jīng)過一個(gè)提供完全分配的噴射器注入到熱空氣中反應(yīng)，熱解反應(yīng)器，由入口段、放大段、本體、收縮段、出口等部分組成。為了增加尿素分解的反應(yīng)停留時(shí)間，必須要降低熱風(fēng)在熱解反應(yīng)器內(nèi)的流速，因此在本體上部設(shè)置有放大段，用于放大本體直徑，從而達(dá)到降低熱空氣流速的目的。在傳統(tǒng)熱解反應(yīng)器設(shè)計(jì)中，采用放大本體直徑這一單一方法來達(dá)到熱解反應(yīng)停留時(shí)間的要求，具有一定的局限性，或者入口設(shè)置為文丘里結(jié)構(gòu)，需要較長的穩(wěn)定段，包括入口減縮、喉部、出口漸擴(kuò)，長度要求較高，由于受現(xiàn)場(chǎng)的空間限制，這種方法對(duì)于大型反應(yīng)器在實(shí)際工程中的設(shè)計(jì)布置較難實(shí)現(xiàn)，而且熱解裝置的反應(yīng)室由不銹鋼制成，大體積的熱解裝置制造成本較高。氣流進(jìn)入反應(yīng)器時(shí)，沒有引流裝置，會(huì)造成熱解反應(yīng)器內(nèi)的氣流分布不均，由于尿素分解反應(yīng)在很短的時(shí)間內(nèi)完成，一般只有幾秒鐘的時(shí)間，對(duì)氣體流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的要求非常高，如果氣體流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布不均，尿素就不能完全分解，未分解的尿素會(huì)在尾管管壁上結(jié)晶沉積，尿素結(jié)晶現(xiàn)象的增多會(huì)造成檢修次數(shù)的增加，嚴(yán)重的還會(huì)對(duì)尿素?zé)峤庀到y(tǒng)的運(yùn)行造成影響。專利文獻(xiàn)CN101574616A中公開了一種碳酸氫銨制氨氣的的熱解爐，所述熱解爐體下部分布了四根熱空氣引入管，所述四根熱空氣引入管的偏斜布置使得熱空氣進(jìn)入熱解爐后具有一定的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度，使?fàn)t內(nèi)流場(chǎng)充滿度好，熱解爐內(nèi)溫度分布均勻。然而由于所用的碳酸氫銨為固體顆粒，為了使所述固體顆粒分解需要激烈的撞擊運(yùn)動(dòng)，所以所述熱解爐中的熱空氣需要設(shè)計(jì)成旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的，并且將熱空氣入口設(shè)在熱解爐下部，下部的旋轉(zhuǎn)氣流保證固體顆粒不落地，而尿素制氨所用的尿素為溶液，需要的是自上而下具有穩(wěn)定流動(dòng)速度的熱空氣，因此上述碳酸氫銨的熱解裝置不適用于尿素的熱解。專利文獻(xiàn)CN201907975U公開的用于尿素制氨的熱解裝置，包括氣體入口、內(nèi)部設(shè)有噴槍的反應(yīng)室以及氣體出口，所述氣體入口設(shè)置于所述反應(yīng)室上部，所述氣體出口設(shè)置于所述反應(yīng)室下部，還包括設(shè)置于所述反應(yīng)室內(nèi)部且所述噴槍上部的篩板型氣流分配裝置，在反應(yīng)室內(nèi)部且在噴槍上部設(shè)置了設(shè)有多個(gè)開孔的篩板型氣流分配裝置，使得進(jìn)入熱解裝置的熱氣流在擴(kuò)散過程中， 更快地取得了均勻向下流動(dòng)的熱氣流流場(chǎng)，提高了噴槍的相對(duì)布置位置，使得熱解裝置有更短的長度要求，有效降低了熱解裝置的高度，但是，氣流必須通過帶有很多細(xì)孔的孔板進(jìn)入，阻力很大，會(huì)造成壓力損失。