CN101537330A - 循环流化床的气流均布装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及循环流化床的气流均布装置。现有布气装置形式单一，效果不好。本发明包括依次连通的烟道管、一级导流管、二级导流管、连接管、烟气分配筒和扩散管。其中烟气分配筒包括1、3或7个文丘里管，文丘里管由下到上依次为收缩段、喉口段、扩散段；收缩段的形状为圆台状，收缩角为45～70度；喉口段为细长圆筒；扩散段的形状为倒置的圆台，扩散角为20～45度。本发明的循环流化床的气流均布装置，烟气经过两级导流板的均流，使得进入文丘里装置前的烟气得到初步整流，流经文丘里装置的烟气可以对流化床层形成稳定的支撑，确保了烟气进入反应器后能形成均匀的床层。
Description
技术领域
本发明属于环保工程机械领域，涉及一种用于半干法烟气净化工艺中循环流化床反应器的气流均布装置。
背景技术
循环流化床反应器是半干法烟气净化工艺中一种常用、高效的反应器，这种净化反应器是根据流化床的原理，在反应器内形成一个稳定的，均匀的浓相区，吸收剂、循环灰、工艺水以及烟气在浓相区中相互碰撞、混合并反应。反应器内流化床层的均匀性直接关系到浓相区的稳定性以及气、固、液三相反应的速率，从而影响到净化效果的好坏、钙硫比的高低、系统阻力降大小和反应器的使用寿命等。
目前在实际使用中的循环流化床反应器大部分没有设计专用的布气装置或者只采用了形式单一的布气装置。没有采用布气装置的反应器内，烟气易偏流，无法保证在整个反应器内形成稳定的床层。在未能形成床层的区域内大量脱硫灰落下会造成反应器底部积灰，严重时甚至会堵塞反应器的入口烟道；烟气偏流还易造成气固接触不充分，吸收效率降低；同时，烟气偏流还会造成反应器某一侧的内壁磨损严重，缩短反应器的使用寿命。此外，烟气在反应器内分布不均匀还会导致反应器内增湿不均匀，反应器的内壁上会出现灰粘壁的现象，长期的粘壁会导致塌床现象(大量块状物料跌落反应器底部)出现。采用形式单一的布气装置虽然能够减少上述情况的出现，但是其效果也不是非常令人满意。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种适用于烟气循环流化床反应器的结构简单，气流均布效果好，且能提供稳定流化床床层支撑的气流均布装置。
本发明包括依次连通的烟道管、一级导流管、二级导流管、连接管、烟气分配筒和扩散管。
烟道管为轴向水平的管体，其截面为方形，烟道管的烟气进口端面与上一级烟道的出烟口尺寸相同，烟道管的底部设置有排灰口。
一级导流管为方形截面的管体，管体的中心轴与水平面的夹角为20～45度，一级导流管的烟气进口端面与烟道管的烟气出口端面的形状和尺寸相同，并固定连接；一级导流管内设置有一级导流板组，一级导流板组包括平行设置的多个一级导流板，每个一级导流板的平面与一级导流管的轴线平行，每个一级导流板的两端固定在一级导流管的内侧壁上。所述的一级导流板组靠近一级导流管的烟气进口端设置。
二级导流管为方形截面的管体，管体的中心轴与水平面垂直，二级导流管的烟气进口端面与一级导流管的烟气出口端面的形状和尺寸相同，并固定连接；二级导流管内设置有二级导流板组，二级导流板组包括平行设置的多个二级导流板，每个二级导流板的平面与二级导流管的轴线平行，每个二级导流板的两端固定在二级导流管的内侧壁上。所述的二级导流板组靠近二级导流管的烟气进口端设置。
连接管为方圆节，其顶面为圆形，底面为方形，并且底面与二级导流管的烟气出口端面的形状和尺寸相同，并固定连接。
烟气分配筒包括1、3或7个文丘里管，文丘里管由下到上依次为收缩段、喉口段、扩散段；收缩段的形状为圆台状，收缩角为45～70度；喉口段为细长圆筒，烟气在此处达到最高流速；扩散段的形状为倒置的圆台，扩散角为20～45度。
所述的烟气分配筒为一个文丘里管，文丘里管的烟气进口端面与连接管的顶面形状和尺寸相同，并固定连接；文丘里管的烟气出口端面与扩散管的底面形状和尺寸相同，并固定连接；连接管通过文丘里管与扩散管相通。
