CN101259374B - 振磁耦合流化床烟气脱硫反应器 - Google Patents

Abstract

振磁耦合流化床烟气脱硫反应器，它涉及一种流化床烟气脱硫反应器。针对磁流化床烟气脱硫装置，脱硫反应速度慢、时间短、效率低问题。环形上盖(2)与筒体(3)的上端面固接，环形上盖(2)的中心孔为烟气出口(12)，上、下固定框板固装在简体(3)与风箱(8)之间，筒体(3)内装有磁性床料(5)，布风板(6)固装在上、下固定框板之间，雾化喷头(1)吊装在筒体(3)内，筒体(3)上套装有制磁螺旋线圈(4)，三～四个激振弹簧(9)的两端分别与底座(15)和地面固接，底座(15)与下固定框板(7)固接，三～四个底座(15)均与激振电机(14)连接。本发明具有脱硫反应速度快、时间长、效率高、反应器内壁不易结垢的优点。

Description

振磁耦合流化床烟气脱硫反应器

技术领域

本发明涉及一种流化床烟气脱硫反应器，属于环保设备技术领域。 

背景技术

煤炭在中国能源资源中占主导地位。以煤炭为主的能源结构在未来相当长的时期内难以改变。相对落后的煤炭生产方式和消费方式加大了环境保护的压力。煤炭消费是造成煤烟型大气污染的主要原因，也是温室气体排放的主要来源。燃煤烟气脱硫是我国保护大气环境，控制二氧化硫造成酸雨危害的一项基本技术对策。特别是燃煤量占全国煤炭产量42％以上的国内各火电厂，急需具有自主知识产权、适用于大中型电站锅炉的成熟烟气脱硫技术。目前国内正在研发喷雾脱硫和循环流化床脱硫技术，已经取得一定进展，但在停留时间、脱硫效率方面仍有待进一步提高。目前尚无振动流化床烟气脱硫装置。 

授权公告号为CN 1241674Y、授权公告日为2006年02月15日、名称为《磁流化床烟气脱硫装置》的发明专利脱硫效率有一定提高，但也存在一些问题，如床料颗粒较细时碰撞减弱，颗粒外覆裹脱硫剂易干燥但不易脱落，阻碍脱硫反应；颗粒较细易产生聚团粘结，降低了反应效率；磁感应强度太大时会发生颗粒凝聚，形成长磁链，造成气体短路，缩短反应时间；脱硫剂的喷淋也会使反应器内壁结垢影响反应继续进行。 

发明内容

本发明的目的是提供一种振磁耦合流化床烟气脱硫反应器，它可以解决现有的磁流化床烟气脱硫装置遇到床料颗粒较细时，脱硫反应速度慢、时间短、效率低，反应器内壁易结垢影响反应继续进行的问题。 

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：本发明的烟气脱硫反应器包括流化床、雾化喷头、制磁螺旋线圈、风箱；所述流化床由筒体、环形上盖、布风板、上固定框板、下固定框板、磁性床料组成；所述环形上盖与筒体的上端面固接，所述上固定框板和下固定框板叠放在一起并固装在筒体的下端面与风箱的上端面之间，筒体内装有磁性床料，所述布风板固装在上固定框板和下固定框板之间，风箱的下方设有烟气进口，雾化喷头穿过环形上盖的中心孔吊装在筒体内的磁性床料的上方，筒体的外壁上套装有制磁螺旋线圈；所述烟气脱硫反应器还包括激振器，所述激振器由三～四个激振弹簧、三～四个底座、激 振电机组成，所述三～四个底座对称于筒体的中心轴线分别固定在下固定框板的下端面上，所述每个激振弹簧的上端与底座的下端面固接，每个激振弹簧的下端与地面固接，所述激振电机分别与三～四个底座连接，环形上盖的中心孔为烟气出口。 

