CN103143254B - 复合气流发生器、循环流化床塔前两相预混合装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复合气流发生器，包括多个固定板撑、多个旋流导流叶片、内套筒和外套筒；每个旋流导流叶片的两端分别设置在内套筒的外壁和外套筒的内壁；每个旋流导流叶片的平面与水平面的夹角为30°～70°；所述固定板撑用于将外套筒、内套筒和旋流导流叶片构成的结构固定，每个固定板撑的一端设置于所述外套筒的外壁，另一端设置于塔前烟道的内壁；所述固定板撑竖直设置。烟气通过复合气流发生器后，在内套筒内形成直流气流，在内套筒和外套筒之间形成旋流气流，在外套筒外形成直流气流，从而形成直-旋-直气流流场，在此气流流场的扰动下，物料颗粒和烟气预混合和均化，使烟气在净化塔内充分反应，提高了烟气的净化效率。

Description

复合气流发生器、循环流化床塔前两相预混合装置及方法

技术领域

本发明涉及烟气净化技术领域，尤其涉及一种复合气流发生器、循环流化床塔前两相预混合的装置及方法。

背景技术

锅炉等烟气中含有SO₂、SO₃、HCl、HF、NOx、重金属、PM2.5、二噁英等多组分污染物，现有技术为了对烟气进行净化，除去其中的有毒物质，常采用的是循环流化床烟气干法多污染物协同净化工艺，该工艺是一种利用流化床床层内激烈的湍动和高效的传热、传质来快速实现烟气脱除SO₂、SO₃、HCl、HF、NOx、重金属、PM2.5、二噁英等多组分污染物的技术。循环流化床烟气干法多污染物协同净化工艺具有处理烟气量大，多种污染物同步脱除，节水等优点，常被用于烟气的净化。

在循环流化床净化塔内，主要反应区域是在锥形段物料颗粒高浓度区域，而烟气在这段区域的停留时间通常仅有1～2秒，因此为加快烟气与物料颗粒（循环物料及吸收剂）的反应，达到高效的净化效率，必须强化物料颗粒和烟气的充分混合和均匀分布。现有技术中强化物料颗粒和烟气充分混合和均匀分布的方法有两种，一种是物料颗粒在锥形段加入净化塔，其正好处于反应区域内，然而由于刚加入物料浓度大，难以快速扩散，从而容易在反应区域内形成高物料浓度差，导致一部分烟气与物料颗粒接触不足而未达到较好的净化效果就已流过反应区域了，弱化了净化效果；另一种是物料颗粒在塔前烟道加入后随烟气携带而进入净化塔内，该工艺由于物料颗粒与烟气在塔前烟道就开始混合，增加了其混合时间，但由于加入物料在烟道高流速下并不能实现良好混合，而且由于混合不均匀，导致净化塔各文丘里管孔间物料颗粒和烟气的分布不均匀，其中流过物料颗粒多的文丘里管烟气流过少，而流过物料颗粒少的文丘里管烟气流过多，如此会导致流过烟气量过多的文丘里管区域由于烟气流速过大而降低烟气在反应区域的停留时间，从而也弱化了净化效果。

为了能够提高烟气净化的效率，常采用的技术手段是强化气固两相的混合及反应时间，如公开号为CN100368070C的中国专利公开了一种循环流化床旋直流复合流化装置，其在文丘里管喉管安装内套筒，在内套筒与文丘里管喉管壁之间安装旋流流化装置，从而形成烟气在内套筒内直流流化和在内套筒外侧的旋流流化的复合流化，通过这种复合流化气流以达到减轻气流偏转、提高流化效果、颗粒停留时间延长、内循环倍率高、脱硫效率高的目的。尽管该装置提高了物料颗粒与烟气在该区域的停留时间，但并未改善物料颗粒与烟气的混合及均化分布，相反，由于该处的旋流离心力作用，加大了反应区域壁面出物料颗粒的浓度，强化了环-核流动模式，使得烟气与物料颗粒混合及分布并不均匀，反而会降低净化效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合气流发生器、循环流化床塔前两相预混合、均化分布的装置及方法，本发明提供的复合气流发生器设置于所述循环流化床塔前两相预混合的装置中，从而能够将塔前烟气气流组织成直-旋-直流场，使物料和烟气就能够实现混合均匀，提高了烟气的净化效率。

