CN106984165A - 一种烟气净化反应器及锥体结构件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于烟气净化反应器的锥体结构件，及包括该锥体结构件的烟气净化反应器。提供的用于烟气净化反应器的锥体结构件包括配合使用的锥体和锥形圈，所述锥体上表面和锥形圈上表面至少一个设置有至少一道挡水凸起。利用该锥体结构件，吸收剂浆流自上而下流动到锥体及锥形圈上表面时，挡水凸起会碰撞吸收剂浆液，进而促进吸收剂浆液的雾化，进而促进烟气与吸收剂浆液的接触，使得烟气与吸收剂浆液之间的有效接触面积大大增加，进而为烟气中污染物与吸收剂浆液的反应提供良好环境，也有利于烟气中粉尘与吸收剂浆液的接触，进而有利于烟气中粉尘与气体的分离，进而可以提高烟气净化效果。
Description
技术领域
本发明涉及烟气净化反应器技术，具体涉及一种用于烟气净化反应器的锥体结构件，及包括该锥体结构件的烟气净化反应器。
背景技术
当前，火力发电和金属冶炼等企业生产中会由于燃煤燃料而产生烟气；这些烟气中含有SO2及NOX等污染物，这些污染物已经成为大气污染的主要根源。
目前，有多种对烟气进行净化方法，根据原理不同，有吸收法、吸附法、催化转化法、生物法及等离子法等。其中，吸收法是最常用的方式，其主要原理是通过吸收将烟气中的污染物分离出来，进而达到除去SO2及NOX等污染物的目的。
现有利用吸收法净化烟气的系统包括烟气净化反应器，利用烟气净化反应器可以通过吸收剂对烟气中污染物进行吸收，实现对烟气进行净化，然后将净化后的烟气再排出或进行其他处理；被吸收的污染物可以进行无害化处理或进行相应的回收。
本专利申请人首先提出利用企业产生的废渣与水制成吸收剂浆液，用吸收剂浆液作为吸收剂来吸收烟气污染物的技术方案。基于该技术方案，在美国专利文献US8,119,083B2提出一种可以实现气、液、固三相接触的烟气净化反应器(多相反应器)。该烟气净化反应器利用配合的锥形圈与锥体形成锥体结构件；吸收剂浆液自上而下流动过程中，会顺序流动到锥体和锥形圈上表面，并沿其上表面流动到锥形圈的内口或锥体周边下落，进而在锥形圈内口和锥体周边形成不同直径的多道环形水幕墙；烟气在自上而下的流动中会在锥体结构件的引导下改变流速和方向并穿过水幕墙，实现吸收剂浆液和烟气的充分接触，保证吸收剂对烟气中污染物的吸收。
因此，在已知烟气净化反应器的基础上，如何进一步提高吸收剂对污染物的吸收效率，提高烟气净化效果，是本领域技术人员持续努力的方向。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种锥体结构件，利用该锥体结构件的烟气净化反应器，可以提高吸收剂对污染物的吸收效率，提高烟气净化效果。
本发明的第二个目的是提供一种包括该锥体结构件的烟气净化反应器。
本发明提供的锥体结构件，用于烟气净化反应器，包括配合使用的锥体和锥形圈，所述锥体上表面和锥形圈上表面至少一个设置有至少一道挡水凸起。利用该锥体结构件时，吸收剂浆流自上而下流动到锥体及锥形圈上表面时，会与挡水凸起碰撞，进而激起吸收剂浆液飞溅，促进吸收剂浆液的雾化，促使吸收剂浆液在烟气净化反应器内分布更加均匀，进而有利于更充分地利用吸收剂浆液，促进烟气与吸收剂浆液的接触，使得烟气与吸收剂浆液之间的有效接触面积大大增加，为烟气中污染物与吸收剂浆液的反应提供良好环境；另外，也有利于烟气中粉尘与吸收剂浆液的接触，进而有利于烟气中粉尘与气体的分离，进而可以提高烟气净化效果。
进一步的技术方案中，所述锥体上表面的挡水凸起中，至少有一道挡水凸起的内边沿位于上方所述锥形圈的内口之外。这样，在吸收剂浆液从锥形圈内口向下流动，到达锥体上表面的位置就位于锥体上的挡水凸起内；然后在沿锥体上表面向外流动过程中，必然会与锥体上表面的挡水凸起相碰撞，进而激起吸收剂浆液飞溅，保证烟气与吸收剂浆液之间的接触和反应。
