CN102101015A - 耐磨损烟气循环流化床反应器及减小反应器磨损的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐磨损烟气循环流化床反应器，包括反应器腔体以及设置在反应器腔体下方与反应器腔体连通的文丘里管，所述文丘里管从上到下依次包括扩张段、管喉部与缩小段，所述缩小段的下方为反应器垂直段以及一端与垂直段相连通的水平段，所述水平段的另一端为烟气入口，所述反应器腔体上开设有烟气出口，所述文丘里管的管喉部倾斜安装，其倾斜方向朝向水平段，所述垂直段与水平段的连接处管道内设置有烟气导向结构，本发明通过将文丘里管管喉部倾斜布置，同时增设烟气导向装置，从而减小了烟气的惯性作用，使得烟气经过文丘里管后垂直向上而不偏向一侧，减少了对反应器壁的冲刷与磨损，延长了反应器的使用寿命，节约了更换成本；本发明还公开了一种减小反应器磨损的方法。

Description

耐磨损烟气循环流化床反应器及减小反应器磨损的方法

技术领域

本发明涉及烟气净化技术领域，特别涉及一种耐磨损烟气循环流化床反应器，还涉及一种减小反应器磨损的方法。

背景技术

我国是一个以煤炭为主要能源的国家，燃煤发电是我国煤炭利用的最重要途径之一。根据我国的国情，二十一世纪燃煤发电将占主导地位。在燃煤火电机组排放的众多大气污染物中，SO₂对环境的危害较大，是要控制的主要污染物。随着社会的进步和经济的发展，火电厂对大气环境的污染已受到人们的普遍关注，因此有效的降低污染物排放以改善对环境的影响是我国能源领域可持续发展所面临的严峻挑战。

由于干法脱硫投资费用较低、脱硫产物呈干态、能节水等特点在中、小锅炉和缺水地区应用较多。

干法脱硫的一个重要装置是烟气循环流化床反应器。烟气循环流化床反应器是一种使高速烟气流与所携带的颗粒充分接触的技术。

一般传统的烟气循环硫化床反应器如图1所示。烟气从反应器入口12水平进入反应器，通过垂直装设的文丘里管（包括了文丘里管扩张段13、文丘里管喉部14）喷射烟气，而加湿的石灰石/石灰颗粒则直接喷入反应器内，这样形成烟气与石灰石/石灰颗粒充分混合。烟气中的SO₂与加湿的石灰石/石灰颗粒发生传质传热反应，形成固态石膏颗粒。大的颗粒沉降在反应器下部的灰斗15里，小的颗粒由烟气经出口16带出反应器，经除尘器回收后送回反应器循环使用。由于烟气在反应器内由水平方向转为垂直方向，烟气由于惯性的作用，会在经过文丘里管后偏向反应器的一侧，使得烟气所携带的颗粒对反应器一侧直接冲刷，磨损严重。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种耐磨损烟气循环流化床反应器，通过将反应器上的文丘里管倾斜布置，同时在传统的烟气循环流化床反应器结构上增设烟气导向装置，从而减小了烟气的惯性作用，减少了对反应器壁的冲刷与磨损；本发明的目的之二是提供一种减小反应器磨损的方法。

本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：

该耐磨损烟气循环流化床反应器，包括反应器腔体以及设置在反应器腔体下方与反应器腔体连通的文丘里管，所述文丘里管从上到下依次包括扩张段、管喉部与缩小段，所述缩小段的下方为反应器垂直段以及一端与垂直段相连通的水平段，所述水平段的另一端为烟气入口，所述反应器腔体上开设有烟气出口，所述文丘里管的管喉部倾斜安装，其倾斜方向朝向水平段；所述垂直段与水平段的连接处管道内设置有烟气导向结构，所述烟气导向结构包括多块导向板，所述导向板沿垂直段与水平段的连接处折线并列设置，所述连接处折线与垂直段轴线及水平段轴线之间分别存在夹角α和夹角β，所述夹角α和夹角β的度数之和为90度，所述夹角α的取值范围为30~60度。