本发明提供了一种循环流化床塔前两相预混合的方法，包括以下步骤：

将待处理的烟气在塔前形成由塔前烟道中心到内壁依次分布的直流、旋流和直流流场；

将吸收剂和循环物料加入所述直流-旋流-直流流场中，所述吸收剂、循环物料与烟气实现预混合和均化分布。

本发明提供了一种复合气流发生器，包括多个固定板撑、多个旋流导流叶片、内套筒和外套筒；

每个旋流导流叶片的两端分别固定在内套筒的外壁和外套筒的内壁；

每个旋流导流叶片的平面与水平面的夹角为20°～60°；

所述固定板撑用于将外套筒、内套筒和旋流导流叶片构成的结构固定于塔前烟道上，每个固定板撑的一端设置于所述外套筒的外壁，另一端设置于塔前烟道的内壁；

所述固定板撑竖直设置。

优选的，每个旋流导流叶片的平面与水平面的夹角为30°～50°。

优选的，所述旋流导流叶片的数量为4片～18片。

优选的，所述内套筒的横截面的面积占所述塔前烟道横截面总面积的5%～15%。

优选的，所述外套筒与内套筒之间横截面的面积占所述塔前烟道横截面总面积的25%～60%。

优选的，所述外套筒与所述塔前烟道之间横截面的面积占所述塔前烟道横截面总面积的30%～70%。

优选的，所述内套筒与外套筒的中心轴线重合。

本发明提供了一种循环流化床塔前两相预混合的装置，包括塔前烟道、文丘里管、锥形段以及净化塔筒体，其特征在于，在所述塔前烟道上设置有上述技术方案所述的复合气流发生器。

优选的，所述的塔前烟道壁上设置有吸收剂入料口和循环物料入料口；

所述吸收剂入料口和循环物料入料口均设置于所述复合气流发生器与文丘里管之间，所述吸收剂入料口与循环物料入料口处于同一水平高度，所述水平高度与所述文丘里管入口的距离为塔前烟道直径的0.2倍以上。

本发明提供了一种复合气流发生器、循环流化床塔前两相预混合的装置及方法。本发明提供的循环硫化床塔前两相预混合的装置由入口塔前烟道、文丘里管文丘里管、锥形段以及净化塔筒体依次连接组成，在塔前烟道上安装有复合气流发生器。本发明提供的复合气流发生器包括多个固定板撑、多个旋流导流叶片、内套筒和外套筒；每个旋流导流叶片的两端分别固定在内套筒的外壁和外套筒的内壁；每个旋流导流叶片的平面与水平面的夹角为20°～60°；所述固定板撑用于将外套筒、内套筒和旋流导流叶片构成的结构固定于塔前烟道，每个固定板撑的一端设置于所述外套筒的外壁，另一端设置于塔前烟道的内壁；所述固定板撑竖直设置；在复合气流发生器与文丘里管之间设置有吸收剂入料口和循环物料入料口。复合气流发生器的内外套筒的结构将塔前烟道分成三个区域，使得在烟气净化过程中，烟气通过复合气流发生器后，烟气在内套筒内形成直流气流，在内套筒和外套筒之间形成旋流气流，在外套筒和塔前烟道内壁之间形成直流气流，从而在塔前要到内形成了直-旋-直气流流场，在此直-旋-直气流流场的气流的强烈扰动下，使得从入料口加入的物料颗粒会快速的分散开，并与烟气进行充分混合；并且通过旋流气流对周围的直流气流的卷吸作用，实现塔前烟气的再分布，确保塔底烟气气流在截面上分布的均匀，如此就达到物料颗粒和烟气的两相预混合和均化分布，使得进入塔内的物料和烟气两相均匀，具有更充分的接触及反应时间。实验结果表明，本发明提供的循环流化床塔前两相预混合、均化分布的装置用于烟气净化塔中时，能够降低文丘里管出口处的物料浓度偏差及烟气流量偏差，从而大大提高了塔内两相的均匀分布，提高系统的净化效率，降低吸收剂的消耗。

附图说明

图1为本发明提供的循环流化床塔前两相预混合、均化分布的装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的复合气流发生器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的复合气流发生器安装方式的剖视图。

