CN101406805B - 气动脱硫单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于烟气湿法脱硫装置中的气动脱硫单元，包括由上至下依次设有的起掺混气液作用和起排放净化后气体通道作用的掺混容器、起改变气流旋向作用的旋流器、和起气体入口和浆液出口作用的锥罩，掺混容器与旋流器、旋流器与锥罩均通过螺栓或焊接连接。本发明具有结构简单、容易加工的特点，并可使烟气湿法脱硫装置具有液气比小、阻力小、掺混强度大、脱硫率高的优点，避免了因为水耗过大引起的系统停运，故减少了运营及维护成本，适合于各种工业尾气脱硫。

Description

气动脱硫单元

技术领域

本发明涉及一种用于处理各种工业锅炉、电站锅炉、各种窑炉、工业尾气的装置，特别涉及一种用于烟气湿法脱硫装置中的气动脱硫单元。

背景技术

目前，各种工业锅炉、电站锅炉、各种窑炉、工业尾气的装置均采用煤作燃料，由于我国燃煤大部分为含硫量高于1％的煤种并且燃煤的含尘量高，燃煤锅炉排放大量的烟尘和二氧化硫有毒物质严重地污染着大气环境，所以必须要经过脱硫除尘处理。国内已有的脱硫技术包括水膜式、喷淋式、水浴式等，这些技术虽具有脱硫的功能，但存在气液掺混效果差、除尘率低、抗结垢性能差的缺陷，如要达到符合国家规定废气排放标准，用水量会很大，即水气比大，设备体积庞大，存在掺混段的下游设备的除尘负荷过重，水平衡困难和系统连续运行周期较短，增加运营及维护的成本。近年来，这些技术虽有改进，但都未脱开原有技术原理，因此，技术上没有重大突破。另外，国外技术发达的欧、美、日等国，已有喷淋、喷粉加布袋等其它技术的组合方案，但在原理上没有新的突破，并且这些技术是在欧、美、日等国完成的，存在着对于我国锅炉燃煤含尘率高的国情不完全适应的问题，不能等同采用。因此需要从设计原理着手，利用空气动力学原理设计出最佳的脱硫装置的核心部件。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种用于烟气湿法脱硫装置的核心部件-气动脱硫单元，它具有结构简单、容易加工的特点，并可使烟气湿法脱硫装置具有液气比小、阻力小、掺混强度大、脱硫率高的优点，减少了运营及维护成本，同时本发明适合于各种工业尾气脱硫的治理。

为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：一种气动脱硫单元，包括由上至下依次设有的起掺混气液作用和起排放净化后气体通道作用的掺混容器、起改变气流旋向作用的旋流器、和起气体入口和浆液出口作用的锥罩，掺混容器与旋流器、旋流器与锥罩均通过螺栓或焊接连接。所述气动脱硫单元是运用流动剪切、紊流掺混传质物化原理研制的气液两项流掺混部件；其掺混过程是：带有粉尘和有害气体的废气从气动脱硫单元下方进入，旋流器将气相平稳上升的废气改变为气动脱硫单元掺混容器内的、具有一定速度的向上的旋转气流，将气动脱硫单元上端流入的吸收液托住反复旋切，形成一段动态稳定的液粒悬浮层，该悬浮层为气、液的充分混合体，气相和液相的聚散组合均瞬时、随机发生，最早形成的悬浮液将被新形成的悬浮液所取代，带着被捕集的杂质继续流经掺混容器直至储浆池，此过程连续不断，最终达到废气有害成分的吸收、粉尘的捕集和气体的冷却等目的。由于在悬浮液中，液粒的比表面积比起水膜脱硫技术、喷淋脱硫技术中的液滴要大数倍至数十倍，因而，单位液量捕集和吸收烟尘和有害气体的效率将显著增大，这种效率对难以净化的微细粉尘的净化将起重要作用，对于有害气体来说，液粒越细，活化了的液粒，更有利于化学净化过程。

所述锥罩包括设于内部中心处的锥和外部的罩，罩的上端为圆筒、下端设有扩口，锥与罩之间设有空隙，空隙内设有与锥、罩焊接连接的支撑杆。

所述旋流器设有圆筒状的外壳，其内部中心处设有两端为锥体的中轴，中轴与外壳的内壁之间设有与内壁相倾斜的旋流板。

所述掺混容器为圆筒，其设有与旋流器相同的直径。

所述罩的扩角为30-70度，所述锥的顶角为罩的扩角的两倍，所述锥的顶部设有开孔，所述锥、罩之间的空隙为50-200mm。

所述旋流板的片数为6-16片、安装角度为25-65度，旋流器内径为200-800mm。

所述掺混容器的高度为400-2000mm。

所述旋流器及锥罩均由特种耐酸钢或内附耐磨防腐材料的碳钢制成。

本发明的有益效果是：相比现有技术，本发明具有结构简单、容易加工的特点，并可使烟气湿法脱硫装置具有液气比小、阻力小、掺混强度大、脱硫率高的优点，避免了因为水耗过大引起的系统停运，故减少了运营及维护成本，更适合于各种工业尾气脱硫的治理。

附图说明

图1是本发明整体结构立体分解示意图。

图中：1掺混容器、2旋流器、2.1外壳、2.2旋流板、2.3中轴、3锥罩、3.1锥、3.2罩、3.3开孔、3.4支撑杆、3.5空隙，虚线箭头表示浆液流向，实线箭头表示烟气流向。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