鑒于此提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種尿素?zé)峤夥磻?yīng)器上引導(dǎo)氣流的裝置，在中心部位設(shè)置有旋流裝置，使氣流入反應(yīng)器后形成旋流以延長停留時(shí)間；旋流裝置的周圍則為環(huán)形開放區(qū)域，該環(huán)形區(qū)域引導(dǎo)進(jìn)入的氣體在反應(yīng)器內(nèi)壁處形成直流高速區(qū)，防止液滴結(jié)晶粘壁。為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種尿素?zé)峤夥磻?yīng)器上引導(dǎo)氣流的裝置，所述尿素?zé)峤夥磻?yīng)器包括反應(yīng)器入口、反應(yīng)器本體和反應(yīng)器出口，所述反應(yīng)器本體上設(shè)置提供尿素溶液的噴槍，所述在反應(yīng)器入口和/或反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)置有引導(dǎo)氣流的裝置，所述引導(dǎo)氣流的裝置至少包括一引導(dǎo)氣體形成旋流的旋流裝置，該裝置距反應(yīng)器內(nèi)壁有一定距離，形成一環(huán)狀開放區(qū)域。所述的旋流裝置包括一柱體和柱體側(cè)面上至少兩個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)的渦流曲面葉片，所述渦流曲面葉片的螺旋中心線沿柱體軸線方向設(shè)置。所述的柱體兩端封閉，多個(gè)渦流曲面葉片在柱體側(cè)面沿同一方向旋轉(zhuǎn)且均勻分布，所述的渦流曲面葉片為至少包含0.5個(gè)螺距的螺旋結(jié)構(gòu)。所述的多個(gè)渦流曲面葉片形狀相同，渦流曲面葉片由柱體頂部至柱體底部設(shè)置在柱體側(cè)面上 。所述的渦流曲面葉片的個(gè)數(shù)為4到10個(gè)，優(yōu)選6個(gè)。所述的渦流曲面葉片最外端設(shè)置與柱體側(cè)面同軸的圓柱面，所述柱體的直徑與所述圓柱面的直徑的比值小于1:2。所述的反應(yīng)器入口的進(jìn)氣量為Q，所述的渦流曲面葉片的寬度為W，所述的渦流曲面葉片的寬度為H，Q/ff2=N, N為一定值;W/H在1:2到2:1之間。所述的圓柱面(9)的直徑與引導(dǎo)氣流的裝置所在的反應(yīng)器入口或者反應(yīng)器本體的直徑的比值在1:2到4:5之間。所述的反應(yīng)器入口和反應(yīng)器本體之間設(shè)置放大段，所述放大段和/或反應(yīng)器入口和/或反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)置引導(dǎo)氣流的裝置，所述引導(dǎo)氣流的裝置與放大段和/或反應(yīng)器入口和/或反應(yīng)器本體的內(nèi)壁裝配連接或者焊接連接。所述的引導(dǎo)氣流的裝置設(shè)置在反應(yīng)器本體的噴槍的上部。采用本發(fā)明所述的技術(shù)方案后，帶來以下有益效果:1、設(shè)置旋流裝置，引導(dǎo)熱氣流進(jìn)入反應(yīng)器后形成旋流，以延長停留時(shí)間。2、旋流裝置采用多個(gè)渦流曲面葉片，氣流均勻。3、旋流裝置中間設(shè)置兩端封閉的柱體，中間柱體起到引導(dǎo)氣體進(jìn)氣的作用，氣體繞柱體旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣，跟沒有柱體相比，可以避免多個(gè)進(jìn)氣口之間的相互干擾。4、旋流裝置周圍設(shè)置環(huán)狀開放區(qū)域引導(dǎo)進(jìn)入的氣體在反應(yīng)器內(nèi)壁處形成直流高速區(qū)，防止液滴結(jié)晶粘壁。5、效率提高，反應(yīng)效率提高14%以上。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。