具体实施方式

本发明提供了一种循环流化床塔前两相预混合的方法，包括以下步骤：

将待处理的烟气在塔前形成由塔前烟道中心到内壁依次分布的直流、旋流和直流流场；

将吸收剂和循环物料加入所述直流-旋流-直流流场中，所述吸收剂、循环物料与烟气实现预混合和均化分布。

本发明将待处理的烟气在塔前形成由塔前烟道中心到内壁依次分布的直流、旋流和直流流场，从而使得烟气能够与吸收剂和循环物料充分的预混合，得到均化分布，使得进入塔内的物料和烟气两相均匀，具有更充分的接触及反应时间，有利于提高烟气净化的效率。

本发明提供了一种复合气流发生器，能够实现烟气在塔前的预混合和均化分布，所述复合气流发生器包括多个固定板撑、多个旋流导流叶片、内套筒和外套筒；

每个旋流导流叶片的两端分别设置在内套筒的外壁和外套筒的内壁；

每个旋流导流叶片的平面与水平面的夹角为20°～60°；

所述固定板撑用于将外套筒、内套筒和旋流导流叶片构成的结构固定于塔前烟道上，每个固定板撑的一端设置于所述外套筒的外壁，另一端设置于塔前烟道的内壁；

所述固定板撑竖直设置。

本发明提供了一种复合气流发生器，烟气在经烟气入口通过本发明提供的复合气流发生器后，在内套筒内会烟气会形成直流气流，在内套筒和外套筒之间会形成旋流气流，并且，旋流气流的角度会随着旋流导流叶片角度设置的不同会发生改变，在外套筒与容器内壁之间会形成直流气流，从而能够在容器内形成直-旋-直气流流场。在形成的直-旋-直气流流场气流的强烈扰动下，吸收剂和和循环物料会快速地分散开，并与烟气进行充分混合，实现了物料颗粒和烟气的预混合和均化，从而使烟气能够充分反应，提高烟气的净化效率，并且降低了吸收剂的消耗。

参看图2，图2为本发明实施例提供的复合气流发生器的结构示意图，其中8为固定板撑，9为旋流导流叶片，10为内套筒，11为外套筒，1为塔前烟道。旋流导流叶片的两端分别设置于内套筒的外壁和外套筒的内壁，且旋流导流叶片的平面与水平面成20°～60°的角度；固定板撑的两端分别设置于外套筒的外壁和烟道的内壁，用于固定外套筒、内套筒和旋流导流叶片形成的结构。烟气在通过本发明提供的复合气流发生器时，在内套筒内会形成直流区域，在内套筒和外套筒之间会形成旋流区域，在外套筒与烟道之间形成直流区域。在吸收剂和循环物料在复合气流发生器后进入烟道，从而使得物料颗粒在气流的强烈扰动下，快速的扩散开并与烟气进行充分的混合，实现物料颗粒和烟气的预混合、均化分布，从而提高了烟气的净化效率，而且减少了对吸收剂的消耗。

本发明提供的复合气流发生器包括多个旋流导流叶片，在本发明中，每个旋流导流叶片的一端固定在内套筒的外壁，另一端固定在外套筒的内壁，从而实现了对旋流导流叶片的固定。本发明中旋流导流叶片的设置可以均匀分布，也可以不采用均匀的方式分布，优选的，旋流导流叶片在内套筒和外套筒之间均匀分布，每个旋流导流叶片在内套筒外壁上的距离相等，每个旋流导流叶片在外套筒内壁上的距离也相等；

本发明为了能够使烟气在容器中能够形成旋流气流，使每个旋流导流叶片的平面与水平面的夹角为20°～60°，在本发明中，每个旋流导流叶片的倾斜角度可以相同，也可以不同，优选的，每个旋流导流叶片的倾斜角度相同。在其他实施例中，每个旋流导流叶片的平面与水平面的夹角可以为30°～50°，本领域技术人员可以根据物料的颗粒量及其物理特性，选择合适的倾斜角度。本发明对所述旋流导流叶片的数量和材质不做特殊的限定，本领域技术人员可以根据容器的大小，净化烟气的种类选择旋流导流叶片的数量和材质。在本实施例中，所述旋流导流叶片的数量优选为4片～18片，在其他实施例中，所述旋流导流叶片的数量可以为6片～16片，在另外的实施例中，所述旋流导流叶片的数量还可以为8片～14片。