进一步，所述文丘里管的管喉部轴线与垂线之间的锐角夹角γ=1～5°；

进一步，所述夹角和夹角均为45度；

进一步，所述导向板为圆弧形、平板形或多段板形；

进一步，所述垂直段与水平段连接处的下方设置有灰斗，所述灰斗与连接处管道内部连通；

进一步，所述垂直段、水平段为方形烟道，所述垂直段上方设置有方圆节；

本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的：

该方法是将流化床反应器的文丘里管的管喉部倾斜安装，同时在文丘里管下方的管道内设置有烟气导向结构。

进一步，所述文丘里管下方的管道为一垂直段以及一端与垂直段相连通的水平段，两者组成一个“L”形结构，所述水平段的另一端为烟气入口，文丘里管的倾斜方向朝向水平段；

进一步，烟气导向结构包括多块导向板，所述导向板沿垂直段与水平段的连接处折线并列设置。

本发明的有益效果是：

本发明的反应器是通过将文丘里管的管喉部倾斜设置，从而减小了烟气的惯性作用，使得烟气经过文丘里管后垂直向上而不偏向一侧，减少了对反应器壁的冲刷与磨损，同时在传统的烟气循环流化床反应器结构上增设烟气导向装置，对烟气的垂直向上起到导向作用，从而进一步减小了烟气的惯性作用，延长了反应器的使用寿命，节约了更换成本。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为传统的烟气循环流化床反应器结构示意图；

图2为本发明的烟气循环流化床反应器结构示意图。

图3为实施例一的导向板结构示意图；

图4为实施例二的导向板结构示意图；

图5为实施例三的导向板结构示意图；

图6为实施例四的导向板结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

实施例一

如图2所示，本发明的烟气循环流化床反应器，包括反应器腔体1以及设置在反应器腔体1下方与反应器腔体1连通的文丘里管，所述文丘里管从上到下依次包括扩张段10、管喉部3与缩小段，所述缩小段的下方为反应器垂直段4以及一端与垂直段4相连通的水平段5，两者组成一个“L”形结构，所述水平段5的另一端为烟气入口6，所述反应器腔体1上开设有烟气出口11，所述文丘里管的管喉部3倾斜安装，其倾斜方向朝向水平段。文丘里管的管喉部3轴线与垂线之间的锐角夹角γ=1～5°。本实施例中，该夹角取3°。

本实施中，由于垂直段与水平段均采用方形管，因此在垂直段的上方设置有方圆节8，其作用在于连接方形烟道和圆形的文丘里管喉部，同时也兼作文丘里管的缩小段；如果垂直段与水平段采用圆形管的话，则不需要设置方圆节8，在图2中方圆节8的位置应该为文丘里管的缩小段。

另外，为进一步增强防磨损效果，垂直段4与水平段5的连接处管道内设置有烟气导向结构，本实施例中，所述烟气导向结构包括多块导向板7，所述导向板7沿垂直段4与水平段5的连接处折线并列设置，所述连接处折线与垂直段轴线及水平段轴线之间分别存在夹角α和夹角β，由于水平段与垂直段的管径可能存在差别，因此夹角α和夹角β的度数可能不一致，但是两者的度数之和为90度，而夹角α和夹角β的取值范围为30~60度。本实施例中，夹角α和夹角β均为45度。

导向板7的形状设计非常重要，本实施例中，如图3所示，该导向板设计成圆弧形，其弧面朝向垂直段与水平段的连接处的上弯折，使烟气在通过水平段后在导向板的引导下垂直向上而不偏向一侧。

作为进一步的改进，垂直段与水平段连接处的下方设置有灰斗9，灰斗9与连接处管道内部连通。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于导向板7的结构不同，如图4所示，导向板可以设计成平板形结构，这种情况下，应保证导向板的板面与水平段的水平截面之间的上夹角大于90度，最佳值为135度，这样可以确保烟气的垂直向上。