圖1:本發(fā)明尿素?zé)峤夥磻?yīng)器結(jié)構(gòu)2:本發(fā)明尿素?zé)峤夥磻?yīng)器中引導(dǎo)氣流的裝置結(jié)構(gòu)3:本發(fā)明旋流裝置結(jié)構(gòu)圖其中:1、反應(yīng)器入口，2、放大段，3、噴槍，4、反應(yīng)器本體，5、收縮段，6、反應(yīng)器出口，
7、柱體，8、渦流曲面葉片，9、圓柱面，10、環(huán)狀開放區(qū)域，11引導(dǎo)氣流的裝置，12、旋流裝置。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明所述一種尿素?zé)峤夥磻?yīng)器上引導(dǎo)氣流的裝置，所述尿素?zé)峤夥磻?yīng)器包括反應(yīng)器入口 1、反應(yīng)器本體4和反應(yīng)器出口 6，所述反應(yīng)器本體4上設(shè)置提供尿素溶液的噴槍3，所述在反應(yīng)器入口 I和/或反應(yīng)器本體4內(nèi)設(shè)置有引導(dǎo)氣流的裝置11，所述引導(dǎo)氣流的裝置11至少包括一引導(dǎo)氣體形成旋流的旋流裝置12，該旋流裝置12距反應(yīng)器內(nèi)壁有一定距離，形成一環(huán)狀開放區(qū)域。所述的反應(yīng)器入口 1、反應(yīng)器本體4之間還可以設(shè)置有放大段2，所述的反應(yīng)器本體4、反應(yīng)器出口 6之間還可以設(shè)置有收縮段5，所述的旋流裝置12包括一柱體7和柱體側(cè)面上至少兩個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)的渦流曲面葉片8，所述渦流曲面葉片8的螺旋中心線沿柱體7軸線方向設(shè)置。所述的柱體7兩端封閉，多個(gè)渦流曲面葉片8在柱體7側(cè)面沿同一方向旋轉(zhuǎn)且均勻分布，所述的渦流曲面葉片(8)為至少包含0.5個(gè)螺距的螺旋結(jié)構(gòu)。中間的柱體7起到引導(dǎo)氣體進(jìn)氣的作用，氣體繞柱體7旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣，跟沒有柱體7相比，可以避免多個(gè)進(jìn)氣口之間的相互干擾。所述的多個(gè)渦流曲面葉片8形狀相同，渦流曲面葉片8由柱體7頂部至柱體底部設(shè)置在柱體側(cè)面上。所述的渦流曲面葉片8的個(gè)數(shù)為4到10個(gè)，優(yōu)選6個(gè)。所述的渦流曲面葉片(8)最外端設(shè)置與柱體側(cè)面同軸的圓柱面(9)，該圓柱面9位于旋流裝置12和環(huán)狀開放區(qū)域10之間，用于隔離旋流氣流和直流氣流，所述柱體的直徑與所述圓柱面9的直徑的比值小于1:2。該圓柱面9隔離直流高速氣流和緩速旋流氣流，避免了氣流之間的相互干擾。所述的反應(yīng)器入口 I的進(jìn)氣量為Q，所述的渦流曲面葉片8的寬度為W，所述的渦流曲面葉片8的寬度為H，Q/W2=N，N為一定值，N值與流場(chǎng)的分布形式有關(guān)，根據(jù)不同的反應(yīng)器和不同的流場(chǎng)分布形式確定；W/H在1:2到2:1之間。所述的圓柱面9的直徑與引導(dǎo)氣流的裝置11所在的反應(yīng)器入口 I或者反應(yīng)器本體4的直徑的比值在1:2到4:5之間。所述引導(dǎo)氣流的裝置11設(shè)置在反應(yīng)器入口 I或者放大段2或者反應(yīng)器本體4，優(yōu)選設(shè)置在反應(yīng)器入口 I處，該裝置包括中間部分引導(dǎo)氣流形成旋流減慢流速的旋流裝置12和外圍部分引導(dǎo)氣流高速流動(dòng)的環(huán)狀開放區(qū)域10。所述的渦流曲面葉片8的高度和柱體7的高度一致，且上下端分別平齊。