本发明提供的复合气流发生器包括内套筒，所述内套筒设置于容器内部，且旋流导流叶片的一端设置于所述内套筒的外壁，在旋流导流叶片的另一端设置有外套筒。本发明对内套筒的形状和材质没有特殊的限制，本领域技术人员可以根据需要设置不同形状和材质的内套筒。在本实施例中，为了使内套筒的形状能够适应容器的形状，优选采用圆形的内套筒，而且，根据本领域技术人员的理解可以明确，所谓套筒是中空的，本实施例中采用的圆形内套筒为中空且没有两端封盖的圆柱体。在其他实施例中，内套筒的形状也可以为正方体或长方体，本发明对此不作特殊的限制；

烟气经过内套筒不会遇到任何阻碍，从而在内套筒内形成中心直流气流。本发明为了控制中心直流气流的区域面积，在本实施例中，所述内套筒的横截面面积优选为容器横截面面积的5%～15%；本发明可以根据实际生产过程的需要，变换内套筒的大小，在其他实施例中，所述内套筒的横截面面积也可以为8%～12%，本发明对此也没有特殊的限制；

在本发明中，所述内套筒的中心轴线可以与容器的中心轴线重合，也可以不重合，本发明对此不作特殊的限制。在本实施例中，所述内套筒的中心轴线与容器的中心轴线重合。

本发明提供的复合气流发生器包括外套筒，所述外套筒设置于容器内部，包围所述内套筒，且所述旋流导流叶片的另一端设置在所述外套筒的内壁。本发明对外套筒的形状和材质没有特殊的限定，本领域技术人员可以根据实际需要设置不同形状和材质的外套筒。在本实施例中，为了使外套筒的形状与容器的形状相适应，优选采用圆形的外套筒，从而也能够与上述圆形内套筒的形状相适应。而且根据本领域技术人员的理解可以明确，所谓套筒是中空且两端通透的，本实施例中采用的圆形外套筒为中空且没有两端封盖的圆柱体。在其他实施例中，外套筒的形状也可以为正方体或长方体，本发明对此不作特殊的限制；

在本发明中，内套筒的形状与外套筒的形状可以相同，也可以不同，在本实施例中，所述内套筒的形状优选与外套筒的形状相同；

烟气经过外套筒和内套筒之间时，由于旋流导流叶片的存在，烟气在外套筒和内套筒之间形成旋流气流。本发明为了控制旋流气流的区域面积，可以通过控制内套筒和外套筒大小来控制，内套筒和外套筒之间区域的横截面积即是旋流气流的区域面积。在本实施例中，控制所述外套筒的横截面面积使内套筒与外套筒之间区域的横截面积占容器横截面面积的25%～60%；本发明可以根据实际生产过程的需要更改外套筒和/或内套筒的大小，来控制旋流气流区域的面积，在其他实施例中，所述内套筒和外套筒之间区域的横截面积占容器横截面面积的30%～55%，在另外的实施例中，所述内套筒和外套筒之间区域的横截面积占容器横截面面积的35%～50%，本发明对此没有特殊的限制；

在本发明中，所述外套筒的中心轴线可以与容器的中心轴线可以重合，也可以不重合；所述外套筒的中心轴线可以与所述内套筒的中心轴线可以重合，也可以不重合。在本实施例中，所述外套筒的中心轴线和所述内套筒的中心轴线与容器的中心轴线重合。

本发明提供的复合气流发生器，包括多个固定板撑，用于固定内套筒、外套筒和旋流导流叶片构成的结构。本发明提供的复合气流发生器可用于烟道中，用来混合烟气、吸收剂和循环物料。在本发明中，所述多个固定板撑的一端设置于所述外套筒的外壁，另一端设置于烟道的内壁。本发明对固定板撑的数量和材质没有特殊的限制，本领域技术人员可以根据实际生产的需要来选择不同数量和材质的固定板撑。固定板撑的分布可以是均匀的，也可以是不均匀的，本发明对此没有特殊的限制，在本实施例中，所述固定板撑的分布是均匀的。为了能够在外套筒与烟道内壁之间形成直流气流，在本发明中，所述固定板撑垂直于所述外套筒，从而在烟气通过外套筒与烟道内壁之间会形成外围直流气流。本发明了可以通过改变外套筒的大小来调节外围直流气流的区域面积，本发明为了能够使得到的直-旋-直气流流场能够促进物料的混合，以及促进物料与烟气的接触，在本实施例中，控制外套筒与烟气内壁之间区域横截面面积占烟道横截面面积的30%～70%。本领域技术人员可以根据实际生产的需要更改外套筒的大小，从而能够控制外围直流气流区域的面积。在其他实施例中，所述外套筒与烟道内壁之间区域的横截面积占烟道横截面面积的35%～65%；在另外的实施例中，所述外套筒与烟道内壁之间区域的横截面积也可以占烟道横截面面积的40%～60%，本发明对此没有特殊的限制。

