CN105709580A - 一种用于旋转雾化脱硫的烟气分配器及烟气分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于旋转雾化脱硫的烟气分配器及烟气分配方法，烟气分配器包括设置在脱硫塔顶部旋转雾化器外侧的等压风室、渐缩锥形环状气流通道和渐扩锥形环状气流通道；等压风室内侧面沿周向设环形烟气出口，烟气出口处设顶部导流叶片组；渐缩锥形环状气流通道具有向脱硫塔内部收缩的环状气流通道，渐缩锥形环状气流通道内沿周向设导流叶片组一；渐扩锥形环状气流通道具有向脱硫塔内部扩大的环状气流通道，渐扩锥形环状气流通道内沿周向设导流叶片组二。本发明可重新分配进入脱硫塔的烟气气流，使烟气严格以两路进气，并能减少两类气流的分配紊流情况，使气流与雾化液滴更有效接触，从而提高烟气脱硫净化效果，提高物料利用率，防止脱硫塔结垢。

Description

一种用于旋转雾化脱硫的烟气分配器及烟气分配方法

技术领域

本发明涉及旋转喷雾脱硫技术领域，尤其涉及一种用于旋转雾化脱硫的烟气分配器及烟气分配方法。

背景技术

旋转雾化技术应用范围广泛，包括干燥、冷却、吸收与烟气净化领域等。其在烟气净化领域应用的特点是：烟气温度为中低温，烟气量大，工艺液体多，对卫生条件要求不严格等。根据以上特点，为了使旋转雾化技术能够在烟气净化中具有更佳效果，需要注重烟气与工艺液体的接触条件，使大量的烟气和工艺液体能够尽可能有效接触。烟气与工艺液体的接触面积、接触时间和接触方式是影响烟气净化效果的三大因素。

旋转雾化脱硫是烟气净化领域最主要的脱硫方法之一，其工作原理是由旋转雾化器的电机带动旋转雾化盘高速旋转，使脱硫液分散成细小液滴，以碗型喷雾状进入脱硫塔中与烟气反应。旋转雾化脱硫工艺中，烟气与工艺液体的接触面积也主要由工艺液体量和雾滴粒径大小决定。而气液接触时间和接触方式与进入脱硫塔烟气的分配状况息息相关。为了增加接触时间，烟气与液体应具有相似的流动状态；为了使烟气对工艺液体的干燥作用达到最大，使大量烟气与喷雾区根部的大量脱硫液滴接触最为妥当。这需要烟气分配时能够将烟气分为两类气流：一类为旋转气流，流动速度较小，与喷雾液滴流动方向类似且接触时间长；一类为径向向下气流，流动速度较大，能够迅速蒸干大量脱硫液滴。

烟气分配器是脱硫塔的重要装置之一，设于旋转雾化脱硫塔的顶部。现有的烟气分配器大多结构简单，当气流进入脱硫塔时，要么不能将烟气分成上述两种气流，要么形成的两类气流不能达到很好的气流分配效果；其结果是烟气与脱硫液滴不能有效接触，气液混合情况紊乱，直接影响了脱硫效率，不仅浪费物料，而且使脱硫塔设备容易结垢受损。

发明内容

本发明提供了一种用于旋转雾化脱硫的烟气分配器及烟气分配方法，能够重新分配进入脱硫塔的烟气气流，使烟气严格以两路进气；并且能够减少两类气流的分配紊流情况，使气流能够与旋转雾化器产生的液滴更有效接触，从而提高烟气脱硫净化效果，提高物料利用率，减少脱硫塔结垢现象发生。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种用于旋转雾化脱硫的烟气分配器，包括设置在脱硫塔顶部旋转雾化器外侧的等压风室、渐缩锥形环状气流通道和渐扩锥形环状气流通道；等压风室位于烟气分配器的上部，整体为蜗壳状，且具有切向设置的烟气入口，等压风室内侧面沿周向设环形烟气出口，烟气出口处设顶部导流叶片组；渐缩锥形环状气流通道和渐扩锥形环状气流通道低于等压风室设置，渐缩锥形环状气流通道具有向脱硫塔内部收缩的环状气流通道，渐缩锥形环状气流通道内沿周向设导流叶片组一；渐扩锥形环状气流通道具有向脱硫塔内部扩大的环状气流通道，渐扩锥形环状气流通道内沿周向设导流叶片组二。