进一步的技术方案中，所述锥体上表面的挡水凸起中，至少一道挡水凸起的内边沿位于上方所述锥形圈的内口之内。这样，在吸收剂浆液流速较快的场景下，通过锥形圈的内口形成的水幕就会有一定的扬程；进而有利于吸收剂浆液落到锥体上表面之时，使吸收剂浆液碰撞挡水凸起，使吸收剂浆液飞溅，促进烟气与吸收剂浆液之间的接触和反应。
进一步的技术方案中，所述锥体上表面的挡水凸起中，至少有一道挡水凸起的内边沿半径为上方所述锥形圈的内口半径的1-1.2倍，至少一道挡水凸起的内边沿半径为上方所述锥形圈的内口半径的0.6-0.9倍。这样配置挡水凸起，一方面可以使在锥体上表面流动的吸收剂浆液有机会与挡水凸起碰撞多次，另一方面在通过锥形圈内口下流的吸收剂浆液具有不同的流动速度具有不同的扬程时，吸收剂浆液总有与挡水凸起碰撞的机会，进而保证吸收剂浆液的飞溅程度，促进烟气与吸收剂浆液之间的接触和反应。
进一步的技术方案中，所述锥形圈上表面的挡水凸起中，至少有一道挡水凸起的外边沿位于上方所述锥体的外边沿之内。这样，通过锥体外边沿下落的吸收剂浆液也会与锥形圈上的挡水凸起碰撞，进而保证吸收剂浆液的飞溅程度，促进烟气与吸收剂浆液之间的接触和反应。
进一步的技术方案，所述锥形圈上表面的挡水凸起中，至少有一道挡水凸起的外边沿半径为上方所述锥体的外边沿半径的1-1.2倍，至少有一道挡水凸起的外边沿半径为上方所述锥体的外边沿半径的0.6-0.9倍。这样，通过锥体下落的吸收剂浆液有机会与多道挡水凸起碰撞，并在吸收剂浆液下落速度不同，扬程不同的情况下，使吸收剂浆液可以有机会与挡水凸起碰撞，保证吸收剂浆液的飞溅程度。
可选的技术方案中，所述挡水凸起可以由固定在所述锥体上表面或/和锥形圈上表面的凸条形成，即在锥体上表面或锥形圈上表面另外固定条形构件形成挡水凸起；也可以由所述锥体上表面或/和锥形圈上表面的凹槽形成，即在锥体上表面或锥形圈上表面设置凹槽，利用凹槽的边沿形成碰撞吸收剂浆液的挡水凸起。
优选技术方案，所述挡水凸起与所述锥体上表面或/和锥形圈上表面之间圆滑过渡。这样可以减少吸收剂浆液及烟气固体的沉积，延长锥体及锥形圈维护周期。
进一步的优选技术中，挡水凸起成段状在锥体上表面或锥形圈上表面分布，且每一段向下倾斜。这样一方面可以保证挡水凸起对吸收剂浆液流的碰撞，另一方面可以减少固体沉积可能，提高锥体或锥形圈(挡水凸起)的自净能力。
提供的烟气净化反应器包括壳体和壳体内的锥体结构件，所述锥体结构件为上述任一种所述的锥体结构件，由于锥体结构件具有相应的效果，包括该锥体结构件的烟气净化反应器也具有相应的效果。
附图说明
图1为本发明提供的烟气净化反应器部分结构示意图；
图2为另一个实施例中，一种锥体半剖视结构示意图
图3是另一个实施例提供的锥体上视图(从锥体顶部观察)。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了便于理解，本部分中，在对本发明提供的锥体结构件具体实施方式进行描述的同时，对包括该锥体结构件的烟气净化反应器的具体实施方式进行描述，对于锥体结构件的具体实施方式不再单独描述。
本部分中，方位词“内”、“外”是以烟气反应器的中心线为参照，靠近中心的方向为内，相反方向为外。方位词“上”、“下”是以使用状态烟气反应器为参照确定。
请参考图1，该图为本发明提供的烟气净化反应器部分结构示意图。该烟气反应器包括壳体100和安装在壳体100内的锥体结构件。锥体结构件包括配合使用的锥体200和锥形圈300。锥体200和锥形圈300可以顺序间隔设置；本领域技术人员可以根据实际需要，选择锥体200和锥形圈300具体配合方式，比如，锥形圈300可以在锥体200上方。
本实施例中，壳体100内设置多个锥体结构件。锥体结构件中，锥体200可以位于锥形圈300上方。锥体200上表面200a可以为圆锥面，下表面也可以为圆锥面，锥体200可以按已知技术制成空心结构，也可以制成实心结构。锥形圈300为环形结构，上表面300a为倒锥台状表面，下表面为正锥台状表面。
