脫硝噴槍噴嘴分類及其特性
脫硝噴槍的霧化顆粒粒徑需要適中，不能太大，也不能太小。顆粒太小時(shí)，其穿透能力較差，從而降低脫硝效率。 公司生產(chǎn)的脫硝噴槍的霧化角度從10°-170°不等，噴霧形狀有扇形，實(shí)心錐形和空心錐形，小角度適用于需要穿透能力強(qiáng)的鍋爐，大角度的則覆蓋面積大。顆粒太大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致噴霧顆粒不能充分與煙氣接觸，影響脫硝效率，嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)驗(yàn)椴荒芡耆纬梢旱危瑢?dǎo)致爐膛爆管。
煤礦開采中產(chǎn)生的大量粉塵，不僅嚴(yán)重影響礦工的身體健康，而且煤塵還具有爆炸性，威脅煤礦穩(wěn)定生產(chǎn)。近年來，隨著煤礦開采強(qiáng)度的增加，粉塵防治問題日漸突出。目前，我國煤礦主要防塵措施是噴霧降塵，使用霧化噴嘴來進(jìn)行空氣清潔，而作為噴霧降塵基本的元件，其霧化能力(霧流形狀和霧粒大小)直接決定了噴霧降塵的效果。
一、噴嘴分類及其特性
1、按霧流形狀分類
根據(jù)噴嘴形成的霧流形狀，可將噴嘴分成錐形實(shí)心噴嘴和錐形空心噴嘴兩大類。 實(shí)心噴嘴以降塵為主，空心噴嘴以阻塵為主。實(shí)心噴嘴噴出的錐形實(shí)心霧柱的霧流速度較大，被霧粒碰撞的粉塵一般都能降下來。但因?yàn)殪F流速度大，其周圍引射的空氣很容易將粒徑較小的呼吸性粉塵吹跑，客觀上影響了降塵效果�？招膰娮靽姵龅腻F形霧幕以阻塵為主，為使霧幕覆蓋的面積加大，一般都有很大的霧幕錐角，噴嘴離塵源也相對較遠(yuǎn)。這樣也造成在霧幕直徑大的一端，霧粒速度已降到很小，除不能捕捉塵粒外，還失去了阻塵作用。 從霧體形狀分析，在它的全長區(qū)域內(nèi)，實(shí)心噴霧霧體的密度比空心噴霧霧體的密度大，在實(shí)心噴霧的有效射程內(nèi)，一般情況下煤粉塵很難穿過霧幕，所以，實(shí)心圓錐形霧體較空心圓錐形霧體效果為佳。
2、按霧化方法分類?
(1)機(jī)械霧化
機(jī)械霧化主要是靠液體在壓差作用下產(chǎn)生的高速射流使自身霧化，因此可分為直射式噴嘴、離心式噴嘴和旋轉(zhuǎn)式噴嘴。 直射式霧化和離心式霧化可統(tǒng)稱為壓力霧化。直射式噴嘴主要依靠水的噴射達(dá)到霧化的目的，水壓要求比較高，而且噴孔直徑越大霧化越粗，故噴孔直徑不能太大，流量調(diào)節(jié)范圍比較小。離心式噴嘴是利用高壓水經(jīng)旋流裝置產(chǎn)生的離心力產(chǎn)生液膜，被空氣破碎而霧化。離心式霧化的效果優(yōu)于直射式霧化，但是它同樣需要較高的供水壓力，因此應(yīng)用條件有所限制。 旋轉(zhuǎn)式噴嘴大體上分為旋轉(zhuǎn)體型和旋轉(zhuǎn)噴口型兩大類。旋轉(zhuǎn)體型又分為轉(zhuǎn)杯式和旋盤式。轉(zhuǎn)杯式霧化是將水噴入圓錐形轉(zhuǎn)杯的前端，借助高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)杯將水展成薄膜，由 ;離心力噴霧 ;和 ;速度噴霧 ;的綜合作用而霧化液體。同理，旋盤式霧化是依靠高速旋轉(zhuǎn)的圓盤來霧化液體。
(2)介質(zhì)霧化
根據(jù)霧化方式的不同又分為氣動(dòng)霧化和氣泡霧化，氣動(dòng)霧化噴嘴應(yīng)用廣泛。 氣動(dòng)霧化噴嘴依靠一定壓力的氣體(壓縮空氣或蒸汽)形成高速氣流，使空氣與水之間形成很高的相對速度以達(dá)到霧化的目的。其優(yōu)點(diǎn)是可以在較低的水壓下獲得良好的霧化效果，并且工作狀況可以在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。但動(dòng)力源不單一，系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜。
(3)特殊噴嘴霧化
特殊噴嘴一般采用超聲波、電磁場、靜電作用等原理進(jìn)行霧化。這類噴嘴雖然在其他一些工業(yè)應(yīng)用中效果良好，但因煤礦井下環(huán)境惡劣所致，應(yīng)用較少。
二、影響噴嘴霧化能力的因素?
