[发明专利]气体混合装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于混合功率设备的过程气体的气体混合装置，该装置包括用于使所述过程气体流过的气体导管、布置于气体导管中并包括至少一个混合板的混合板区段，所述至少一个混合板布置成相对于流过气体导管的所述过程气体的主流向成角度。

背景技术

在如煤、石油、天然气、泥煤、废料等的燃料在如功率设备或废料焚化设备的燃烧设备的燃烧中，产生了过程气体。为了从经常被称为烟气的这种过程气体中分离通常表示为NOx的氮氧化物，经常使用一种方法，其中使通常为氨或尿素的还原剂与烟气混合。已与所述氨或尿素混合的烟气随后经过催化剂，在其中，还原剂选择性地与NOx反应而形成氮气和水蒸气。通常地，催化剂被装在所谓的选择性催化还原反应器(SCR反应器)中。

在很多工艺中，烟气的NOx浓度不是均匀地分布于SCR反应器的横截面上。这会引起问题，因为NOx和还原剂之间的化学计量比对于获得烟气的NOx含量的良好还原和还原剂相对于SCR反应器的缓慢滑动非常重要。

并且，过程气体的温度和/或速率在输送功率设备的过程气体的气体导管的横截面上可不同。

US8,066,424公开了一种布置在流动通道中用于混合流过通道的流体的混合设备。该混合设备具有布置成混合盘排的多个混合盘，该混合盘排具有横过主流向的排轴线。流过该系统的流体被由混合盘产生的前缘涡流混合。

尽管US8,066,424所公开的装置在某些程度上实现了过程气体的混合，但期望功率设备的过程气体的更高效的混合。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种稳定可靠且空间高效的气体混合装置。

该目的通过一种用于混合过程设备的过程气体的气体混合装置达到，该装置包括用于使所述过程气体流过的气体导管、布置于气体导管中并包括至少一个混合板的混合板区段，所述至少一个混合板布置成相对于流过气体导管的所述过程气体的主流向成角度，其中，所述装置还包括导叶区段，导叶区段布置在所述混合板区段的上游以与混合板区段协作来混合流过气体导管的过程气体，导叶区段包括布置成沿朝向气体导管的第一侧壁的方向引导第一气流部分的第一组导叶和布置成沿朝向气体导管的第二侧壁的方向引导第二气流部分的第二组导叶，所述第二侧壁与所述第一侧壁相对。

关于例如NOx-浓度、温度或速率，进入混合装置的气体导管的过程气体的入口状况在气体导管的横截面上可不同。导叶区段主要用于减轻这样的差异。混合板区段主要用于以局部的方式进一步混合过程气体以平衡差异。因此，导叶区段和混合板区段协作来混合流过气体导管的过程气体，由此以高效的方式使过程气体均质化。导叶区段和混合板区段的组合使得能够有空间非常高效的气体混合装置，因为尽管使用了相对短的距离，但是可获得充分的混合。特别地，当一短距离可用于混合时，这是有利的。通过该组合，因此获得非常紧凑的高效气体混合装置。此外，该混合装置的稳定可靠的设计使得能够处理关于过程气体的各种入口状况，如NOx-浓度、温度和速率的差异，而无需进行耗时的调整。该气体混合装置可用于使不同类型的功率设备中的过程气体均质化。

在具有SCR反应器的功率设备中，气体混合装置可与用于供应还原剂的装置一起使用。例如，气体混合装置可与铵喷射系统一起使用。这种铵喷射系统的安装可能是昂贵的，并且调整其以在过程气体进入SCR之前获得过程气体的充分混合可能是耗时且要求井然有序的。此外，这种系统可对关于过程气体的入口状况的变化敏感。根据本公开的气体混合装置与用于供应还原剂的装置的一起使用消除了或至少降低了调整铵喷射系统的喷嘴的需要，因为由该气体混合装置自身获得了充分的混合。该气体混合装置因此获得了过程气体的高效的调节，导致有更少的占地范围和成本。

根据一实施例，第一组导叶的导叶布置成基本垂直于主流向而延伸的第一导叶排，并且第二组导叶的导叶布置成基本垂直于通过气体导管的主流向而延伸的第二导叶排。

第一导叶排和第二导叶排优选彼此基本平行地布置，以获得甚至更紧凑的装置。并且，这进一步强化了流过气体导管的过程气体的混合，因为成组的导叶随后以高效的方式协作来引导过程气体的部分。

优选地，导叶区段包括至少另外一组导叶，其布置成沿朝向气体导管的第一侧壁和第二侧壁中的任一个的方向引导第三气流部分。

根据一实施例，导叶区段包括第三组导叶和第四组导叶，该第三组导叶布置成沿朝向第一侧壁的方向引导过程气体的第三部分，该第四组导叶布置成沿朝向第二侧壁的方向引导过程气体的第四部分。