本实施例中，锥体200上表面设置有3道挡水凸起210a、210b和210c。3道挡水凸起210a、210b和210c沿锥体上表面由外向内顺序设置。本实施例中，各挡水凸起均为绕锥体200中心线延伸的圆环状。
类似的，锥形圈300上表面设置有2道挡水凸起310a、320b，二者沿锥形圈300上表面由外向内顺序设置。同样，锥形圈上表面挡水凸起也均为圆环形绕锥形圈300的中心线延伸。
如图1所示，利用该锥体结构件时，吸收剂浆流自上而下流动到锥体200及锥形圈300上表面时，会与相应的挡水凸起碰撞，激起吸收剂浆液飞溅，促进吸收剂浆液的雾化，促使吸收剂浆液在反应器内分布更加均匀，进而有利于更充分地利用吸收剂浆液，促进烟气与吸收剂浆液的接触，使得烟气与吸收剂浆液之间的有效接触面积大大增加，进而为烟气中污染物与吸收剂浆液的反应提供良好环境；同时，也有利于烟气中粉尘与吸收剂浆液的接触，进而有利于烟气中粉尘与气体的分离，可以提高烟气净化效果。
本发明实施例中，锥体200上表面的挡水凸起210a、210b和210c中，挡水凸起210a的内边沿位于上方所述锥形圈的内口之外(即在水平面的投影，挡水凸起210a的内边沿位于上方所述锥形圈300的内口之外)。这样，在吸收剂浆液从锥形圈300内口向下流动，到达锥体200上表面的位置就位于锥体上的挡水凸起210a内；然后在沿锥体200上表面向外流动过程中，必然会与锥体200上表面的挡水凸起210a相碰撞，进而激起吸收剂浆液飞溅，进而保证烟气与吸收剂浆液之间的接触和反应。
本实施例中，所述锥体200上表面的挡水凸起中，一道挡水凸起210b的内边沿位于上方所述锥形圈300的内口之内。这样，在吸收剂浆液流速较快的场景下，通过锥形圈300的内口形成的水幕(如图1所示意)就会有一定的扬程；此时，通过锥形圈300内口流下的吸收剂浆液在锥体200上表面的落点可能就是挡水凸起210b上，或者在挡水凸起210b之内，进而有利于吸收剂浆液落到锥体200上表面之时，碰撞吸收剂浆液，使吸收剂浆液飞溅，促进烟气与吸收剂浆液之间的接触和反应。当然，设置挡水凸起210c，可以在吸收剂浆液流速更大时，使吸收剂浆液与挡水凸起210c碰撞，保持或增加吸收剂浆液飞溅程度。
优选技术方案中，可以使挡水凸起210a的内边沿半径为上方所述锥形圈300的内口半径的1-1.2倍，使挡水凸起210b的内边沿半径为上方所述锥形圈300的内口半径的0.6-0.9倍。这样配置多道挡水凸起，一方面可以使在锥体200上表面流动的吸收剂浆液有机会与挡水凸起碰撞多次，另一方面在通过锥形圈300内口下流的吸收剂浆液具有不同的流动速度具有不同的扬程时，吸收剂浆液总有与挡水凸起碰撞的机会，进而保证吸收剂浆液的飞溅程度，促进烟气与吸收剂浆液之间的接触和反应。
另外，通过设置挡水凸起，还可以起到调节吸收剂浆液分配的作用，即通过适当设置挡水凸起，可以调节吸收剂浆液在锥体200外边沿或锥形圈300内口相应部分的流量，进而使吸收剂浆液更加均匀从锥体200外边沿或锥形圈300内口下流，促进吸收剂浆液在反应器壳体均匀分配。
本实施例中，锥形圈300上表面的挡水凸起中，挡水凸起的外边沿310b位于上方所述锥体200的外边沿之内(即在水平面的投影，挡水凸起310b的外边沿位于上方锥体200的外边沿之内)。这样，通过锥体200外边沿下落的吸收剂浆液也会与锥形圈300上的挡水凸起310b碰撞，进而保证吸收剂浆液的飞溅程度，促进烟气与吸收剂浆液之间的接触和反应。另外，挡水凸起310a位于上方所述锥体200的外边沿半径之外，目的在于，在吸收剂浆液下落速度不同，扬程不同的情况下，使吸收剂浆液可以有机会与挡水凸起310a碰撞。所述锥形圈300上表面的挡水凸起中，挡水凸起310a的外边沿半径可以为上方所述锥体200的外边沿半径的1-1.2倍，挡水凸起310b的外边沿半径可以为上方所述锥体200的外边沿半径的0.6-0.9倍。这样，通过锥体200下落的吸收剂浆液有机会与多道挡水凸起碰撞，并在吸收剂浆液下落速度不同，扬程不同的情况下，使吸收剂浆液可以有机会与挡水凸起碰撞，保证吸收剂浆液的飞溅程度。