本发明提供的复合气流发生器可以用于烟气净化中，通过直-旋-直气流流场的搅动，促进了物料与烟气的混合，且促进了物料与烟气之间的接触，实现物料颗粒和烟气的预混合、均化分布，从而提高了对烟气的净化效率，而且还减少了吸收剂的使用。

本发明将提供的复合气流发生器用于烟气净化，提供一种循环流化床塔前两相预混合的装置，包括塔前烟道、文丘里管、锥形段以及净化塔筒体，其特征在于，在所述塔前烟道上设置有上述技术方案所述的复合气流发生器。

本发明将提供的复合气流发生器用于烟气净化过程中，待净化的烟气通过复合气流发生器，产生直-旋-直气流流场，并与通过吸收剂入料口进入的吸收剂和循环物料入料口进入的循环物料混合，在直-旋-直气流流场强烈的气流搅动下，烟气与物料充分混合，并随着烟气的携带依次通过文丘里管进入净化塔，进行充分反应，从而提高了烟气的净化效率，而且减少了吸收剂的用量。

而且，本发明提供的烟气净化装置中物料颗粒在复合气流发生器后进入烟道，然后在烟气流的带动下，通过文丘里管进入锥形反应器，因此，物料颗粒不会与旋流导流叶片碰撞失去速度而出现掉灰，而且也不会磨损旋流叶片从而使得装置损坏。

参见图1，图1为本发明实施例提供的循环流化床塔前两相预混合、均化分布装置的结构示意图，其中1为烟气入口，2为上述技术方案所述的复合气流发生器，3为吸收剂入料口，4为循环物料入料口，5为文丘里管，6为锥形段，7为净化塔筒体，I为外围直流气流区域，II为旋流气流区域，III为中心直流气流区域。

本发明提供的装置包括塔前烟道，在塔前烟道的底端设置有复合气流发生器，烟气经烟气入口进入复合气流发生器，通过复合气流发生器的气流形成直-旋-直气流流场。本发明对塔前烟道的长度没有特殊的限制，本领域技术人员可以根据实际生产的需要选择不同的烟道。在本实施例中，可以直接在现有技术的烟气净化塔塔前的烟道底部设置复合气流发生器。

在本发明中，所述复合气流发生器在塔前烟道的设置方法参见图3，图3为本发明实施例提供的复合气流发生器安装方式的剖视图，其中1为塔前烟道、8为固定板撑、9为旋流导流叶片，10为内套筒，11为外套筒。

本发明提供的烟气净化装置包括设置于塔前烟道壁上的吸收剂入料口和循环物料入料口，为了能够使形成的直-旋-直气流作用于物料，以烟气流的流动方向为正，本发明将吸收剂入料口和循环物料入料口设置于复合气流发生器之后，即设置于复合气流发生器与文丘里管之间。本发明对吸收剂入料口与循环物料入料口的相对位置没有特殊的限制，为了能够使吸收剂和循环物料同时与烟气进行作用，在本实施例中，所述吸收剂入料口与循环物料入料口设置于同一水平高度，且为了保证物料颗粒与烟气的充分混合，所述吸收剂入料口和循环物料颗粒入料口与所述文丘里管入口的距离为塔前烟道直径的0.2倍以上。

本发明提供的烟气净化装置包括文丘里管，所述文丘里管的进料口与所述烟道的出料口相连。本发明对所述文丘里管没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的文丘里管即可；

本发明提供的装置通过复合气流发生器在塔前烟道中形成直-旋-直复合气流，在直-旋-直复合气流的作用下，物料混合均匀，且物料与烟气得到充分的接触，从而通过文丘里管进入净化塔中，烟气能够与吸收剂、循环物料充分反应，提高了烟气的净化效率，而且减少了吸收剂的用量。

本发明以上述技术方案所述的循环硫化床塔前两相预混合的装置为例，详细描述本发明提供的循环流化床塔前两相预混合、均化分布的方法。本发明将待处理的烟气通过上述技术方案所述的塔前两相预混合、均化分布装置的复合气流发生器，从而在复合气流发生器中内套筒内会形成直流气流，在外套筒和内套筒之间在旋流导流叶片的作用下，烟气会形成旋流气流，在外套筒与烟道内壁之间会形成直流气流，从而形成直-旋-直气流流场；