本发明的有益效果是：一、本发明将有催化脱硫功能的磁性粉末作为床料，脱硫剂通过雾化喷头从流化床顶部喷入与烟气中的SOx反应，反应后的烟气通过环形上盖的中心孔与雾化喷头间的空隙排出。未反应的脱硫剂附裹到磁性粉末表面，在通电制磁螺旋线圈的磁场影响下继续与烟气中的SOx反应，从而延长了反应时间。而激振器使流化床振动，从而强化了床料运动，增强床料颗粒间的碰撞，减小最小流化速度，加大流速操作范围。本发明设计提高了脱硫效率和几率，扩大了流速操作范围。采用磁性粉末，增加比表面积，提高脱硫几率。磁性颗粒直径减小的同时增加了反应接触表面积，但其被脱硫剂附裹时，势必增强了脱硫剂与烟气中SOx的接触几率，脱硫反应速度快、时间长、反应效率高、反应器内壁不易结垢。二、依靠通电制磁螺旋线圈生成磁流化床，提高了脱硫效率。通过在流化床筒体外设置通电螺旋线圈，可以获得竖直方向上的稳定磁场。在竖直方向磁场中磁性颗粒间会产生排斥和吸引现象，加强了颗粒的运动，形成的磁链针能有效抑制气泡生成，控制返混。当磁场方向为竖直向上时，两个竖直方式排列的磁性颗粒间主要产生引力，而两个水平方式排列的磁性颗粒间主要产生斥力。三、激振器使流化床振动，增强脱硫剂与烟气中SOx接触反应，提高了脱硫效率。振动强化床料颗粒运动和颗粒间碰撞，减小床层空隙率，抑制沟流，减小最小流化速度，扩大气速操作范围。本发明的具体发明效果是：1)通过振动可以去除脱硫剂与SOx反应后的失效层，裸露出的脱硫剂又可以和SOx反应，增大接触面，提高脱硫效率。2)通过振动使磁性颗粒与床体发生碰撞可以破碎较长的磁链，提高脱硫效率。3)通过振动可以破坏颗粒聚团，提高反应几率。4)振动有助磁链的破坏和重组，增强颗粒间碰撞和气固接触。5)由于雾化喷头固定在磁性床料上方的筒体内，环形上盖可以使床体振动时不影响雾化喷头位置。缩小的排气孔可以增加烟气在流化床内停留时间，使脱硫反应进行的更加彻底。 

附图说明

图1是本发明的反应器的整体结构示意图(烟气进口13设置在风箱8的底板上)，图2是本发明的反应器的工作原理图(烟气进口13设置在风箱8的一侧壁上)，图3是环形上盖2的俯视图，图4是无振动时的时间与压降变化关系图，图5是有振动时的时间与压降变化关系图，图6是无振动时的流化床内平均空隙率分布图，图7是有振动时的流化床内平均空隙率分布图(气速为0.6m/s、振动频率为15Hz、振动强度为1.5)。 

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图3说明本实施方式，本实施方式的烟气脱硫反应器包括流化床、雾化喷头1、制磁螺旋线圈4、风箱8；所述流化床由筒体3、环形上盖2、布风板6、上固定框板11、下固定框板7、磁性床料5组成；所述环形上盖2与筒体3的上端面固接，环形上盖2的中心孔为烟气出口12，所述上固定框板11和下固定框板7叠放在一起并固装在筒体3的下端面与风箱8的上端面之间，筒体3内装有磁性床料5，所述布风板6固装在上固定框板11和下固定框板7之间，风箱8的下方设有烟气进口13，雾化喷头1穿过环形上盖2的中心孔吊装在筒体3内的磁性床料5的上方，用于喷洒脱硫剂，筒体3的外壁上套装有制磁螺旋线圈4(通电产生磁场)，以产生竖直方向的磁场。所述烟气脱硫反应器还包括激振器，所述激振器由三～四个激振弹簧9、三～四个底座15、激振电机14组成，所述三～四个底座15对称于筒体3的中心轴线分别固定在下固定框板7的下端面上，所述每个激振弹簧9的上端与底座15的下端面固接，每个激振弹簧9的下端与地面固接，所述激振电机14分别与三～四个底座15连接。本实施方式中，为了保证反应器的整体稳定性，选用三个或四个激振弹簧9均可，相应的选用三个或四个底座15。设置激振器和制磁螺旋线圈4，同时将振动和磁场引入本发明的烟气脱硫反应器内。布风板6上初始堆积有磁性粉末颗粒，含硫烟气先被输入风箱8内，再通过布风板6进入流化床。当含硫烟气流经磁性粉末物料的振磁流化床时，从上方喷下的脱硫剂与烟气中SOx反应，未完全反应的脱硫剂将附裹磁性粉末与SOx继续反应，振动破坏长磁链增加附裹脱硫剂粉末间摩擦碰撞，去除反应失效表面，让未参加反应的脱硫剂继续与SOx反应，延长脱硫剂与SOx的反应时间，增强反应几率。本实施方式中的激振电机14外协，由河南省新乡市宏达振动设备有限责任公司生产，其型号是YZS-3-6。 