上述实施例中，各挡水凸起可以由固定在所述锥体上表面或/和锥形圈上表面的凸条形成，即在锥体上表面或锥形圈上表面另外固定条形构件形成挡水凸起。在另一个实施例中，挡水凸起也可以由所述锥体上表面或/和锥形圈上表面的凹槽形成，即在锥体上表面或锥形圈上表面设置凹槽，利用凹槽边沿形成碰撞吸收剂浆液的挡水凸起。请参考图2，该图为另一个实施例中，锥体半剖视结构示意图。该锥体上表面形成凹槽，凹槽外边沿形成挡水凸起，也可以起到碰撞吸收剂浆液，保证吸收剂浆液的飞溅程度，促进烟气与吸收剂浆液之间的接触和反应的目的。
为了减少吸收剂浆液及烟气固体的沉积，可以使所述挡水凸起与所述锥体200上表面之间圆滑过渡；当然，在锥形圈300上表面设置的挡水凸起也可以与锥形圈200上表面圆滑过渡，以减少固体在锥形圈300上表面沉积。这样可以延长锥体结构件的维护周期。
请参考图3，该图是另一个实施例提供的锥体上视图(从锥体顶部观察)。该实施例中，锥体200上的挡水凸起210e成段状在锥体200上表面，且每一段向下倾斜一定的角度。这样可以在保证挡水凸起210e对吸收剂浆液流的碰撞的同时，还可以减少固体沉积可能。可以理解，同样，锥形圈上表面的挡水凸起也可以类似设置，进而使锥体结构件(挡水凸起)具有相应自净能力。为使吸收剂浆液分配均匀，挡水凸起210e均匀分布在锥体200的中心线周边。
当然，根据实际需要，本领域技术人中可以使挡水凸起以预定的方式在锥体200或锥形圈300上分布，以增加吸收剂浆液与烟气的接触面积，或/和，使吸收剂浆液更均匀地分散在烟气净化反应器壳体中。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种锥体结构件，用于烟气净化反应器，其特征在于，包括配合使用的锥体和锥形圈，所述锥体上表面和锥形圈上表面至少一个设置有至少一道挡水凸起。
2.根据权利要求1所述的锥体结构件，其特征在于，所述锥体上表面的挡水凸起中，至少有一道挡水凸起的内边沿位于上方所述锥形圈的内口之外。
3.根据权利要求2所述的锥体结构件，其特征在于，所述锥体上表面的挡水凸起中，至少一道挡水凸起的内边沿位于上方所述锥形圈的内口之内。
4.根据权利要求3所述的锥体结构件，其特征在于，所述锥体上表面的挡水凸起中，至少有一道挡水凸起的内边沿半径为上方所述锥形圈的内口半径的1-1.2倍，至少一道挡水凸起的内边沿半径为上方所述锥形圈的内口半径的0.6-0.9倍。
5.根据权利要求2至4任一项所述的锥体结构件，其特征在于，所述锥形圈上表面的挡水凸起中，至少有一道挡水凸起的外边沿位于上方所述锥体的外边沿之内。
6.根据权利要求5所述的锥体结构件，其特征在于，所述锥形圈上表面的挡水凸起中，至少有一道挡水凸起的外边沿半径为上方所述锥体的外边沿半径的1-1.2倍，至少有一道挡水凸起的外边沿半径为上方所述锥体的外边沿半径的0.6-0.9倍。
7.根据权利要求5所述的锥体结构件，其特征在于，所述挡水凸起由固定在所述锥体上表面或/和锥形圈上表面的凸条形成，或者由所述锥体上表面或/和锥形圈上表面的凹槽边沿形成。
8.根据权利要求5所述的锥体结构件，其特征在于，所述挡水凸起与所述锥体上表面或/和锥形圈上表面之间圆滑过渡。
9.根据权利要求5所述的锥体结构件，其特征在于，所述挡水凸起成段状在锥体上表面或锥形圈上表面分布，且每一段具有向下倾斜角度。
10.一种烟气净化反应器，其特征在于，包括壳体和壳体内的锥体结构件，所述锥体结构件为权利要求1至9任一种所述的锥体结构件。
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