1、壓力型噴嘴
采用壓力型霧化噴嘴(直射式和離心式)實(shí)施噴霧降塵時(shí)，針對確定的使用場合，降塵效率主要取決于供水壓力，不同粒徑的粉塵需要的水壓力不同，越細(xì)微的粉塵需要的壓力越高。脫硝噴槍脫硝工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，如何正確地選擇脫硝噴槍，使其達(dá)到較佳的脫硝效率，是在使用SNCR脫硝工藝時(shí)需要考慮的首要問題。供水壓力高，不僅可以獲得顆粒細(xì)微的水霧，還使水霧顆粒運(yùn)動(dòng)速度大、空間含水量大，這對于以碰撞機(jī)理為主的降塵方法很有利。依據(jù)實(shí)際粉塵顆粒的分散度和降塵效率要求，參照相應(yīng)的曲線圖來選擇合適的水壓可以達(dá)到好的效果和較佳的經(jīng)濟(jì)效益。該結(jié)論適用于任何采用壓力型霧化噴嘴噴霧沉降煤礦粉塵的工作場所。
2、兩相型噴嘴
對于兩相型噴嘴，其霧化能力受以下因素的影響:
(1)混和管直徑及長度的影響
混和管內(nèi)徑變小，能增加氣液兩相的相對速度，有利于霧化，但這又會(huì)影響霧化粒子的重新聚和。因?yàn)榛旌凸芴L，氣體能量損耗也多，所以會(huì)使液流霧化變差；如果混和管太短，氣體能量就不能得到充分利用，造成液流霧化不充分。
(2)噴頭的影響
因?yàn)榭s小出口面積會(huì)提高出口壓降，所以導(dǎo)致氣液兩相混和物的加速作用明顯增強(qiáng)，而氣液兩相間的相對速度增加，也促使液相破碎得更細(xì)。但是，出口壓降的增加必然會(huì)增加混和管內(nèi)的壓強(qiáng)，從而導(dǎo)致混和管內(nèi)氣液兩相的相對速度減小，這又會(huì)使霧化變差。
(3)氣液比與霧化粒徑的關(guān)系
隨著氣液比的增加，霧化粒徑呈減小的趨勢。因此，增加氣液比可增加氣液兩相的相對速度，使液膜破碎得更細(xì)。但是，氣液比增加到一定程度后，粒徑的變化反而不明顯。
(4)液滴濃度隨氣液比的變化
隨著氣液比的增加，水的顆粒濃度呈減小趨勢，這是因?yàn)樗诳諝庵械馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)的減小造成的。脫硝系統(tǒng)燃燒煙氣中去除氮氧化物的過程，防止環(huán)境污染的重要性，已作為世界范圍的問題而被尖銳地提了出來。世界上比較主流的工藝分為：SCR和SNCR。
三、改善噴嘴霧化的途徑
根據(jù)霧化機(jī)理和實(shí)驗(yàn)研究，并結(jié)合煤礦現(xiàn)場使用經(jīng)驗(yàn)，改善噴嘴霧化的途徑主要有以下幾個(gè)方面:
(1)增加氣液兩相的相對速度差以增加氣動(dòng)力，使液滴在較大氣動(dòng)力的作用下，破碎得更細(xì)。
(2)提高液相噴嘴的出口速度以增強(qiáng)對撞，使相對噴出的液滴在對撞時(shí)能夠進(jìn)一步破碎。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，若液滴出口速度小，則會(huì)聚成大液滴，若液滴出口速度大，可改善霧化的程度。但是，這樣會(huì)使氣液的相對速度減小，使氣動(dòng)力霧化液滴變差。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，噴頭、混合管的幾何形狀和尺寸對霧化性能的影響很大。因此，在設(shè)計(jì)模型時(shí)，除分別考慮它們對霧化的影響外，還應(yīng)考慮它們結(jié)合在一起后的整體性能的變化。
(4)研究噴霧供水系統(tǒng)流量、壓力和噴嘴幾何尺寸、結(jié)構(gòu)形狀的關(guān)系，提高霧化效果。特別是供水系統(tǒng)的水壓對霧化效果影響較大，水壓越高，水霧顆粒越細(xì)。但較高的水壓帶來的問題是:
①能耗大；
②供水系統(tǒng)中所有零部件承受壓力大，易出故障、壽命短，尤其是采掘設(shè)備上的內(nèi)噴霧系統(tǒng)。脫硝噴槍脫硝工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，如何正確地選擇脫硝噴槍，使其達(dá)到較佳的脫硝效率，是在使用SNCR脫硝工藝時(shí)需要考慮的首要問題。這就為我們提出了又一個(gè)研究課題:如何在有限的供水壓力下，改進(jìn)壓力型霧化噴嘴結(jié)構(gòu)以獲得細(xì)微的水霧顆粒。
通過分析的分類及其特性，指出各類噴嘴的適用范圍，并在分析影響噴嘴霧化能力因素的基礎(chǔ)上，提出改善噴嘴霧化效果的途徑。為了提高噴嘴的霧化效果，須使噴嘴和供水系統(tǒng)的特性相匹配，同時(shí)改善水質(zhì)，提高噴霧水的過濾精度 ?