所述放大段2和/或反應(yīng)器入口 I和/或反應(yīng)器本體4內(nèi)設(shè)置引導(dǎo)氣流的裝置11，所述引導(dǎo)氣流的裝置11與放大段2和/或反應(yīng)器入口 I和/或反應(yīng)器本體4的內(nèi)壁裝配連接或者焊接連接。
所述的引導(dǎo)氣流的裝置11設(shè)置在反應(yīng)器本體4中時(shí)應(yīng)設(shè)置在噴槍3的上部。熱空氣由外部熱源加熱至約60(TC左右，通過反應(yīng)器入口、放大段之后進(jìn)入反應(yīng)器本體，通過反應(yīng)器入口時(shí)，由于反應(yīng)器入口內(nèi)安裝有引導(dǎo)氣流的裝置，通過中間部分的旋流裝置的引導(dǎo)作用，進(jìn)入旋流裝置的熱空氣，通過渦流曲面葉片的引導(dǎo)作用，中間部位形成緩速旋流氣流，通過外圍環(huán)狀開放區(qū)域的引導(dǎo)作用，周圍部位形成高速直流氣流。從而熱空氣進(jìn)入放大段和反應(yīng)器本體后，由于進(jìn)入時(shí)候的慣性，使熱空氣形成中間為緩速旋流，周圍為高速直流的流場(chǎng)，噴槍上接有兩路入口:一路為配置好的尿素溶液，一路為霧化空氣，尿素溶液通過噴槍噴射到反應(yīng)器本體中，霧化的尿素溶液在反應(yīng)器本體內(nèi)的熱空氣中發(fā)生反應(yīng)，由于熱空氣形成中間為緩速旋流，周圍為高速直流的流場(chǎng)，中間的緩速旋流氣流可以延長停留的時(shí)間，從而使反應(yīng)充分，周圍的高速直流氣流可以在反應(yīng)器本體內(nèi)壁形成高速區(qū)，防止尿素溶液結(jié)晶粘壁，還可以擠壓中心旋流區(qū)，有效限制中心旋流所造成的內(nèi)循環(huán)回流區(qū)的范圍。相比之前的熱空氣豎直的通過熱解反應(yīng)器，由于形成旋流，在反應(yīng)器本體長度不變的情況下，增加了混合氣流在反應(yīng)器本體內(nèi)的停留時(shí)間，從而有利于尿素的充分分解，在停留時(shí)間不變的情況下，可以降低反應(yīng)器本體的高度，從而降低制造成本，周圍形成高速直流氣流能夠隔離內(nèi)部溶液與反應(yīng)器內(nèi)壁，避免內(nèi)部溶液接觸反應(yīng)器內(nèi)壁造成結(jié)晶，影響反應(yīng)效率。在高溫條件下，尿素發(fā)生分解反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)如下:CO (NH2) 2 — NH3+HNC0HNC0+H20 — NH3+C02反應(yīng)生成物與熱空氣組成混合氣體經(jīng)過反應(yīng)器出口排出，再進(jìn)入SCR反應(yīng)器。

實(shí)施例一如圖3所示，本發(fā)明所述的旋流裝置12包括一柱體7和柱體7側(cè)面上6個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)的渦流曲面葉片8，所述渦流曲面葉片8的螺旋中心線沿柱體7軸線方向設(shè)置，所述的6個(gè)渦流曲面葉片8的高度和柱體7的高度一致，且上下端分別平齊。所述的柱體7兩端封閉，中間的柱體7起到引導(dǎo)氣體進(jìn)氣的作用，氣體繞柱體7旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣，跟沒有柱體7相比，可以避免多個(gè)進(jìn)氣口之間的相互干擾，多個(gè)渦流曲面葉片8在柱體7側(cè)面沿同一方向旋轉(zhuǎn)且均勻分布，有利于氣流的均勻分布，所述的渦流曲面葉片8為至少包含0.5個(gè)螺距的螺旋結(jié)構(gòu)。