CN110841465A - 一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器，包括内烟道和外烟道，所述内烟道中设置有十字形结构的支架，且所述内烟道通过支架与外烟道连接固定，所述内烟道进口截面处设置有圆形的均流器，且内烟道的出口与外烟道的出口之间等弧度设置有若干个外部旋流片。本发明的有益效果是：通过将旋转喷雾脱硫塔底部单烟道，分为内外烟道组合形式，内外烟道出口均安装有旋流片，且外部旋流片倾角大于内部旋流片，从而将烟气分为垂直方向速度分量较大的向上气流，以及旋转强度较大的向四周扩散气流。不仅增加了雾化轮周围烟气对流强度，同时增加了塔内烟气的旋流强度，从而提高烟气与脱硫剂的混合强度，提高脱硫效率。

Description

一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器

技术领域

本发明涉及一种烟气旋流分配器，具体为一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器，属于烟气旋流分配器应用技术领域。

背景技术

SO2气体是主要大气污染物之一，是造成酸雨的主要原因，随着我国工业化进行的快速发展，由SO2所造成的大气污染问题日益严重，面对严峻的污染现状，国家生态环境部发布《关于推进实施钢铁行业超低排放意见》提出，到2025年底，全国钢铁企业力争80％以上完成超低排放改造，SO2浓度限值为35mg/Nm3。

旋转喷雾脱硫工艺是比较成熟的半干法脱硫工艺，因其工艺简单、工况适应能力强、过程不产生废水等优点而被广泛采用。随着环保要求的不断加强，现有的旋转喷雾脱硫技术难以满足超低排放要求。

含硫烟气的分配效果是影响旋转喷雾脱硫的主要因素，它影响着脱硫塔内烟气与脱硫剂的混合强度与水分蒸发速率。旋转喷雾脱硫塔的顶部烟气分配器与中心旋流器使烟气在雾化轮周围形成强烈对流，使脱硫剂浆液在雾化轮出口便被快速干燥并发生化学反应。

但现有的技术中，烟气旋流分配器存在烟气分配不合理的问题，烟气经旋流分配器后旋转向上运动，其旋流强度较弱，因此造成烟气与脱硫剂浆液混合强度差，干燥及反应效果差，产生不利影响。若改变旋流片倾角，增大旋流强度，则又会降低垂直向上方向速度分量，增加径向速度分量，同样造成气、固、液混合效果不理想的问题。同时，差的分配效果还造成烟气分配不均匀的问题，从而导致脱硫效率低。

综上所述，克服现有旋转喷雾脱硫技术中烟气旋流分配器气流分配不合理的不足，是现有技术中亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决烟气旋流分配器存在烟气分配不合理，烟气经旋流分配器后旋转向上运动，其旋流强度较弱，因此造成烟气与脱硫剂浆液混合强度差，干燥及反应效果差，产生不利影响；若改变旋流片倾角，增大旋流强度，则又会降低垂直向上方向速度分量，增加径向速度分量，同样造成气、固、液混合效果不理想；同时，差的分配效果还造成烟气分配不均匀，从而导致脱硫效率低的问题，而提出一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器，包括内烟道和外烟道，所述内烟道中设置有十字形结构的支架，且所述内烟道通过支架与外烟道连接固定，所述内烟道进口截面处设置有圆形的均流器，且内烟道的出口与外烟道的出口之间等弧度设置有若干个外部旋流片，所述内烟道的出口等弧度设置有若干个内部旋流片，所述外部旋流片和内部旋流片均用于改变烟气运动状态。

本发明的进一步技术改进在于：所述外烟道出口处连接有渐扩式管段，所述渐扩式管段采用喇叭口形状设计，渐扩式管段的管道截面沿烟气流出方向逐渐增大，以增加内烟道入口截面积，提高出口烟气流速，获得更好的对流效果。

本发明的进一步技术改进在于：所述内烟道的进口连接有渐缩式管段，且渐缩式管段的管道截面沿烟气流入方向逐渐缩小，且外烟道出口位置高度低于内烟道出口位置高度，配合外部旋流片，烟气在脱硫塔内可形成由中心向四周扩散的运动状态，极大提高了烟气分配的均匀性。

本发明的进一步技术改进在于：所述均流器的面积大小与外烟道的底部进口面积大小相等，且所述均流器由若干个等弧度设置的竖直导流板组合而成，用以保证进入旋流分配器内的烟气流动分布均匀。