所述旋转雾化器外侧自内向外依次设置圆台形内壁、分段圆台形分隔板和圆台形外壁，其中圆台形内壁底面直径最小，锥度最小；圆台形外壁的底面直径最大，锥度最大；分段圆台形分隔板由两段不同锥度的壁板组成；圆台形内壁与分段圆台形分隔板之间形成渐缩锥形环状气流通道，分段圆台形分隔板与圆台形外壁之间形成渐扩锥形环状气流通道；

所述圆台形内壁上沿高度高于等压风室烟气出口上沿高度；分段圆台形分隔板上沿高度与圆台形外壁的上沿高度平齐，下沿高度高于圆台形外壁的下沿高度。

所述导流叶片组一以脱硫塔中心为轴，轴对称地径向设置；导流叶片组二以脱硫塔中心为轴沿周向旋转排列，且每个叶片的旋转角相等；分段圆台形分隔板通过导流叶片组一和导流叶片组二固定在圆台形内壁与圆台形外壁之间。

所述顶部导流叶片组由径向导流叶片组及旋转导流叶片组组成，且径向导流叶片组和旋转导流叶片组的叶片交错设置；顶部导流叶片组突出于等压风室内侧面，其上部设有防漏气顶板。

基于一种用于旋转雾化脱硫的烟气分配器的烟气分配方法，包括：

1)烟气从切向进入等压风室，沿蜗壳状的等压风室流动，其流动的径向分量逐渐加大，并在负压作用下从等压风室内侧环形烟气出口流出；

2)设置在等压风室烟气出口处的顶部导流叶片组对烟气起到初步导流作用，使烟气具有更大的径向速度分量，并从下方两个锥形环状通道中的一个进入脱硫塔；

3)从等压风室烟气出口排出的烟气中旋向分量较大的气流进入到距离烟气出口较近的渐扩锥形环状烟气通道中，导流叶片组二对进入其中的气流起到继续增加旋转分量的作用；而从等压风室烟气出口排出的烟气中径向分量较大的气流进入靠近脱硫塔中心的渐缩锥形环状烟气通道中，导流叶片组一对进入其中的气流起到继续增加径向分量的作用；

4)旋转雾化器的旋转雾化盘高速旋转使脱硫液分散成细小液滴，以碗型喷雾状进入脱硫塔中与烟气接触脱硫；经过渐扩锥形环状烟气通道和渐缩锥形环状烟气通道后，烟气分为两路：一路烟气从旋转喷雾雾化区根部，以相对较大的向下速度进入脱硫塔，其流动速度较大，能够迅速蒸干大量脱硫液滴；另一路在雾化区域正上方，以相对较小的旋转向下速度进入脱硫塔，与雾化液滴充分接触进行脱硫反应；两路烟气有序地进入脱硫塔中，与喷雾液滴并行流动，可增加气液接触面积和接触时间，从而提高脱硫效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)可以使烟气严格分为两路进入脱硫塔，一路具有径向向下的速度分量，且速度较大；一路具有旋转向下的速度分量，且速度较小；从而使烟气能够和旋转喷雾液滴更加有效地接触；

2)多个导流叶片组分别具有不同的布置形式，可以使进入脱硫塔的气流尽量稳定，减少气流紊流现象，进而减少对脱硫液滴的无规则携带，减少脱硫塔结垢现象的发生；

3)与可调节的烟气分配器相比，具有更小的压降损失。

附图说明

图1是本发明所述烟气分配器一种具体结构的轴向剖面图。

图2是本发明所述2个锥形环状烟气通道的横截面斜视图。

图中：1.等压风室烟气入口2.等压风室3.等压风室烟气出口4.等压风室内侧面5.防漏气顶板6.径向导流叶片组7.旋转导流叶片组8.脱硫塔9.圆台形外壁10.分段圆台形分隔板11.圆台形内壁12.旋转雾化器13.渐扩锥形环状烟气通道14.渐缩锥形环状烟气通道15.导流叶片组二16.导流叶片组一17.加强筋

