CN103877848A - 一种应用于循环流化床脱硫反应器的复合型内构件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于循环流化床脱硫反应器的复合型内构件。所述复合型内构件包括至少一个内构件单元，所述内构件单元包括开口型漏斗和布风板；所述开口型漏斗侧壁开有多个条形孔，分为上下两排交错布置；所述布风板沿径向开至少两排扇形孔，相邻两排扇形孔错开布置；所述开口型漏斗和布风板通过支撑柱连接。该复合型内构件能够改善颗粒速度的轴径向分布，并能增加颗粒返混，改善提高流化床流化质量，从而提高脱硫剂利用率和脱硫反应效率。

Description

一种应用于循环流化床脱硫反应器的复合型内构件

技术领域

本发明涉及一种循环流化床脱硫反应器中的内构件，尤其涉及一种安装在循环流化床脱硫反应器顶部增加内循环、提高脱硫剂停留时间、提高反应效率的复合型内构件，应用于工业烟气处理等领域。

本发明还涉及一种安装有上述内构件的循环流化床脱硫反应器。

背景技术

传统循环流化床脱硫反应器为空塔设计，脱硫剂循环主要依靠外置分离器，因此循环流化床脱硫工艺应用于工程项目改造会影响原有生产段。第二代内循环式循环流化床脱硫工艺，采用在提升管顶部加扰流板和回料装置等技术，使得脱硫剂从塔顶回流，气固两相产生湍流接触，增加烟气与脱硫剂的接触时间，并通过增强脱硫剂颗粒间的摩擦效应，使颗粒表面不断更新，从而提高脱硫剂的利用效率。现有工艺中，内构件形式种类很多，常见的有孔板式、钝体式、圆环规整堆积填料、斜片挡板结构等形式。

国内脱硫工艺内构件安装一般选择安装在流化床底部，改善浓度分布，优化流场，提高脱硫反应效率。但内构件安装在脱硫塔底部，影响范围窄，增加能耗，产生节涌，对脱硫剂停留时间影响不大。CN101293189A选用复合型内构件，既改变流化床内的颗粒浓度分布，又能通过内构件对气流进行引导来优化流场，从而提高循环流化床脱硫反应器的脱硫效率。

CN101912753A公开了一种用于气固流化床的复合内构件，包括多个竖直平行排布的构件组单元，能够有效提高流化床中气固两相的接触效果，操作域较宽，在实际工业流化床中可以灵活布置，便于安装。

尽管现有的多孔板式、钝体式内构件，都能增强颗粒返混，增加颗粒浓度，提高反应效率，但系统阻力也增大。而且现有内构件对气流再分布及对气流加以再引导没有显著作用，增加了内构件的磨损程度。传统导流型内构件结构复杂，增加制造成本。因此在实际选用内构件时，应首先要提高脱硫剂停留时间，增加脱硫剂在脱硫塔内湍动程度，综合经济效益和脱硫效果来进行选择。

发明内容

本发明的目的在于提高循环流化床脱硫反应器的反应效率，增加脱硫剂的利用率，从而提供一种专用于循环流化床脱硫反应器，集流场优化及增加脱硫剂停留时间于一体的，带有布风板和边壁开孔漏斗型导流部件的复合型内构件。该内构件能够改善颗粒速度、浓度的轴径向分布，增加颗粒返混，增加颗粒在反应塔内的湍动程度，增大脱硫剂之间的摩擦，消除节涌，破碎气泡，且可以改善并提高流化床流化质量，从而提高脱硫剂利用率和脱硫反应效率。

本发明的目的还在于提供一种安装有上述内构件的循环流化床脱硫反应器。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种应用于循环流化床脱硫反应器的复合型内构件，所述复合型内构件包括至少一个内构件单元，所述内构件单元包括开口型漏斗和布风板；所述开口型漏斗侧壁开有多个条形孔，分为上下两排交错布置；所述布风板沿径向开至少两排扇形孔，相邻两排扇形孔错开布置；所述开口型漏斗和布风板通过支撑柱连接。

本发明所述的“开口型漏斗”是指具有向上的开口、呈漏斗形状的部件。

所述布风板上相邻两排扇形孔错开布置的目的是使气流重新分配，增加气流和脱硫剂之间的传质能力，增加气流的湍动程度。

本发明所述开口型漏斗侧壁的开孔率为40～70%，例如可选择40.02～69%，46～63%，52～60%，55.6等，优选为60%。

所述扇形孔为2～5排，可以使气流在同一截面不同位置与挡板发生碰撞，增加气流的湍动程度，并增加脱硫剂的返混。

每排扇形孔均由4个相同的扇形开口组成，相邻扇形开口夹角90°。相邻两排扇形孔优选错开45°布置。本领域技术人员也可根据实际情况选择相邻两排扇形孔的相对位置。

所述布风板的开孔率为40～70%，例如可选择40.02～69%，46～63%，52～60%，55.6等，进一步优选60%。

所述支撑柱的高度为布风板直径的0.5～3倍，例如可选择0.51～2.98倍，0.7～2.4倍，0.92～2.04倍，1.3～1.8倍，1.65倍等，优选为1倍。

所述支撑柱的直径为0.01～0.05m，例如可选择0.011～0.048m，0.018～0.04m，0.02～0.036m，0.028～0.031m，0.029m等，进一步优选0.02m。