所述的烟气分配筒包括套筒，套筒内设置有三个文丘里管，文丘里管的中心轴与套筒的中心轴平行，文丘里管的高度与套筒的高度相同；三个文丘里管以套筒的中心位置为中心均匀分布；套筒的顶面设置有上封板，上封板开有三个与文丘里管烟气出口端面形状、尺寸相同的开口；套筒的底面设置有下封板，下封板开有三个与文丘里管烟气进口形状、尺寸相同的开口；连接管通过文丘里管与扩散管相通。
所述的烟气分配筒包括套筒，套筒内设置有七个文丘里管，文丘里管的中心轴与套筒的中心轴平行，文丘里管的高度与套筒的高度相同；其中一个文丘里管设置在套筒的中心位置，另外六个文丘里管以该中心位置的文丘里管为中心均匀分布；套筒的顶面设置有上封板，上封板开有七个与文丘里管烟气出口端面形状、尺寸相同的开口；套筒的底面设置有下封板，下封板开有七个与文丘里管烟气进口形状、尺寸相同的开口；连接管通过文丘里管与扩散管相通。
扩散管为上阔下窄的中空的圆台体，扩散管的顶面与循环流化床反应器的进烟口的形状和尺寸相同，并固定连接。
本发明的循环流化床的气流均布装置，烟气从烟道管进入，先后经过两级导流板的均流，使得进入文丘里装置前的烟气得到初步整流。
文丘里装置可以使烟气经过一个动能和势能相互转变的过程，从而使得流经文丘里装置的烟气可以对流化床层形成稳定的支撑；同时，在采用多个小文丘里管时，流经各个小文丘管里烟气压降的趋同性，使各种文丘里再次对流经的烟气起到均流作用，确保了烟气进入反应器后能形成均匀的床层。文丘里装置的整流作用还可以有效防止掉灰和塌床现象的发生。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中文丘里管的结构示意图；
图3为分别采用1、3或7个文丘里管的烟气分配筒的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，循环流化床的气流均布装置包括依次连通的烟道管9、一级导流管7、二级导流管5、连接管4、烟气分配筒3和扩散管2，箭头方向为烟气的进入方向。
烟道管9为轴向水平的管体，其截面为方形，烟道管9的烟气进口端面与上一级烟道的出烟口尺寸相同，烟道管9的底部设置有排灰口10。
一级导流管7为方形截面的管体，管体的中心轴与水平面的夹角γ为20～45度，一级导流管7的烟气进口端面与烟道管9的烟气出口端面的形状和尺寸相同，并固定连接；一级导流管7内设置有一级导流板组8，一级导流板组8包括平行设置的多个一级导流板，每个一级导流板的平面与一级导流管7的轴线平行，每个一级导流板的两端固定在一级导流管7的内侧壁上。所述的一级导流板组8靠近一级导流管7的烟气进口端设置。
二级导流管5为方形截面的管体，管体的中心轴与水平面垂直，二级导流管5的烟气进口端面与一级导流管7的烟气出口端面的形状和尺寸相同，并固定连接；二级导流管5内设置有二级导流板组6，二级导流板组6包括平行设置的多个二级导流板，每个二级导流板的平面与二级导流管5的轴线平行，每个二级导流板的两端固定在二级导流管5的内侧壁上。所述的二级导流板组6靠近二级导流管5的烟气进口端设置。
连接管4为方圆节，其顶面为圆形，底面为方形，并且底面与二级导流管5的烟气出口端面的形状和尺寸相同，并固定连接。
扩散管2为上阔下窄的中空的圆台体，扩散管2的顶面与循环流化床反应器1的进烟口的形状和尺寸相同，并固定连接。
烟气分配筒3包括1、3或7个文丘里管，如图2所示，文丘里管11由下到上依次为收缩段11.3、喉口段11.2、扩散段11.1；收缩段11.3的形状为圆台状，收缩角α为45～70度；喉口段11.2为细长圆筒，烟气在此处达到最高流速；扩散段11.1的形状为倒置的圆台，扩散角β为20～45度。
图3(a)为烟气分配筒为一个文丘里管11的结构，文丘里管11的烟气进口端面与连接管4的顶面形状和尺寸相同，并固定连接；文丘里管11的烟气出口端面与扩散管2的底面形状和尺寸相同，并固定连接；连接管4通过文丘里管11与扩散管2相通。