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1-图2所示，本发明所述一种用于旋转雾化脱硫的烟气分配器，包括设置在脱硫塔8顶部旋转雾化器12外侧的等压风室2、渐缩锥形环状气流通道14和渐扩锥形环状气流通道13；等压风室2位于烟气分配器的上部，整体为蜗壳状，且具有切向设置的烟气入口1，等压风室内侧面4沿周向设环形烟气出口3，烟气出口3处设顶部导流叶片组；渐缩锥形环状气流通道14和渐扩锥形环状气流通道13低于等压风室2设置，渐缩锥形环状气流通道14具有向脱硫塔8内部收缩的环状气流通道，渐缩锥形环状气流通道14内沿周向设导流叶片组一16；渐扩锥形环状气流通道13具有向脱硫塔8内部扩大的环状气流通道，渐扩锥形环状气流通道13内沿周向设导流叶片组二15。

所述旋转雾化器12外侧自内向外依次设置圆台形内壁11、分段圆台形分隔板10和圆台形外壁9，其中圆台形内壁11底面直径最小，锥度最小；圆台形外壁9的底面直径最大，锥度最大；分段圆台形分隔板10由两段不同锥度的壁板组成；圆台形内壁11与分段圆台形分隔板10之间形成渐缩锥形环状气流通道14，分段圆台形分隔板10与圆台形外壁9之间形成渐扩锥形环状气流通道13；

所述圆台形内壁11上沿高度高于等压风室烟气出口3上沿高度；分段圆台形分隔板10上沿高度与圆台形外壁9的上沿高度平齐，下沿高度高于圆台形外壁11的下沿高度。

所述导流叶片组一16以脱硫塔8中心为轴，轴对称地径向设置；导流叶片组二15以脱硫塔8中心为轴沿周向旋转排列，且每个叶片的旋转角相等；分段圆台形分隔板10通过导流叶片组一16和导流叶片组二15固定在圆台形内壁11与圆台形外壁9之间。

所述顶部导流叶片组由径向导流叶片组6及旋转导流叶片组7组成，且径向导流叶片组6和旋转导流叶片组7的叶片交错设置；顶部导流叶片组突出于等压风室内侧面4，其上部设有防漏气顶板5。

本发明所述基于一种用于旋转雾化脱硫的烟气分配器的烟气分配方法，包括：

1)烟气从切向进入等压风室2，沿蜗壳状的等压风室2流动，其流动的径向分量逐渐加大，并在负压作用下从等压风室内侧环形烟气出口3流出；

2)设置在等压风室烟气出口3处的顶部导流叶片组对烟气起到初步导流作用，使烟气具有更大的径向速度分量，并从下方两个锥形环状通道中的一个进入脱硫塔8；

3)从等压风室烟气出口3排出的烟气中旋向分量较大的气流进入到距离烟气出口3较近的渐扩锥形环状烟气通道13中，导流叶片组二15对进入其中的气流起到继续增加旋转分量的作用；而从等压风室烟气出口3排出的烟气中径向分量较大的气流进入靠近脱硫塔8中心的渐缩锥形环状烟气通道14中，导流叶片组一16对进入其中的气流起到继续增加径向分量的作用；

4)旋转雾化器12的旋转雾化盘高速旋转使脱硫液分散成细小液滴，以碗型喷雾状进入脱硫塔8中与烟气接触脱硫；经过渐扩锥形环状烟气通道13和渐缩锥形环状烟气通道14后，烟气分为两路：一路烟气从旋转喷雾雾化区根部，以相对较大的向下速度进入脱硫塔8，其流动速度较大，能够迅速蒸干大量脱硫液滴；另一路在雾化区域正上方，以相对较小的旋转向下速度进入脱硫塔8，与雾化液滴充分接触进行脱硫反应；两路烟气有序地进入脱硫塔8中，与喷雾液滴并行流动，可增加气液接触面积和接触时间，从而提高脱硫效率。