本发明的进一步技术改进在于：所述外部旋流片为梯形状，且外部旋流片的短边与内烟道的外壁连接，外部旋流片的长边与外烟道出口连接，所述内部旋流片为矩形，连接于内烟道的支架上。

本发明的进一步技术改进在于：所述外烟道与内烟道的出口具有高度差，且内烟道出口高于外烟道出口。

本发明的进一步技术改进在于：所述外部旋流片倾角为逆时针方向，内部旋流片倾角方向与外部旋流片相同，外部旋流片倾角大于等于内部旋流片倾角，且外部旋流片的倾角为0-45°。

本发明的进一步技术改进在于：所述外部旋流片及内部旋流片沿管道出口截面均匀分布，所述外部旋流片和内部旋流片的个数均为6-18个。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器，通过将旋转喷雾脱硫塔底部单烟道，分为内外烟道组合形式，内外烟道出口均安装有旋流片，且外部旋流片倾角大于内部旋流片，从而将烟气分为垂直方向速度分量较大的向上气流，以及旋转强度较大的向四周扩散气流。不仅增加了雾化轮周围烟气对流强度，同时增加了塔内烟气的旋流强度，从而提高烟气与脱硫剂的混合强度，提高脱硫效率。

(2)本发明的一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器，通过在内烟道进口设置渐缩式管段，以增加内烟道入口截面积，提高出口烟气流速，获得更好的对流效果；通过在外烟道出口设置喇叭形管道，且外烟道出口位置高度低于内烟道出口位置高度，配合外部旋流片，烟气在脱硫塔内可形成由中心向四周扩散的运动状态，极大提高了烟气分配的均匀性。

(3)本发明的一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器，通过在内烟道进口截面设置均流板，增强烟气在旋流分配器内流动的均匀性与稳定性，从而提高装置对烟气的分配效果。

(4)本发明的一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器，结构简单、易制造，与现有旋转喷雾脱硫旋流器相比，烟气分配更加均匀、旋流强度高、烟气与脱硫剂混合效果更好，脱硫效果得到有效提高。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明中导流板的俯视图。

图4为本发明与脱硫塔的配合工作示意图。

图中：1、外烟道；2、内烟道；3、内部旋流片；4、外部旋流片；5、均流器；6、脱硫塔；7、顶部烟气分配器；8、雾化器；9、底部烟道；10、出口烟道；11、支架；12、导流板。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3所示，一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器，包括内烟道2和外烟道1，内烟道2中设置有十字形结构的支架11，且内烟道2通过支架11与外烟道1连接固定，内烟道2进口截面处设置有圆形的均流器5，且内烟道2的出口与外烟道1的出口之间等弧度设置有若干个外部旋流片4，内烟道2的出口等弧度设置有若干个内部旋流片3，外部旋流片4和内部旋流片3均用于改变烟气运动状态。

外烟道1出口处连接有渐扩式管段，渐扩式管段采用喇叭口形状设计，渐扩式管段的管道截面沿烟气流出方向逐渐增大，以增加内烟道入口截面积，提高出口烟气流速，获得更好的对流效果。

内烟道2的进口连接有渐缩式管段，且渐缩式管段的管道截面沿烟气流入方向逐渐缩小，且外烟道1出口位置高度低于内烟道2出口位置高度，配合外部旋流片4，烟气在脱硫塔内可形成由中心向四周扩散的运动状态，极大提高了烟气分配的均匀性。

