[发明专利]用于使流体和大量的气流混合、特别是用于将还原剂引入到含有氧化氮的烟气中的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种装置，用于使流体和在气体管道中流动的大量气流(基流)混合、特别是用于将还原剂引入含有氧化氮的烟气中，该装置具有至少一个喷管，该喷管具有至少一个用于导入流体的喷嘴，它的轴线与气流的流动方向形成一个角度；还具有至少一个间隔一定距离地配设于该喷嘴的扁平的混合元件，该混合元件与气流的流动方向形成一个角度，在此在混合元件处形成流动涡流并且至少一部分流体到达该流动涡流中。

背景技术

在DE37 23 618 C1中已知这种装置，其中还原剂以气体形式被导入到大量的气流(烟气)中。为了缩短通常很长的混合路径，使用了静止的混合元件。

在SCR-设备中为了从烟气中脱氮(选择性的催化还原)，例如利用还原剂和催化剂从发电站燃烧废气中脱氮，通常的是，在NH3作为还原剂的情况下，它以加压液化的NH3的形式或者氨水(NH4OH)的形式存储，并且把预先蒸发的NH3通过载气流喷入到烟气流中，并与其混合。在用尿素作为还原剂的情况下，首先产生尿素水溶液，该尿素水溶液在进行合适的加工后同样呈气态被喷入到烟气流中。

在已知的装置中，混合元件是一个在烟道的宽度上延伸的矩形薄板。喷管与喷嘴主要位于侧面并且与相对于烟气流的流动方向位于上游的混合薄板的棱边平行，并且以NH3-载气-混合物形式的气态还原剂的喷射在侧面被流喷射到混合元件的背面上。流动涡流的分配是直接在混合薄板处以及在混合薄板后面发生，并且由于烟气流中加大的紊流在混合薄板的下游实现。在大的管道横截面的情况下设有充满横截面的并排的喷管，以及多个配设于喷管的流动薄板。

另外，也建议了将氨水(液态的NH4OH)或者尿素溶液不预先蒸发(Vorverdampfung)就直接喷入到混合元件背面的烟气流中，其中喷嘴设置在该混合元件的背面(背风面)上，喷入方向平行于烟气的气流延伸。喷射流是由气体和小液滴的混合物组成的，小液滴在约300℃的热环境内在一段时间之后被蒸发(verdampft)。在此产生危险，还原剂小滴和包含在烟气中的尘粒共同在所使用的混合元件、混合元件的支承元件上以及在可能情况下在烟道壁上导致混凝土式的沉淀形成。因此喷嘴应该尽可能地远离混合元件设置，这样没有被蒸发的小滴即使在回流(尾涡)的影响下也不会碰到混合片上。这导致了对于混合所需的无安装构件的烟道长度的延长。由于形成沉淀的危险，在喷入之后在烟气流内不能安装附加的静止的混合元件。

发明内容

本发明的目的是，这样改进此种类型的装置：通过直接喷入一种液体特别是液态的还原剂作为流体，通过短的混合路径在很大程度内避免了沉淀的形成。

用于流体与在气体管道中流动的大量的气流混合的装置，它具有：

至少一个喷管，该喷管带有至少一个用于导入流体的喷雾嘴，该喷雾嘴的轴线与气流的流动方向形成一个角度；和至少一个间隔一定距离地配设于所述至少一个喷雾嘴的扁平的混合元件，该混合元件与气流的流动方向形成一个角度；其中，在混合元件处气流中形成流动涡流，并且至少一部分流体到达该流动涡流中，其特征在于：

在使用一种液体作为流体的情况下，喷管配备有至少两个相对于气流的流动方向倾斜的、并且相互反向倾斜一个喷雾角的喷雾嘴，设计成盘片式的所述混合元件配设于该喷雾嘴，其中，所述喷雾嘴相对于气流设置在混合元件的背风面的下游或者设置在该混合元件的迎风面的上游，并且喷雾这样实现：即，包含在由喷雾嘴中各自喷出的喷射流中的蒸发的气态部分进入到气流的流动涡流中，而未被蒸发的小滴状部分由于其惯性和喷雾角不进入所述盘片式的混合元件附近的气流的流动涡流中。

该任务通过一种此类的装置这样解决：在使用一种液体作为流体的情况下，喷管配备有至少两个相对于气流的流动方向倾斜的、并且相互反向倾斜的喷雾嘴，该喷雾嘴与一个设计成盘片式的混合元件相配，并且喷雾这样实现，即在由喷雾嘴中各自喷出的喷射流中包含的蒸发的气态部分进入到流动涡流中，而未被蒸发的小滴状部分由于其惯性和喷雾角度则不进入混合片附近的流动涡流中。

喷雾嘴可以相对于气流设置在混合片的上游或者下游。

在这两种实施形式中可以确定，大的未蒸发的液滴由于其惯性在很大程度上遵循原始的喷射轴线，并且不会碰到混合片而在那里导致沉淀的形成，而在热烟气中蒸发的来自输入的液态还原剂的NH3跟随着烟气流，并且作为气体被并入到直接在混合片后卷起的涡流尾迹中。通过这种方式，即使在直接喷入NH4OH的情况下也可以达到预先分配。