本发明中，圆台形内壁11、分段圆台形分隔板10和圆台形外壁9与脱硫塔8同轴设置，其中圆台形内壁11的底面直径最小且其整体锥度最小，圆台形外壁9的底面直径最大且其整体锥度最大；而分段圆台形分隔板10的底面直径及锥度可根据需要调整，且调整范围界于圆台形内壁11和圆台形外壁9的同类参数范围之内。

在标高设计方面，圆台形内壁11的上沿高度应高于等压风室烟气出口3的上沿高度；分段圆台形分隔板10的上沿高度大致与圆台形外壁9的上沿平齐，整体高度大于圆台形外壁9的整体高度，即分段圆台形分隔板10的下沿低于圆台形外壁9的下沿。这种高度上的布置方式，使两个锥形环状烟气通道13、14的入口高度一致，但渐扩锥形环状烟气通道13的出口高度大于渐缩锥形环状烟气通道14的出口高度，从而可减小旋转气流对径向气流的影响。

为了保证渐缩锥形环状烟气通道14出口的气流具有较小的旋转速度分量和较大的向下速度分量，渐缩锥形环状烟气通道14中的导流叶片组一16以脱硫塔8中心为轴，轴对称地径向设置，形成多个垂直向下的气流通道。而为了使渐扩锥形环状烟气通道13出口的气流具有较大的旋转速度分量和较小的向下速度分量，渐扩锥形环状烟气通道13中的导流叶片组二15以脱硫塔8中心为轴，沿周向旋转排列，形成多个旋转气流通道。分段圆台形分隔板10内侧通过导流叶片组一16与圆台形内壁11固定连接，外侧通过导流叶片组二15与圆台形外壁9固定连接。

如图1所示，等压风室烟气出口3在等压风室内侧面4的下部设置，在等压风室烟气出口3处设有径向导流叶片组6和旋转导流叶片组7。2个叶片组中每个叶片的顶部分别与防漏气顶板5相连，底部与脱硫塔8上表面固定连接。因此，等压风室烟气出口3相邻叶片间的空隙成为烟气离开等压风室2的唯一通道，且烟气经过顶部导流叶片的引导作用后，具有了更大的径向速度。

如图1和图2所示，分段圆台形分隔板10的上部和下部的锥度不同，从而在其内侧和外侧形成了两种不同的锥形环状烟气通道，其内侧的渐缩锥形环状烟气通道14为开口向下逐渐收缩的环状烟气通道，而其外侧的渐扩锥形环状烟气通道13为开口向下逐渐扩展的环状烟气通道。

因为要得到旋转和向下的两种气流，导流叶片组一16与导流叶片组二15的设置形式不同。由于从等压风室烟气出口3排出的烟气中，旋向速度分量较大的气流容易进入到距离烟气出口较近的外侧渐扩锥形环状烟气通道13中，所以其中设置的导流叶片组二15要对进入该烟气通道中的气流起到继续增加旋转速度分量的作用；而从等压风室烟气出口3排出的径向速度分量较大的气流更容易进入内侧靠近脱硫塔8中心的渐缩锥形环状烟气通道14中，所以该烟气通道中设置的导流叶片组一16要对进入通道的气流起到继续增加径向速度分量的作用。由于径向向下的气流需求较多，且渐缩锥形环状烟气通道14的入口距离等压风室烟气出口3较远，所以该烟气通道的入口截面积应比渐扩锥形环状烟气通道13的入口截面积大。因为需要防止从烟气分配器流出的旋转气流对向下气流造成干扰，圆台形外壁9的整体高度较小，当分段圆台形分隔板10和圆台形外壁9上沿标高一致时，可使渐扩锥形环状烟气通道13的出口高度处于较高位置。同时，分段圆台分隔板10的下沿与圆台形内壁11的下沿高度接近，能够使从渐缩锥形环状烟气通道14出来的向下气流直接与从雾化器12中甩出的脱硫液液滴进行有效接触，并增加接触时间。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于旋转雾化脱硫的烟气分配器，其特征在于，包括设置在脱硫塔顶部旋转雾化器外侧的等压风室、渐缩锥形环状气流通道和渐扩锥形环状气流通道；等压风室位于烟气分配器的上部，整体为蜗壳状，且具有切向设置的烟气入口，等压风室内侧面沿周向设环形烟气出口，烟气出口处设顶部导流叶片组；渐缩锥形环状气流通道和渐扩锥形环状气流通道低于等压风室设置，渐缩锥形环状气流通道具有向脱硫塔内部收缩的环状气流通道，渐缩锥形环状气流通道内沿周向设导流叶片组一；渐扩锥形环状气流通道具有向脱硫塔内部扩大的环状气流通道，渐扩锥形环状气流通道内沿周向设导流叶片组二。