在形成直-旋-直气流流场后，本发明将吸收剂和循环物料加入到所述直-旋-直气流流场中，吸收剂和循环物料与烟气得到充分的混合，增加了烟气与物料间的接触，有利于后续的净化反应的进行；

吸收剂、循环物料和烟气混合后，随烟气流经过文丘里管、锥形段至净化塔筒体，在所述净化塔筒体内吸收剂、循环物料和烟气的混合物进行反应，完成对烟气的净化。下面以图1所述装置为例，对循环流化床塔前两相预混合、均化分布的方法进行详细的描述。参考图1所示的装置，待处理的烟气通过烟气入口1进入烟道，然后烟气流至复合气流发生器2，烟气经过复合气流发生器2后在烟道中从外到内形成直-旋-直气流流场；

通过吸收剂入料口3将吸收剂输送至烟道中，通过循环物料入料口4将循环物料输送至烟道中，从而物料在所述直-旋-直气流的强力搅动下充分混合，并且也提高了物料与烟气的接触面积；

然后随着烟气的携带，将物料通过文丘里管5输送至净化塔6中，进行反应后，完成对烟气的净化。

在上述两相预混合、均化分布的过程中，本发明对烟气的气流量、烟气温度、吸收剂的加入量和循环物料的加入量没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的烟气净化工艺中的烟气气流量、烟气温度、吸收剂加入量和循环物料加入量即可；本发明对所述吸收剂和循环物料的来源没有特殊的限制，可以采用本领域技术人员熟知的吸收剂制备系统制备吸收剂，采用本领域技术人员熟知的除尘器收集得到循环物料即可。

本发明提供了一种复合气流发生器、循环流化床塔前两相预混合的装置及方法。本发明提供的循环硫化床塔前两相预混合的装置由入口塔前烟道、文丘里管文丘里管、锥形段以及净化塔筒体依次连接组成，在塔前烟道上安装有复合气流发生器，所述复合气流发生器包括多个固定板撑、多个旋流导流叶片、内套筒和外套筒；每个旋流导流叶片的两端分别固定在内套筒的外壁和外套筒的内壁；每个旋流导流叶片的平面与水平面的夹角为20°～60°；所述固定板撑用于将外套筒、内套筒和旋流导流叶片构成的结构固定于塔前烟道，每个固定板撑的一端设置于所述外套筒的外壁，另一端设置于塔前烟道的内壁；所述固定板撑竖直设置；在复合气流发生器与文丘里管之间设置有吸收剂入料口和循环物料入料口。复合气流发生器的内外套筒的结构将塔前烟道分成三个区域，使得在烟气净化过程中，烟气通过复合气流发生器后，烟气在内套筒内形成直流气流，在内套筒和外套筒之间形成旋流气流，在外套筒和塔前烟道内壁之间形成直流气流，从而在塔前要到内形成了直-旋-直气流流场，在此直-旋-直气流流场的气流的强烈扰动下，使得从入料口加入的物料颗粒会快速的分散开，并与烟气进行充分混合；并且通过旋流气流对周围的直流气流的卷吸作用，实现塔前烟气的再分布，确保塔底烟气气流在截面上分布的均匀，如此就达到物料颗粒和烟气的两相预混合和均化分布，使得进入塔内的物料和烟气两相均匀，具有更充分的接触及反应时间。实验结果表明，本发明提供的循环流化床塔前两相预混合、均化分布的装置用于烟气净化塔中时，能够降低文丘里管出口处的物料浓度偏差及烟气流量偏差，从而大大提高了塔内两相的均匀分布，提高系统的净化效率，降低吸收剂的消耗。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的复合气流发生器、烟气净化装置和方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

按照图1所示的结构示意图组装复合气流发生器，内套筒的横截面积占烟道横截面面积的12%，内套筒和外套筒之间横截面积占烟道横截面积的58%，外套筒与烟道内壁之间的横截面积占烟道横截面面积的30%；在内套筒和外套筒之间设置15块旋流叶片，每个旋流导流叶片与烟道中心轴线的夹角为45°；从而使得流场中心区域直流气流流量为总烟气流量的15%；外围壁面区域直流气流流量为总烟气流量的35%；两者之间的旋流气流流量为总烟气流量的50%；旋流气流的速度方向与烟气流向的夹角为45°；