图3(b)为烟气分配筒3内有三个文丘里管的结构。烟气分配筒3包括套筒12，套筒12内设置有三个文丘里管11，文丘里管11的中心轴与套筒的中心轴平行，文丘里管11的高度与套筒12的高度相同；三个文丘里管11以套筒12的中心位置为中心均匀分布；套筒12的顶面设置有上封板13，上封板13开有三个与文丘里管烟气出口端面形状、尺寸相同的开口；套筒12的底面设置有下封板，下封板开有三个与文丘里管11烟气进口形状、尺寸相同的开口；连接管4通过文丘里管11与扩散管2相通。
图3(c)为烟气分配筒3内有七个文丘里管的结构。烟气分配筒3包括套筒12，套筒12内设置有七个文丘里管11，文丘里管11的中心轴与套筒的中心轴平行，文丘里管11的高度与套筒12的高度相同；其中一个文丘里管11-1设置在套筒12的中心位置，另外六个文丘里管11-2以该中心位置的文丘里管为中心均匀分布；套筒12的顶面设置有上封板13，上封板13开有七个与文丘里管烟气出口端面形状、尺寸相同的开口；套筒12的底面设置有下封板，下封板开有七个与文丘里管烟气进口形状、尺寸相同的开口；连接管4通过文丘里管11与扩散管2相通。
Claims (4)
1、循环流化床的气流均布装置，包括依次连通的烟道管、一级导流管、二级导流管、连接管、烟气分配筒和扩散管，其特征在于：
所述的烟道管为轴向水平的管体，其截面为方形，烟道管的烟气进口端面与上一级烟道的出烟口尺寸相同，烟道管的底部设置有排灰口；
所述的一级导流管为方形截面的管体，管体的中心轴与水平面的夹角为20～45度，一级导流管的烟气进口端面与烟道管的烟气出口端面的形状和尺寸相同，并固定连接；一级导流管内设置有一级导流板组，一级导流板组包括平行设置的多个一级导流板，每个一级导流板的平面与一级导流管的轴线平行，每个一级导流板的两端固定在一级导流管的内侧壁上；所述的一级导流板组靠近一级导流管的烟气进口端设置；
所述的二级导流管为方形截面的管体，管体的中心轴与水平面垂直，二级导流管的烟气进口端面与一级导流管的烟气出口端面的形状和尺寸相同，并固定连接；二级导流管内设置有二级导流板组，二级导流板组包括平行设置的多个二级导流板，每个二级导流板的平面与二级导流管的轴线平行，每个二级导流板的两端固定在二级导流管的内侧壁上；所述的二级导流板组靠近二级导流管的烟气进口端设置；
所述的连接管为方圆节，其顶面为圆形，底面为方形，并且底面与二级导流管的烟气出口端面的形状和尺寸相同，并固定连接；
所述的烟气分配筒包括1、3或7个文丘里管，文丘里管由下到上依次为收缩段、喉口段、扩散段；收缩段的形状为圆台状，收缩角为45～70度；喉口段为细长圆筒；扩散段的形状为倒置的圆台，扩散角为20～45度；
所述的扩散管为上阔下窄的中空的圆台体，扩散管的顶面与循环流化床反应器的进烟口的形状和尺寸相同，并固定连接。
2、如权利要求1所述的循环流化床的气流均布装置，其特征在于：所述的烟气分配筒为一个文丘里管，文丘里管的烟气进口端面与连接管的顶面形状和尺寸相同，并固定连接；文丘里管的烟气出口端面与扩散管的底面形状和尺寸相同，并固定连接；连接管通过文丘里管与扩散管相通。
3、如权利要求1所述的循环流化床的气流均布装置，其特征在于：所述的烟气分配筒包括套筒，套筒内设置有三个文丘里管，文丘里管的中心轴与套筒的中心轴平行，文丘里管的高度与套筒的高度相同；三个文丘里管以套筒的中心位置为中心均匀分布；套筒的顶面设置有上封板，上封板开有三个与文丘里管烟气出口端面形状、尺寸相同的开口；套筒的底面设置有下封板，下封板开有三个与文丘里管烟气进口形状、尺寸相同的开口；连接管通过文丘里管与扩散管相通。
4、如权利要求1所述的循环流化床的气流均布装置，其特征在于：所述的烟气分配筒包括套筒，套筒内设置有七个文丘里管，文丘里管的中心轴与套筒的中心轴平行，文丘里管的高度与套筒的高度相同；其中一个文丘里管设置在套筒的中心位置，另外六个文丘里管以该中心位置的文丘里管为中心均匀分布；套筒的顶面设置有上封板，上封板开有七个与文丘里管烟气出口端面形状、尺寸相同的开口；套筒的底面设置有下封板，下封板开有七个与文丘里管烟气进口形状、尺寸相同的开口；连接管通过文丘里管与扩散管相通。
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