2.根据权利要求1所述的一种用于旋转雾化脱硫的烟气分配器，其特征在于，所述旋转雾化器外侧自内向外依次设置圆台形内壁、分段圆台形分隔板和圆台形外壁，其中圆台形内壁底面直径最小，锥度最小；圆台形外壁的底面直径最大，锥度最大；分段圆台形分隔板由两段不同锥度的壁板组成；圆台形内壁与分段圆台形分隔板之间形成渐缩锥形环状气流通道，分段圆台形分隔板与圆台形外壁之间形成渐扩锥形环状气流通道。

3.根据权利要求2所述的一种用于旋转雾化脱硫的烟气分配器，其特征在于，所述圆台形内壁上沿高度高于等压风室烟气出口上沿高度；分段圆台形分隔板上沿高度与圆台形外壁的上沿高度平齐，下沿高度高于圆台形外壁的下沿高度。

4.根据权利要求1所述的一种用于旋转雾化脱硫的烟气分配器，其特征在于，所述导流叶片组一以脱硫塔中心为轴，轴对称地径向设置；导流叶片组二以脱硫塔中心为轴沿周向旋转排列，且每个叶片的旋转角相等；分段圆台形分隔板通过导流叶片组一和导流叶片组二固定在圆台形内壁与圆台形外壁之间。

5.根据权利要求1所述的一种用于旋转雾化脱硫的烟气分配器，其特征在于，所述顶部导流叶片组由径向导流叶片组及旋转导流叶片组组成，且径向导流叶片组和旋转导流叶片组的叶片交错设置；顶部导流叶片组突出于等压风室内侧面，其上部设有防漏气顶板。

6.基于权利要求1所述的一种用于旋转雾化脱硫的烟气分配器的烟气分配方法，其特征在于，包括：

1)烟气从切向进入等压风室，沿蜗壳状的等压风室流动，其流动的径向分量逐渐加大，并在负压作用下从等压风室内侧环形烟气出口流出；

2)设置在等压风室烟气出口处的顶部导流叶片组对烟气起到初步导流作用，使烟气具有更大的径向速度分量，并从下方两个锥形环状通道中的一个进入脱硫塔；

3)从等压风室烟气出口排出的烟气中旋向分量较大的气流进入到距离烟气出口较近的渐扩锥形环状烟气通道中，导流叶片组二对进入其中的气流起到继续增加旋转分量的作用；而从等压风室烟气出口排出的烟气中径向分量较大的气流进入靠近脱硫塔中心的渐缩锥形环状烟气通道中，导流叶片组一对进入其中的气流起到继续增加径向分量的作用；

4)旋转雾化器的旋转雾化盘高速旋转使脱硫液分散成细小液滴，以碗型喷雾状进入脱硫塔中与烟气接触脱硫；经过渐扩锥形环状烟气通道和渐缩锥形环状烟气通道后，烟气分为两路：一路烟气从旋转喷雾雾化区根部，以相对较大的向下速度进入脱硫塔，其流动速度较大，能够迅速蒸干大量脱硫液滴；另一路在雾化区域正上方，以相对较小的旋转向下速度进入脱硫塔，与雾化液滴充分接触进行脱硫反应；两路烟气有序地进入脱硫塔中，与喷雾液滴并行流动，可增加气液接触面积和接触时间，从而提高脱硫效率。