按照图2所示的结构示意图组装烟气净化装置，使吸收剂入料口位置与循环物料入料口位置在同一水平高度上，其高度距净化塔入口文丘里管的距离为5.5m。

本发明使用循环流化床烟气净化塔对烟气进行净化处理，烟气量为2012400m³/h，烟气温度为135℃，吸收剂加入量为13.68t/h，循环物料量为1260t/h。从锅炉流出的含污染物来流烟气通过入口烟道6引至净化塔塔前，在净化塔塔前气流通过复合气流发生器7，将烟气组织成直-旋-直复合气流流场；将吸收剂制备系统制备的吸收剂和除尘器收集下来的循环物料分别通过吸收剂入料口和循环物料入料口送至复合气流发生器后面的塔前烟道与烟气混合，利用直-旋-直复合气流的强扰动作用，使得物料颗粒快速的扩散开并与烟气充分混合，实现气固两相的预混合、均化分布；

混合充分的物料颗粒和烟气均匀的进入净化塔入口文丘里管5并送至锥形段6浓相反应区域与水喷枪喷入的雾化水滴发生三相反应，从而实现烟气的净化。

本发明通过采用该塔前两相预混合、均化分布技术，得到文丘里管出口处的物料浓度偏差可由现有的37.1%降低至7.9%；烟气流量偏差可由现有的14.4%降低至3.7%，从而大大提高了塔内两相的均匀分布，提高系统的净化效率，降低吸收剂的消耗。

实施例2：

按照实施例1的技术方案组装复合气流发生器，不同的是，本实施例中内套筒的横截面积占烟道横截面面积的5%；内套筒和外套筒之间的横截面积占烟道横截面面积的50%；外套筒与烟道内壁之间的横截面积占烟道横截面面积的45%；在内套筒和外套筒之间设置6块旋流叶片，每块旋流导流叶片与烟道中心轴线的夹角为30°；从而使得流场中心区域直流气流流量为总烟气流量的7%；外围壁面区域直流气流流量为总烟气流量的50%；两者之间的旋流气流流量为总烟气流量的43%；旋流气流的速度方向与烟气流向的夹角为30°；

按照图2所示的结构示意图组装烟气净化装置，使吸收剂入料口位置与循环物料入料口位置在同一水平高度上，其高度距净化塔入口文丘里管的距离为4m。

本发明使用循环流化床烟气净化塔对烟气进行净化处理，烟气量为219717m³/h，烟气温度为132℃，吸收剂加入量为0.78t/h，循环物料量为134t/h。按照实施例1的技术方案对烟气进行净化。

本发明通过采用该塔前两相预混合、均化分布技术，得到文丘里管出口处的物料浓度偏差可由现有的43.2%降低至10.2%；烟气流量偏差可由现有的23.4%降低至7.1%，从而大大提高了塔内两相的均匀分布，提高系统的净化效率，降低吸收剂的消耗。

实施例3：

按照实施例1的技术方案组装复合气流发生器，不同的是，本实施例中内套筒的横截面积占烟道横截面面积的10%，内套筒和外套筒之间的横截面积占烟道横截面面积的51%，外套筒与烟道内壁之间的横截面积占烟道横截面面积的39%；在内套筒和外套筒之间均匀设置10块旋流叶片，每块旋流导流叶片与烟道中心轴线的夹角为40°；从而使得流场中心区域直流气流流量为总烟气流量的12%；外围壁面区域直流气流流量为总烟气流量的43%；两者之间的旋流气流流量为总烟气流量的45%；旋流气流的速度方向与烟气流向的夹角为40°；

按照图2所示的结构示意图组装烟气净化装置，使吸收剂入料口位置与循环物料入料口位置在同一水平高度上，其高度距净化塔入口文丘里管的距离为4.5m。

本发明使用循环流化床烟气净化塔对烟气进行净化处理，烟气量为1380215m³/h，烟气温度为120℃，吸收剂加入量为7.2t/h，循环物料量660t/h。按照实施例1的技术方案对烟气进行净化。

本发明通过采用该塔前两相预混合、均化分布技术，得到文丘里管出口处的物料浓度偏差可由现有的35.5%降低至9.1%；烟气流量偏差可由现有的17%降低至4.8%，从而大大提高了塔内两相的均匀分布，提高系统的净化效率，降低吸收剂的消耗。