均流器5的面积大小与外烟道1的底部进口面积大小相等，且均流器5由若干个等弧度设置的竖直导流板12组合而成，用以保证进入旋流分配器内的烟气流动分布均匀。

外部旋流片4为梯形状，且外部旋流片4的短边与内烟道2的外壁连接，外部旋流片4的长边与外烟道1出口连接，内部旋流片3为矩形，连接于内烟道2的支架11上。

外烟道1与内烟道2的出口具有高度差，且内烟道2出口高于外烟道1出口。

外部旋流片4倾角为逆时针方向，内部旋流片3倾角方向与外部旋流片4相同，外部旋流片4倾角大于等于内部旋流片3倾角，且外部旋流片的倾角为0-45°。

外部旋流片4及内部旋流片3沿管道出口截面均匀分布，外部旋流片4和内部旋流片3的个数均为6-18个。

本发明在使用时，烟气通过旋流分配器进口处均流器5整流后分两部分分别进入外烟道1与内烟道2，内烟道2进口为渐缩型管段，从而使得烟气进入内烟道后流速增加，内烟道2出口连接有倾角较小的内部旋流片3，以获得加大垂直方向速度分量，增加了烟气与雾化轮周围浆液的混合强度。外烟道1出口设置喇叭形管段，并连接有倾角较大的外部4旋流片，使得烟气旋流强度大大增强，以增加烟气与未完全反应及干燥的脱硫剂间的混合强度。此外，内烟道出口与2外烟道1出口具有一定高度差，内烟道2的出口位置高度高于外烟道1，同时，外部旋流片4成梯形，长边与外烟道1内壁相连，其外侧烟气流速大于内测，从而使烟气形成由中心向四周扩散的分配效果，烟气在脱硫塔内分配更加均匀，提高了脱硫效率。

请参阅图4所示，为本发明与脱硫塔6配合工作示意图，旋转喷雾脱硫塔6上连通有顶部烟气分配器7和底部烟道9，底部烟道9上方依次连通均流器5、内烟道2与外烟道1，外烟道1出口连接外部旋流片4，内烟道2出口连接内部旋流片3。脱硫塔6顶部安装有旋转雾化器8，用于脱硫剂浆液雾化；

含硫烟气通过主烟道分别进入顶部烟气分配器7和底部烟道9，经顶部烟气分配器7分配后的烟气呈旋转运动进入脱硫塔6，与雾化器8出口的浆液雾滴发生化学反应，并快速干燥。底部烟气由烟道经过均流器5整流，均匀进入旋流分配器的外烟道1和内烟道2，然后分别在外部旋流片4及内部旋流片3的作用下，进入脱硫塔6内。其中，内烟道2所形成的中心气流具有较大的垂直方向的速度分量，与顶部烟气分配器7出来的气流在雾化轮周边形成强烈对流，使得该处脱硫剂浆液与烟气可以快速完成化学反应及热交换。外烟道1由于旋流片倾角大且具有特殊的喇叭状出口设计，使得外部气流具有较大的旋流强度、更好的扩散效果，从而使烟气与雾化器8形成的脱硫剂喷雾层混合更加充分，同时增加烟气于塔内的停留时间，提高脱硫效率。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器，包括内烟道(2)和外烟道(1)，其特征在于：所述内烟道(2)中设置有十字形结构的支架(11)，且所述内烟道(2)通过支架(11)与外烟道(1)连接固定，所述内烟道(2)进口截面处设置有圆形的均流器(5)，且内烟道(2)的出口与外烟道(1)的出口之间等弧度设置有若干个外部旋流片(4)，所述内烟道(2)的出口等弧度设置有若干个内部旋流片(3)，所述外部旋流片(4)和内部旋流片(3)均用于改变烟气运动状态。

2.根据权利要求(1)所述的一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器，其特征在于，所述外烟道(1)出口处连接有渐扩式管段，所述渐扩式管段采用喇叭口形状设计，渐扩式管段的管道截面沿烟气流出方向逐渐增大。

3.根据权利要求(1)所述的一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器，其特征在于，所述内烟道(2)的进口连接有渐缩式管段，且渐缩式管段的管道截面沿烟气流入方向逐渐缩小。

4.根据权利要求(1)所述的一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器，其特征在于，所述均流器(5)的面积大小与外烟道(1)的底部进口面积大小相等，且所述均流器(5)由若干个等弧度设置的竖直导流板(12)组合而成，用以保证进入旋流分配器内的烟气流动分布均匀。

5.根据权利要求(1)所述的一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器，其特征在于，所述外部旋流片(4)为梯形状，且外部旋流片(4)的短边与内烟道(2)的外壁连接，外部旋流片(4)的长边与外烟道(1)出口连接，所述内部旋流片(3)为矩形，连接于内烟道(2)的支架(11)上。

6.根据权利要求(1)所述的一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器，其特征在于，所述外烟道(1)与内烟道(2)的出口具有高度差，且内烟道(2)出口高于外烟道(1)出口。

7.根据权利要求(1)所述的一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器，其特征在于，所述外部旋流片(4)倾角为逆时针方向，内部旋流片(3)倾角方向与外部旋流片(4)相同，外部旋流片(4)倾角大于等于内部旋流片(3)倾角，且外部旋流片的倾角为0-45°。

8.根据权利要求(1)所述的一种用于旋转喷雾脱硫的烟气旋流分配器，其特征在于，所述外部旋流片(4)及内部旋流片(3)沿管道出口截面均匀分布，所述外部旋流片(4)和内部旋流片(3)的个数均为6-18个。

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