也可理解為將一長條狀薄板的一端固定，另一端沿長條狀薄板的垂直于固定端的中心線順時(shí)針或逆時(shí)針方向逐漸扭轉(zhuǎn)一定角度得到的漸變扭板狀的螺旋結(jié)構(gòu)，所述一定角度由入口段I的流速、高度與直徑?jīng)Q定，本實(shí)施例優(yōu)選扭轉(zhuǎn)180度，即為0.5個(gè)螺距的螺旋結(jié)構(gòu)；三個(gè)上述相同的螺旋結(jié)構(gòu)的漸變扭板的中心線重合后，中心線位置設(shè)置一個(gè)兩端封閉的柱體，柱體將三個(gè)漸變扭板分別分割成兩個(gè)渦流曲面葉片，即形成柱體7的側(cè)面上均勻分布6個(gè)旋轉(zhuǎn)方向相同的渦流曲面葉片8。實(shí)施例二如圖2所示，本發(fā)明所述的引導(dǎo)氣流的裝置11優(yōu)選設(shè)置在反應(yīng)器入口 I內(nèi)，所述引導(dǎo)氣流的裝置11包括中間部分引導(dǎo)氣流形成旋流減慢流速的旋流裝置12和外圍部分引導(dǎo)氣流高速流動(dòng)的環(huán)狀開放區(qū)域10。
旋流裝置12和環(huán)狀開放區(qū)域10之間設(shè)置圓柱面9，圓柱面9隔離直流高速氣流和緩速旋流氣流，避免了氣流之間的相互干擾。圓柱面9中間包圍的區(qū)域?yàn)橐龑?dǎo)氣流形成旋流減慢流速的旋流裝置12，圓柱面9和反應(yīng)器入口 I內(nèi)壁之間的區(qū)域?yàn)橐龑?dǎo)氣流高速流動(dòng)的環(huán)狀開放區(qū)域10。引導(dǎo)氣流的裝置11上端與反應(yīng)器入口上端平齊，或者引導(dǎo)氣流的裝置11上端低于反應(yīng)器入口上端，這樣有利于氣流的分布。引導(dǎo)氣流的裝置11與反應(yīng)器入口裝配連接，或者與反應(yīng)器入口內(nèi)壁焊接連接。熱空氣進(jìn)入反應(yīng)器入口 I后經(jīng)過引導(dǎo)氣流的裝置11，經(jīng)過中間旋流裝置12時(shí)，氣體從渦流曲面葉片8之間的螺旋通道通過，形成中間緩速旋流的氣流，經(jīng)過周圍環(huán)狀開放區(qū)域的引導(dǎo)形成周圍高速直流的氣流，這樣可以使中間的緩速旋流的氣流在反應(yīng)器中的停留時(shí)間延長，使反應(yīng)充分 ，周圍高速直流的氣流將內(nèi)部的噴淋反應(yīng)區(qū)與反應(yīng)器本體4隔離防止液滴結(jié)晶粘壁，還可以擠壓中心旋流區(qū)，有效限制中心旋流所造成的內(nèi)循環(huán)回流區(qū)的范圍。實(shí)施例三本發(fā)明所述的引導(dǎo)氣流的裝置11還可以設(shè)置在反應(yīng)器的放大段2內(nèi)(圖中未畫出)，所述引導(dǎo)氣流的裝置11包括中間部分引導(dǎo)氣流形成旋流減慢流速的旋流裝置12和外圍部分引導(dǎo)氣流高速流動(dòng)的環(huán)狀開放區(qū)域10。旋流裝置12和環(huán)狀開放區(qū)域10之間設(shè)置圓柱面9，圓柱面9隔離直流高速氣流和緩速旋流氣流，避免了氣流之間的相互干擾。圓柱面9中間包圍的區(qū)域?yàn)橐龑?dǎo)氣流形成旋流減慢流速的旋流裝置12，圓柱面9和放大段2內(nèi)壁之間的區(qū)域?yàn)橐龑?dǎo)氣流高速流動(dòng)的環(huán)狀開放區(qū)域10。引導(dǎo)氣流的裝置11上端與放大段2上端平齊，或者引導(dǎo)氣流的裝置11上端低于放大段2上端，設(shè)置在放大段2內(nèi)可以讓熱空氣在入口處分布均勻后在形成二維旋流。