CN1257010C - 循环流化床复合流化装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于工业废气净化环保及化工领域，涉及一种用于废气净化的循环流化床复合流化装置。该装置包括向上依次连接的入口管道、文丘里管缩口段、文丘里管渐扩段和筒体，其特征是它还包括流量可调的导流装置，导流装置的下端与入口管道顶部连接，上端与文丘里管渐扩段或筒体连接，将入口管道部分气体引出并在文丘里管渐扩段或筒体切向送入，形成为处于中心的直流射流和外围的切向射流。流量可调的导流装置提高了循环流化床的负荷适应性：在总流量较小时，主射流速度不致过低，而在总流量较大时，形成塔内较优的流动工况。

Description

循环流化床复合流化装置

技术领域

本发明属于工业废气净化环保及化工领域，特别涉及一种用于废气净化的循环流化床复合流化装置。

背景技术

目前用于工业废气污染物脱除的装置中，采用文丘里流化的循环流化床是常用的一种。这种循环流化床阻力损失小，废气处理量大，但缺点是只有中心一股直流射流。如申请号为00128285.9的中国专利所公开的“一种循环悬浮床干法烟气脱硫工艺及其系统”，其循环悬浮床通过由单根或若干根文丘里管组成的低阻力烟气射流结构从塔底部向上射入烟气，就是这种情况。通常，为了保证脱除效率，都要求床内较大的颗粒浓度，这需要文丘里段较大的射流速度来维持，而射流速度正比于废气总流量，因此，直射流速度由于负荷的变化而忽大忽小。负荷低时，射流速度小，造成大量颗粒沉降而退出循环，难以维持较大的颗粒浓度。特别对于燃煤电厂烟气脱硫的情况，由于大机组经常参加调峰任务，负荷变化范围很大，需要脱硫装置负荷适应性强，传统的循环流化床脱硫塔难以适应这种要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种负荷适应性强、污染物脱除效率高的循环流化床复合流化装置。

本发明是通过以下方式实现的：

循环流化床复合流化装置，包括向上依次连接的入口管道、文丘里管缩口段、文丘里管渐扩段和筒体，其特征是它还包括流量调节开关、导流装置，导流装置的下端与入口管道顶部连接，上端与文丘里管渐扩段或筒体连接，将入口管道部分气体引出并在文丘里管渐扩段或筒体切向送入。因此，形成的流化装置为处于中心的直流射流和外围的切向射流复合的流化装置，具有很强的负荷适应性，而且负荷变化范围越大，本发明的优势越大。

上述循环流化床复合流化装置，其特征是导流装置由至少2个弯管组成，弯管下端与入口管道固定连接，弯管上端与文丘里管渐扩段或筒体固定连接。

上述循环流化床复合流化装置，其特征是导流装置由套管和导流叶片组成，套管下端与入口管道固定连接，套管上端与文丘里管渐扩段或筒体固定连接；导流叶片安装在文丘里渐扩段或筒体上，并被套管包裹。

上述循环流化床复合流化装置，其特征是切向进入的可调废气流量为总流量的0至50％，假想切圆直径D为流化床内径D₀的20％至90％。

上述循环流化床复合流化装置，其特征是流量调节开关采用电动翻板门，电动翻板门由门框、中心轴及翻板、开启电动头组成。

本发明在入口管道与文丘里管渐扩段或筒体之间增设了流量可调的导流装置，从入口管道引出部分气体切向进入文丘里段。当负荷升高时，将增加的气体量由切向引入，保持主射流速度不变，而当负荷较低时，将导流装置的流量调小直至关闭，保证主射流速度不致过低，避免了大量颗粒沉降而退出循环，所以提高了循环流化床的负荷适应性。切向进气使得流化床内气体在原有向上的轴向速度基础上附加了切向速度，气体螺旋上升，形成的旋转流场使得颗粒的停留时间延长，另外，切向进气携带沿壁面回流下来的颗粒送入核心区域，使径向颗粒浓度均匀，这两种效果都增大了床内颗粒浓度，脱除效率大大提高。

附图说明

图1为导流装置是弯管形式的本发明结构示意图。

图2为导流装置是套管加导流叶片形式的本发明结构示意图。

图3为本发明的切向进气携带颗粒及假想切圆示意图。

图中，1为导流装置，2为入口管道，3为筒体，4为文丘里管渐扩段，5为文丘里管缩口段，6为流量调节开关，7为流化床壁面，8为核心区域，9为切向进气。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明的两个最佳实施例。