实施例三

本实施例与前述实施例的不同之处在于导向板7设计成如图5所示的另一种平板形结构，该种设计是将导向板垂直设置，多块导向板成阶梯状下降，导向板的板面与水平段的水平截面相垂直。

实施例四

本实施例与前述实施例的不同之处在于导向板7设计成如图6所示的多段板形结构，该种结构包括中间板和设置在中间板两侧的两块侧板，其中，中间板的设置方式与实施例二相同，而两块侧板与中间板组合构成的槽形面朝向垂直段与水平段的连接处的上弯折。

本发明的减小反应器磨损的方法，是将流化床反应器的文丘里管的管喉部倾斜安装，同时在文丘里管下方的管道内设置有烟气导向结构。

作为进一步的改进，文丘里管下方的管道为一垂直段以及一端与垂直段相连通的水平段，两者组成一个“L”形结构，所述水平段的另一端为烟气入口，文丘里管的倾斜方向朝向水平段。

作为进一步的改进，烟气导向结构包括多块导向板，所述导向板沿垂直段与水平段的连接处折线并列设置。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.耐磨损烟气循环流化床反应器，包括反应器腔体（1）以及设置在反应器腔体（1）下方与反应器腔体（1）连通的文丘里管，所述文丘里管从上到下依次包括扩张段（10）、管喉部（3）与缩小段，其特征在于：所述缩小段的下方为反应器垂直段（4）以及一端与垂直段（4）相连通的水平段（5），所述水平段（5）的另一端为烟气入口（6），所述反应器腔体（1）上开设有烟气出口（11），所述文丘里管的管喉部（3）倾斜安装，其倾斜方向朝向水平段（5）；所述垂直段（4）与水平段（5）的连接处管道内设置有烟气导向结构，所述烟气导向结构包括多块导向板（7），所述导向板（7）沿垂直段（4）与水平段（5）的连接处折线并列设置，所述连接处折线与垂直段轴线及水平段轴线之间分别存在夹角（α）和夹角（β），所述夹角（α）和夹角（β）的度数之和为90度，所述夹角（α）的取值范围为30~60度。

2.根据权利要求1所述的耐磨损烟气循环流化床反应器，其特征在于：所述文丘里管的管喉部（3）轴线与垂线之间的锐角夹角γ=1～5°。

3.根据权利要求1或2所述的带烟气导向装置的烟气循环流化床反应器，其特征在于：所述夹角（α）和夹角（β）均为45度。

4.根据权利要求3所述的带烟气导向装置的烟气循环流化床反应器，其特征在于：所述导向板（7）为圆弧形、平板形或多段板形。

5.根据权利要求1或2所述的耐磨损烟气循环流化床反应器，其特征在于：所述垂直段与水平段连接处的下方设置有灰斗（9），所述灰斗（9）与连接处管道内部连通。

6.根据权利要求1或2所述的耐磨损烟气循环流化床反应器，其特征在于：所述垂直段（4）、水平段（5）为方形烟道，所述垂直段上方设置有方圆节（8），所述方圆节（8）兼做文丘里管的缩小段。

7.减小反应器磨损的方法，其特征在于：该方法是将流化床反应器的文丘里管的管喉部倾斜安装，同时在文丘里管下方的管道内设置有烟气导向结构。

8.如权利要求7所述的减小反应器磨损的方法，其特征在于：所述文丘里管下方的管道为一垂直段以及一端与垂直段相连通的水平段，两者组成一个“L”形结构，所述水平段的另一端为烟气入口，文丘里管的倾斜方向朝向水平段。

9.如权利要求7或8所述的减小反应器磨损的方法，其特征在于：烟气导向结构包括多块导向板，所述导向板沿垂直段与水平段的连接处折线并列设置。

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