引導(dǎo)氣流的裝置11與放大段2裝配連接，或者與放大段2內(nèi)壁焊接連接。熱空氣進(jìn)入反應(yīng)器入口 I后進(jìn)入放大段2內(nèi)的引導(dǎo)氣流的裝置11，經(jīng)過中間旋流裝置12時(shí)，氣體從渦流曲面葉片8之間的螺旋通道通過，形成中間緩速旋流的氣流，經(jīng)過周圍環(huán)狀開放區(qū)域的引導(dǎo)形成周圍高速直流的氣流，這樣可以使中間的緩速旋流的氣流在反應(yīng)器中的停留時(shí)間延長，使反應(yīng)充分，周圍高速直流的氣流將內(nèi)部的噴淋反應(yīng)區(qū)與反應(yīng)器本體4隔離防止液滴結(jié)晶粘壁，還可以擠壓中心旋流區(qū)，有效限制中心旋流所造成的內(nèi)循環(huán)回流區(qū)的范圍。實(shí)施例四本發(fā)明所述的引導(dǎo)氣流的裝置11還可以設(shè)置在反應(yīng)器本體4內(nèi)(圖中未畫出)，但是要設(shè)置在反應(yīng)器本體4內(nèi)噴槍以上的位置，所述引導(dǎo)氣流的裝置11包括中間部分引導(dǎo)氣流形成旋流減慢流速的旋流裝置12和外圍部分引導(dǎo)氣流高速流動(dòng)的環(huán)狀開放區(qū)域10。旋流裝置12和環(huán)狀開放區(qū)域10之間設(shè)置圓柱面9，圓柱面9隔離直流高速氣流和緩速旋流氣流，避免了氣流之間的相互干擾。圓柱面9中間包圍的區(qū)域?yàn)橐龑?dǎo)氣流形成旋流減慢流速的旋流裝置12，圓柱面9和反應(yīng)器本體4內(nèi)壁之間的區(qū)域?yàn)橐龑?dǎo)氣流高速流動(dòng)的環(huán)狀開放區(qū)域10。引導(dǎo)氣流的裝置11上端與反應(yīng)器本體4上端平齊，或者引導(dǎo)氣流的裝置11上端低于反應(yīng)器本體4上端，設(shè)置在反應(yīng)器本體4內(nèi)可以讓熱空氣在入口處分布均勻后經(jīng)放大段2引導(dǎo)后在形成二維旋流，避免放大段2對(duì)二維流場(chǎng)的影響。引導(dǎo)氣流的裝置11與反應(yīng)器本體4裝配連接，或者與反應(yīng)器本體4內(nèi)壁焊接連接。熱空氣進(jìn)入反應(yīng)器入口 I后進(jìn)入放大段2經(jīng)放大段2弓I導(dǎo)氣流截面積放大后進(jìn)入反應(yīng)器本體4的引導(dǎo)氣流的裝置11，經(jīng)過中間旋流裝置12時(shí)，氣體從渦流曲面葉片8之間的螺旋通道通過，形成中間緩速旋流的氣流，經(jīng)過周圍環(huán)狀開放區(qū)域的引導(dǎo)形成周圍高速直流的氣流，這樣可以使中間的緩速旋流的氣流在反應(yīng)器中的停留時(shí)間延長，使反應(yīng)充分，周圍高速直流的氣流將內(nèi)部的噴淋反應(yīng)區(qū)與反應(yīng)器本體4隔離防止液滴結(jié)晶粘壁，還可以擠壓中心旋流區(qū)，有效限制中心旋流所造成的內(nèi)循環(huán)回流區(qū)的范圍。實(shí)施例五本發(fā)明所述的引導(dǎo)氣流的裝置11還可以同時(shí)設(shè)置在反應(yīng)器入口 1、放大段2和反應(yīng)器本體4中的兩個(gè)或者三個(gè)結(jié)構(gòu)內(nèi)(圖中未畫出)，但是設(shè)置在反應(yīng)器本體4內(nèi)使要設(shè)置在噴槍以上的位置，所述引導(dǎo)氣流的裝置11包括中間部分引導(dǎo)氣流形成旋流減慢流速的旋流裝置12和外圍部分引導(dǎo)氣流高速流動(dòng)的環(huán)狀開放區(qū)域10。旋流裝置12和環(huán)狀開放區(qū)域10之間設(shè)置圓柱面9，圓柱面9隔離直流高速氣流和緩速旋流氣流，避免了氣流之間的相互干擾。