所述支撑柱的个数为3根、4根或8根。本领域技术人员可以根据实际情况进行支撑住个数的选择。

所述开口型漏斗的底部直径为0.1～3m，例如可选择0.11～2.96m，0.2～2.84m，0.35～2m，0.42～1.62m，0.5m等；顶部直径比循环流化床脱硫反应器内直径小0.04～0.5m。

所述开口型漏斗侧壁与水平面的夹角为30°～60°，例如可选择30.3°～59.6°，36°～53°，38.5°～50.4°，42°～48°，45.6°等，优选为60°。

所述布风板的厚度为0.01～0.05m，例如可选择0.011～0.148m，0.017～0.14m，0.03～0.11m，0.05～0.08m，0.06m等，优选为0.02m。

所述复合型内构件由不锈钢、陶瓷、玻璃钢或碳钢制成。也就是说，本发明所述的开口型漏斗、支撑板和布风板均可由以上材料加工制成。本领域技术人员可以根据实际情况和自己的经验进行选择。

本发明还提供了一种循环流化床脱硫反应器，所述循环流化床脱硫反应器顶部安装有如上所述的复合型内构件。

所述复合型内构件的安装位置距离循环流化床脱硫反应器的出口0.5～1m。

与已有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的复合型内构件可以使气流再分布，并增加颗粒返混，漏斗侧壁开孔重新引导气流，优化反应器顶部流场。不同于传统孔板式或是钝体式内构件，不会因在内构件后方形成低压区产生漩涡。

2、传统内构件多为干涉颗粒运动，或者是干扰气流分布，从而使循环流化床内颗粒浓度增大，但由于气体分布结构多安装在流化床底部，对流化床的脱硫效果只是局部影响。使用本发明的新型内构件，可以使气体在流化床顶部重新分布，作用于返混的颗粒，增强颗粒的湍动程度，有效改善气固传质效果，提高了循环流化床的脱硫反应效率。

3、传统内构件多为单功能内构件，不能完全满足循环流化床的返混要求。加多层孔板式内构件，又会增大压降，从而增加能耗。通过使用本发明的复合型内构件，能够改善流场和颗粒浓度分布，从而增加循环流化床的操作弹性。

附图说明

图1是本发明的复合型内构件结构示意图；

图2是本发明的布风板结构示意图；

图3是本发明的安装示意图。

图中标记如下：1-开口型漏斗；2-布风板；3-条形孔；4-支撑柱；5-循环流化床脱硫反应器。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

如图1、图2所示，一种应用于循环流化床脱硫反应器的复合型内构件，所述复合型内构件包括一个内构件单元，所述内构件安装于循环流化床脱硫反应器的上部，距离循环流化床脱硫反应器的出口0.5m。

所述内构件单元包括开口型漏斗1和布风板2。所述开口型漏斗1侧壁开有多个条形孔3，分为上下两排交错布置；所述布风板2沿径向开至少两排扇形孔，相邻两排扇形孔错开布置；所述开口型漏斗1和布风板2通过支撑柱4连接。

所述开口型漏斗1侧壁的开孔率为40%。所述开口型漏斗1的底部直径为1m，顶部直径比循环流化床脱硫反应器内直径小0.04m。所述开口型漏斗1侧壁与水平面的夹角为30°。

所述扇形孔为两排，每排扇形孔均由4个相同的扇形开口组成；相邻两排扇形孔错开45°布置。所述布风板2的开孔率为70%。所述布风板2的厚度为0.05m。

所述支撑柱4的高度为布风板2直径的0.5倍。所述支撑柱4的直径为0.01m；所述支撑柱4的个数为3根。

所述复合型内构件由陶瓷制成。

实施例2

如图3所示，一种应用于循环流化床脱硫反应器的复合型内构件，所述复合型内构件包括两个竖直排列的内构件单元，所述内构件单元安装于循环流化床脱硫反应器5的上部，距离循环流化床脱硫反应器的出口1m。

所述内构件单元包括开口型漏斗和布风板。所述开口型漏斗侧壁开有多个条形孔，分为上下两排交错布置；所述布风板沿径向开至少两排扇形孔，相邻两排扇形孔错开布置；所述开口型漏斗和布风板通过支撑柱连接。