具体实施方式二：结合图1～图3说明本实施方式，本实施方式的筒体3、环形上盖2、布风板6、上固定框板11、下固定框板7均由非磁性材料制成，利于脱硫顺利反应。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。 

具体实施方式三：结合图1、图2说明本实施方式，本实施方式的烟气进口13设置在风箱8的底板上或设置在风箱8的一侧壁上，根据需要设置。其 它组成及连接关系与具体实施方式一相同。 

工作原理是：含硫烟气通过布风板6进入填充磁性粉末的反应器内，脱硫剂从流化床上方通过雾化喷头进入反应器内。脱硫剂液滴与上升烟气中SOx进行化学反应，未被反应的脱硫剂下落覆裹在磁性颗粒上，形成脱硫剂反应层继续与SOx反应。当气速或振幅较大时，磁性颗粒和脱硫剂被烟气携带出反应器，随烟气进入分离装置10内(参见图2)，烟气被排出，磁性颗粒和脱硫剂被分离后返回到反应器中，继续参与脱硫反应。 

本发明加入振动后平均压降降低，气压变化频率增强，加强气固相互作用，有助于提高脱硫几率(参见图4、图5)。此外，从图6、图7可以得知，加入振动后整个床层内颗粒浓度分布更加均匀，有利于气固稳定相互作用，提高脱硫效率。 

Claims (3)

1.一种振磁耦合流化床烟气脱硫反应器，所述烟气脱硫反应器包括流化床、雾化喷头(1)、制磁螺旋线圈(4)、风箱(8)；所述流化床由筒体(3)、环形上盖(2)、布风板(6)、上固定框板(11)、下固定框板(7)、磁性床料(5)组成；所述环形上盖(2)与筒体(3)的上端面固接，所述上固定框板(11)和下固定框板(7)叠放在一起并固装在筒体(3)的下端面与风箱(8)的上端面之间，筒体(3)内装有磁性床料(5)，所述布风板(6)固装在上固定框板(11)和下固定框板(7)之间，风箱(8)的下方设有烟气进口(13)，雾化喷头(1)穿过环形上盖(2)的中心孔吊装在筒体(3)内的磁性床料(5)的上方，筒体(3)的外壁上套装有制磁螺旋线圈(4)；其特征在于所述烟气脱硫反应器还包括激振器；所述激振器由三～四个激振弹簧(9)、三～四个底座(15)、激振电机(14)组成，所述三～四个底座(15)对称于筒体(3)的中心轴线分别固定在下固定框板(7)的下端面上，每个激振弹簧(9)的上端与底座(15)的下端面固接，每个激振弹簧(9)的下端与地面固接，所述激振电机(14)分别与三～四个底座(15)连接，环形上盖(2)的中心孔为烟气出口(12)。

2.根据权利要求1所述的振磁耦合流化床烟气脱硫反应器，其特征在于所述筒体(3)、环形上盖(2)、布风板(6)、上固定框板(11)、下固定框板(7)均由非磁性材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的振磁耦合流化床烟气脱硫反应器，其特征在于所述烟气进口(13)设置在风箱(8)的底板上或设置在风箱(8)的一侧壁上。 

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