圓柱面9中間包圍的區(qū)域?yàn)橐龑?dǎo)氣流形成旋流減慢流速的旋流裝置12，圓柱面9和反應(yīng)器入口 I或者放大段2或者反應(yīng)器本體4內(nèi)壁之間的區(qū)域?yàn)橐龑?dǎo)氣流高速流動(dòng)的環(huán)狀開放區(qū)域10。多個(gè)結(jié)構(gòu)中同時(shí)設(shè)置引導(dǎo)氣流的裝置11，可以更好引導(dǎo)氣流的形成二維流場(chǎng)。引導(dǎo)氣流的裝置11與反應(yīng)器入口 I或者放大段2或者反應(yīng)器本體4裝配連接，或者與反應(yīng)器入口 I或者放大段2或者反應(yīng)器本體4內(nèi)壁焊接連接。熱空氣進(jìn)入反應(yīng)器入口 I后經(jīng)過引導(dǎo)氣流的裝置11，經(jīng)過中間旋流裝置12時(shí)，氣體從渦流曲面葉片8之間的螺旋通道通過，形成中間緩速旋流的氣流，經(jīng)過周圍環(huán)狀開放區(qū)域的引導(dǎo)形成周圍高速直流的氣流，這樣可以使中間的緩速旋流的氣流在反應(yīng)器中的停留時(shí)間延長，使反應(yīng)充分，周圍高速直流的氣流將內(nèi)部的噴淋反應(yīng)區(qū)與反應(yīng)器本體4隔離防止液滴結(jié)晶粘壁，還可以擠壓中心旋流區(qū)，有效限制中心旋流所造成的內(nèi)循環(huán)回流區(qū)的范圍。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明原理前提下，還可以做出多種 變形和改進(jìn)，這也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種尿素?zé)峤夥磻?yīng)器上引導(dǎo)氣流的裝置，所述尿素?zé)峤夥磻?yīng)器包括反應(yīng)器入口(I)、反應(yīng)器本體(4)和反應(yīng)器出口(6)，所述反應(yīng)器本體(4)上設(shè)置提供尿素溶液的噴槍(3)，其特征在于:所述在反應(yīng)器入口(I)和/或反應(yīng)器本體(4)內(nèi)設(shè)置有引導(dǎo)氣流的裝置(II)，所述引導(dǎo)氣流的裝置(11)至少包括一引導(dǎo)氣體形成旋流的旋流裝置(12)，該旋流裝置(12)距反應(yīng)器內(nèi)壁有一定距離，形成一環(huán)狀開放區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素?zé)峤夥磻?yīng)器上引導(dǎo)氣流的裝置，其特征在于:所述的旋流裝置(12)包括一柱體(7)和柱體側(cè)面上至少兩個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)的渦流曲面葉片(8)，所述渦流曲面葉片(8)的螺旋中心線沿柱體(7)軸線方向設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的尿素?zé)峤夥磻?yīng)器上引導(dǎo)氣流的裝置，其特征在于:所述的柱體(7)兩端封閉，多個(gè)渦 流曲面葉片(8)在柱體(7)側(cè)面沿同一方向旋轉(zhuǎn)且均勻分布，所述的渦流曲面葉片(8)為至少包含0.5個(gè)螺距的螺旋結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的尿素?zé)峤夥磻?yīng)器上引導(dǎo)氣流的裝置，其特征在于:所述的多個(gè)渦流曲面葉片(8)形狀相同，渦流曲面葉片(8)由柱體(7)頂部至柱體底部設(shè)置在柱體側(cè)面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