实施例1

用于中温或低温半干法循环流化床喷石灰浆烟气脱硫，入口管道2烟气温度142℃，总流量为额定负荷时384158立方米/小时，低负荷时70％流量。则可取筒体3直径5米，文丘里管缩口段5直径2.5米，高度1米，文丘里管渐扩段4高度3米，导流装置1采用4个弯管，从文丘里管缩口段5下方1.5米处接出，在文丘里管渐扩段4中部送入，弯管直径0.8米，转弯半径0.8米，弯管竖直段中心轴与文丘里管缩口段中心轴距离2.5米，假想切圆直径D为流化床内径D₀的50％。弯管的出入口分别与入口管道2和文丘里管渐扩段4采用焊接，弯管所用的材料与流化床筒体3相同。为了防止热量散失，弯管需要保温，保温材料和厚度与筒体3相同。流量调节开关6采用电动翻板门，它是由门框、中心轴及翻板、开启电动头组成，根据总流量的变化而改变电动翻板门的开度。烟气从入口管道2进入后，分为两股气流，一股流经文丘里管缩口段5向上，形成轴向流动的气流，另一股由弯管形成的导流装置1引出，并在文丘里管渐扩段4切向引入，使气流在原有轴向速度基础上附加了切向速度，造成螺旋上升气流。当入口管道2的总流量减小时，操作流量调节开关6，使导流装置1的气体流量减少直至关闭，保证了文丘里管缩口段5的气体流量处于较大值，相应的主射流速度不致过小，对于本实施例70％负荷的情况，主射流速度仍可达到15.22米/秒，可以使足够多的颗粒以悬浮状态存在于流化床内，因而保证了低负荷时的高脱除效率。

当入口管道2的总流量增大时，操作流量调节开关6，使导流装置1的气体流量增大直至全开，在保持主射流速度不变的条件下，将增加的气体量在文丘里管渐扩段4以假想切圆直径D切向引入，对于本实施例额定负荷的情况，约70％的流量流经文丘里管缩口段5，其余约30％的流量分配到导流装置，形成的旋转流场使得颗粒的停留时间延长，增大了气固相对滑移速度，提高了气流扰动和横向混合的能力，同时切向进气9将携带沿壁面7回流下来的颗粒送入核心区域8，改变了传统循环流化床核心区域8颗粒浓度低的状况，使得径向颗粒浓度均匀，这两种效果都增大了床内颗粒浓度，使循环流化床在高负荷时有更高的脱除效率。

实施例2

本实施例与实施例1的不同点在于导流装置1改为套管加导流叶片形式，套管下端焊接在文丘里管缩口段5的下部，套管上端焊接在文丘里管渐扩段4的中部；导流叶片位于文丘里渐扩段4的中部，并被套管包裹。除了两端以外，套管的内壁面各点与文丘里渐扩段4和文丘里管缩口段5外壁面的垂直距离相等，流量调节开关6改为根据现场条件在筒壁上制作的电动翻板门，它是由门框、中心轴及翻板、开启电动头组成，其开孔是在被套管包住的文丘里管缩口段5下方的部分筒壁。在本实施例中，由于在入口管道2和文丘里管缩口段5之间安装有方圆节，电动翻板门为四面各一个，总开孔面积2.1平方米，套管与筒壁垂直距离为0.8米，导流叶片为32片，形成的假想切圆直径D为流化床内径D₀的40％。其余的结构和尺寸与实施例1相同。

Claims (5)

1、循环流化床复合流化装置，包括向上依次连接的入口管道(2)、文丘里管缩口段(5)、文丘里管渐扩段(4)和筒体(3)，其特征是它还包括流量调节开关(6)、导流装置(1)；导流装置(1)的下端与入口管道(2)顶部连接，上端与文丘里管渐扩段(4)或筒体(3)连接，将入口管道(2)部分气体引出并在文丘里管渐扩段(4)或筒体(3)切向送入而形成为处于中心的直流射流和外围的切向射流。

2、根据权利要求1所述的循环流化床复合流化装置，其特征是导流装置(1)由至少2个弯管组成，弯管下端与入口管道(2)固定连接，弯管上端与文丘里管渐扩段(4)或筒体(3)固定连接。

3、根据权利要求1所述的循环流化床复合流化装置，其特征是导流装置(1)由套管和导流叶片组成，套管下端与入口管道(2)固定连接，套管上端与文丘里管渐扩段(4)或筒体(3)固定连接；导流叶片安装在文丘里管渐扩段(4)或筒体(3)上，并被套管包裹。

4、根据权利要求1或2或3所述的循环流化床复合流化装置，其特征是切向进入的可调废气流量为总流量的0至50％，假想切圆直径D为流化床内径D₀的20％至90％。

5、根据权利要求1或2或3所述的循环流化床复合流化装置，其特征是流量调节开关(6)采用电动翻板门，电动翻板门由门框、中心轴及翻板、开启电动头组成。

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