由以上实施例可知，本发明提供了一种复合气流发生器、循环流化床塔前两相预混合的装置及方法。本发明提供的循环硫化床塔前两相预混合的装置由入口塔前烟道、文丘里管文丘里管、锥形段以及净化塔筒体依次连接组成，在塔前烟道上安装有复合气流发生器，所述复合气流发生器包括多个固定板撑、多个旋流导流叶片、内套筒和外套筒；每个旋流导流叶片的两端分别固定在内套筒的外壁和外套筒的内壁；每个旋流导流叶片的平面与水平面的夹角为20°～60°；所述固定板撑用于将外套筒、内套筒和旋流导流叶片构成的结构固定于塔前烟道，每个固定板撑的一端设置于所述外套筒的外壁，另一端设置于塔前烟道的内壁；所述固定板撑竖直设置；在复合气流发生器与文丘里管之间设置有吸收剂入料口和循环物料入料口。复合气流发生器的内外套筒的结构将塔前烟道分成三个区域，使得在烟气净化过程中，烟气通过复合气流发生器后，烟气在内套筒内形成直流气流，在内套筒和外套筒之间形成旋流气流，在外套筒和塔前烟道内壁之间形成直流气流，从而在塔前要到内形成了直-旋-直气流流场，在此直-旋-直气流流场的气流的强烈扰动下，使得从入料口加入的物料颗粒会快速的分散开，并与烟气进行充分混合；并且通过旋流气流对周围的直流气流的卷吸作用，实现塔前烟气的再分布，确保塔底烟气气流在截面上分布的均匀，如此就达到物料颗粒和烟气的两相预混合和均化分布，使得进入塔内的物料和烟气两相均匀，具有更充分的接触及反应时间。实验结果表明，本发明提供的循环流化床塔前两相预混合、均化分布的装置用于烟气净化塔中时，能够降低文丘里管出口处的物料浓度偏差及烟气流量偏差，从而大大提高了塔内两相的均匀分布，提高系统的净化效率，降低吸收剂的消耗。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种循环流化床塔前两相预混合的方法，包括以下步骤：

将待处理的烟气在塔前形成由塔前烟道中心到内壁依次分布的直流、旋流和直流流场；

将吸收剂和循环物料加入所述直流-旋流-直流流场中，所述吸收剂、循环物料与烟气实现预混合和均化分布。

2.一种复合气流发生器，包括多个固定板撑、多个旋流导流叶片、内套筒和外套筒；

每个旋流导流叶片的两端分别固定在内套筒的外壁和外套筒的内壁；

每个旋流导流叶片的平面与水平面的夹角为20°～60°；

所述固定板撑用于将外套筒、内套筒和旋流导流叶片构成的结构固定于塔前烟道，每个固定板撑的一端设置于所述外套筒的外壁，另一端设置于塔前烟道的内壁，使烟气在内套筒内形成直流气流，在内套筒和外套筒之间形成旋流气流，在外套筒和塔前烟道内壁之间形成直流气流；

所述固定板撑竖直设置。

3.根据权利要求2所述的复合气流发生器，其特征在于，每个旋流导流叶片的平面与水平面的夹角为30°～50°。

4.根据权利要求2或3任意一项所述的复合气流发生器，其特征在于，所述旋流导流叶片的数量为4片～18片。

5.根据权利要求2或3任意一项所述的复合气流发生器，其特征在于，所述内套筒的横截面的面积占所述塔前烟道横截面总面积的5％～15％。

6.根据权利要求2或3任意一项所述的复合气流发生器，其特征在于，所述外套筒与内套筒之间横截面的面积占所述塔前烟道横截面总面积的25％～60％。

7.根据权利要求2或3任意一项所述的复合气流发生器，其特征在于，所述外套筒与所述塔前烟道之间横截面的面积占所述塔前烟道横截面总面积的30％～70％。

8.根据权利要求2或3任意一项所述的复合气流发生器，其特征在于，所述内套筒与外套筒的中心轴线重合。

9.一种循环流化床塔前两相预混合的装置，包括塔前烟道、文丘里管、锥形段以及净化塔筒体，其特征在于，在所述塔前烟道上设置有权利要求2～7任意一项所述的复合气流发生器。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述的塔前烟道壁上设置有吸收剂入料口和循环物料入料口；

所述吸收剂入料口和循环物料入料口均设置于所述复合气流发生器与文丘里管之间，所述吸收剂入料口与循环物料入料口处于同一水平高度，所述水平高度与所述文丘里管入口的距离为塔前烟道直径的0.2倍以上。