的尿素?zé)峤夥磻?yīng)器上引導(dǎo)氣流的裝置，其特征在于:所述的渦流曲面葉片(8)的個(gè)數(shù)為4到10個(gè)，優(yōu)選6個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的尿素?zé)峤夥磻?yīng)器上引導(dǎo)氣流的裝置，其特征在于:所述的渦流曲面葉片(8)最外端設(shè)置與柱體側(cè)面同軸的圓柱面(9)，所述柱體的直徑與所述圓柱面(9)的直徑的比值小于1:2。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的尿素?zé)峤夥磻?yīng)器上引導(dǎo)氣流的裝置，其特征在于:所述的反應(yīng)器入口(I)的進(jìn)氣量為Q，所述的渦流曲面葉片(8)的寬度為W，所述的渦流曲面葉片(8)的寬度為H，Q/W2=N，N為一定值;W/H在1:2到2:1之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的尿素?zé)峤夥磻?yīng)器上引導(dǎo)氣流的裝置，其特征在于:所述的圓柱面(9)的直徑與引導(dǎo)氣流的裝置(11)所在的反應(yīng)器入口(I)或者反應(yīng)器本體(4)的直徑的比值在1:2到4:5之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素?zé)峤夥磻?yīng)器上引導(dǎo)氣流的裝置，其特征在于:所述的反應(yīng)器入口(I)和反應(yīng)器本體(4)之間設(shè)置放大段(2)，所述放大段(2)和/或反應(yīng)器入口(I)和/或反應(yīng)器本體(4)內(nèi)設(shè)置引導(dǎo)氣流的裝置(11)，所述引導(dǎo)氣流的裝置(11)與放大段(2 )和/或反應(yīng)器入口( I)和/或反應(yīng)器本體(4 )的內(nèi)壁裝配連接或者焊接連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的尿素?zé)峤夥磻?yīng)器上引導(dǎo)氣流的裝置，其特征在于:所述的引導(dǎo)氣流的裝置(11)設(shè)置在反應(yīng)器本體(4)的噴槍(3)的上部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種尿素?zé)峤夥磻?yīng)器上引導(dǎo)氣流的裝置，所述尿素?zé)峤夥磻?yīng)器包括反應(yīng)器入口、反應(yīng)器本體和反應(yīng)器出口，所述反應(yīng)器本體上設(shè)置提供尿素溶液的噴槍，所述在反應(yīng)器入口和/或反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)置有引導(dǎo)氣流的裝置，所述引導(dǎo)氣流的裝置至少包括一引導(dǎo)氣體形成旋流的旋流裝置，該旋流裝置距反應(yīng)器內(nèi)壁有一定距離，形成一環(huán)狀開放區(qū)域，該裝置包括中間部分引導(dǎo)氣流形成旋流減慢流速的旋流裝置和外圍部分引導(dǎo)氣流高速流動(dòng)的環(huán)狀開放區(qū)域，延長反應(yīng)停留時(shí)間，防止尿素溶液結(jié)晶粘壁，提高反應(yīng)效率。
文檔編號(hào)C01C1/02GK103159231SQ201310047260
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者彭代軍, 周燁, 宋紅兵 申請(qǐng)人:中國大唐集團(tuán)環(huán)境技術(shù)有限公司, 中國大唐集團(tuán)科技工程有限公司