所述开口型漏斗侧壁的开孔率为70%。所述开口型漏斗的底部直径为0.1m，顶部直径比循环流化床脱硫反应器内直径小0.5m。所述开口型漏斗侧壁与水平面的夹角为60°。

所述扇形孔为5排，每排扇形孔均由4个相同的扇形开口组成；相邻两排扇形孔错开45°布置。所述布风板的开孔率为40%。所述布风板的厚度为0.01m。

所述支撑柱的高度为布风板直径的3倍。所述支撑柱的直径为0.05m。所述支撑柱的个数为8根。

所述复合型内构件由不锈钢制成。

实施例3

一种应用于循环流化床脱硫反应器的复合型内构件，所述复合型内构件包括三个内构件单元，所述内构件安装于循环流化床脱硫反应器的上部，距离循环流化床脱硫反应器的出口0.7m。

所述内构件单元包括开口型漏斗和布风板。所述开口型漏斗侧壁开有多个条形孔，分为上下两排交错布置；所述布风板沿径向开至少两排扇形孔，相邻两排扇形孔错开布置；所述开口型漏斗和布风板通过支撑柱连接。

所述开口型漏斗侧壁的开孔率为60%。所述开口型漏斗的底部直径为3m，顶部直径比循环流化床脱硫反应器内直径小0.3m。所述开口型漏斗侧壁与水平面的夹角为50°。

所述扇形孔为4排，每排扇形孔均由4个相同的扇形开口组成；相邻两排扇形孔错开60°布置。所述布风板的开孔率为60%。所述布风板的厚度为0.02m。

所述支撑柱的高度为布风板直径的1倍。所述支撑柱的直径为0.02m。所述支撑柱的个数为4根。

所述复合型内构件由玻璃钢制成。

具体实施例1

本实施例的复合型内构件应用于循环流化床脱硫反应器。该内构件由上下两部分组成，中间靠支撑柱连接。上部为开口型漏斗，漏斗高2.6m，矩形开口24个，上下两排，每排12个。矩形开口的尺寸为长2m，宽0.05m。漏斗顶部内径为5m，外径为6m，漏斗底部内径2.8m，外径3m，材料为碳钢。漏斗侧壁与水平面夹角为60°。布风板由碳钢制成，直径5m，厚0.02m。支撑柱为8根，高1m，直径0.02m。复合型内构件通过焊接安装在流化床提升管壁面。

具体实施例2

本实施例复合型内构件由两个内构件单元组成。两个内构件单元上下排列，间距1m。上部的内构件单元，漏斗上部内径为5m，外径为6m；下部的内构件单元，漏斗上部内径4m，外径5m。其他同实施例1。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种应用于循环流化床脱硫反应器的复合型内构件，其特征在于，所述复合型内构件包括至少一个内构件单元，所述内构件单元包括开口型漏斗（1）和布风板（2）；所述开口型漏斗（1）侧壁开有多个条形孔（3），分为上下两排交错布置；所述布风板（2）沿径向开至少两排扇形孔，相邻两排扇形孔错开布置；所述开口型漏斗（1）和布风板（2）通过支撑柱（4）连接。

2.如权利要求1所述的复合型内构件，其特征在于，所述开口型漏斗（1）侧壁的开孔率为40～70%，优选为60%。

3.如权利要求1或2所述的复合型内构件，其特征在于，所述扇形孔为2～5排；

优选地，每排扇形孔均由4个相同的扇形开口组成；

优选地，相邻两排扇形孔错开45°布置；

优选地，所述布风板（2）的开孔率为40～70%，进一步优选60%。

4.如权利要求1-3之一所述的复合型内构件，其特征在于，所述支撑柱（4）的高度为布风板（2）直径的0.5～3倍，优选为1倍；

优选地，所述支撑柱（4）的直径为0.01～0.05m，进一步优选0.02m；

优选地，所述支撑柱（4）的个数为3根、4根或8根。

5.如权利要求1-4之一所述的复合型内构件，其特征在于，所述开口型漏斗（1）的底部直径为0.1～3m，顶部直径比循环流化床脱硫反应器内直径小0.04～0.5m。

6.如权利要求1-5之一所述的复合型内构件，其特征在于，所述开口型漏斗（1）侧壁与水平面的夹角为30°～60°，优选为60°。

7.如权利要求1-6之一所述的复合型内构件，其特征在于，所述布风板（2）的厚度为0.01～0.05m，优选为0.02m。

8.如权利要求1-7之一所述的复合型内构件，其特征在于，所述复合型内构件由不锈钢、陶瓷、玻璃钢或碳钢制成。

9.一种循环流化床脱硫反应器，其特征在于，所述循环流化床脱硫反应器顶部安装有如权利要求1-8之一所述的复合型内构件。

10.如权利要求9所述的循环流化床脱硫反应器，其特征在于，所述复合型内构件的安装位置距离循环流化床脱硫反应器的出口0.5～1m。

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