如图1所示的一种气动脱硫单元，包括由上至下依次设有的起掺混气液作用和起排放净化后气体通道作用的掺混容器1、起改变气流旋向作用的旋流器2、和起气体入口和浆液出口作用的锥罩3，掺混容器1与旋流器2、旋流器2与锥罩3均通过螺栓或焊接连接。

所述锥罩3包括设于内部中心处的锥3.1和外部的罩3.2，罩3.2的上端为圆筒、下端设有扩口，锥3.1与罩3.2之间设有空隙3.5，空隙3.5内设有与锥3.1、罩3.2焊接连接的支撑杆3.4。所述罩3.2的扩角最佳为三十度或七十度，所述锥3.1的顶角为罩3.2的扩角的两倍，所述锥3.1的顶部设有开孔3.3，所述锥3.1、罩3.2之间的空隙3.5最佳为五十毫米或二百毫米。所述罩3.2的作用是集气，用以减少气体进入狭窄空隙3.5时产生的阻力，使气体在进入旋流器2之前就已经加速，达到旋流器2入口截面气体均压的目的，防止因流场不均匀造成旋流板2.2间气流不均匀，近而影响掺混容器1中的掺混效果。锥3.1的作用有以下几点：①锥3.1的下沿不仅有浆液的流出，还有气体的流入，高流速的气体对流出的浆液有剪切力，有以气体破碎液体的作用。②有防止掺混容器1中因旋流掺混而产生的中空现象。③提高气体通过量在较大范围内波动的适应能力，当烟气在50～120％范围内波动时，气动脱硫单元的效率保持不变。④在罩3.2和锥3.1的空隙3.5处，浆液向下淋到锥面上，罩3.2和锥3.1之间的空隙3.5设计使烟气具有较高的流速，故有气液掺混效果。⑤锥3.1的顶部开孔3.3，有助于消除在锥3.1和罩3.2之间有可能产生积灰和结垢；有助于减少阻力和提高烟气量波动范围的适应能力。

所述旋流器2设有圆筒状的外壳2.1，旋流器2内部中心处设有两端为锥体的中轴2.3，中轴2.3与外壳2.1的内壁之间设有与内壁相倾斜的旋流板2.2。所述旋流器2的作用是将气相变为具有一定速度的向上的旋转气流。旋流器2的高度、旋流板2.2的片数和旋流板2.2的安装角度决定了气体的切向和径向流速，该流速对于掺混效果、气动脱硫单元阻力等影响极大，故所述旋流板2.2的片数最佳为六片或十六片、安装角度最佳为二十五或六十五度，旋流器2内径最佳为二百毫米或八百毫米。两端为锥体的中轴2.3的直径与高度随旋流器2的外观规格和烟气中有害成分的浓度具体设定。两端为锥体的中轴2.3两端的锥体具有减少阻力、不积灰、稳定气流和使各旋流板2.2间气流均匀的作用。

所述掺混容器1为圆筒，掺混容器1的直径和高度决定的气动脱硫单元的阻力、烟气的流速和净化效率，故掺混容器1设有与旋流器2相同的内径，所述掺混容器1的高度最佳为四百毫米或两米。

所述旋流器2及锥罩3均由特种耐酸钢或内附耐磨防腐材料的碳钢制成。

综上所述，本发明具有结构简单、容易加工的特点，并可使烟气湿法脱硫装置具有液气比小、阻力小、掺混强度大、脱硫率高的优点，适合于各种工业尾气脱硫的治理，减少了运营及维护成本。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种气动脱硫单元，其特征在于：包括由上至下依次设有的起掺混气液作用和起排放净化后气体通道作用的掺混容器、起改变气流旋向作用的旋流器、和起气体入口和浆液出口作用的锥罩，掺混容器与旋流器、旋流器与锥罩均通过螺栓或焊接连接，所述锥罩包括设于其内部中心处的锥和外部的罩，罩的上端为圆筒、下端设有扩口，锥与罩之间设有空隙，空隙内设有与锥、罩焊接连接的支撑杆。

2.根据权利要求1所述的气动脱硫单元，其特征在于：所述旋流器设有圆筒状的外壳，其内部中心处设有两端为锥体的中轴，中轴与外壳的内壁之间设有与内壁相倾斜的旋流板。

3.根据权利要求1所述的气动脱硫单元，其特征在于：所述掺混容器为圆筒，其设有与旋流器相同的直径。

4.根据权利要求1所述的气动脱硫单元，其特征在于：所述罩的扩角为30-70度，所述锥的顶角为罩的扩角的两倍，所述锥的顶部设有开孔，所述锥、罩之间的空隙为50-200mm。

5.根据权利要求2所述的气动脱硫单元，其特征在于：所述旋流板的片数为6-16片、安装角度为25-65度，旋流器内径为200-800mm。

6.根据权利要求3或5所述的气动脱硫单元，其特征在于：所述掺混容器的高度为400-2000mm。

7.按权利要求1-5任一项权利要求所述的气动脱硫单元，其特征在于：所述旋流器及锥罩均由特种耐酸钢或内附耐磨防腐材料的碳钢制成。

8.按权利要求6所述的气动脱硫单元，其特征在于：所述旋流器及锥罩均由特种耐酸钢或内附耐磨防腐材料的碳钢制成。

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