CN205760584U - 离心反应塔 - Google Patents

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CN205760584U CN201620440889.XU CN201620440889U CN205760584U CN 205760584 U CN205760584 U CN 205760584U CN 201620440889 U CN201620440889 U CN 201620440889U CN 205760584 U CN205760584 U CN 205760584U
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郝天成
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Abstract

本实用新型公开了一种离心反应塔,包括用于为烟气流动和进行化学反应提供空间的壳体以及用于提供雾化状态或喷淋状态或洗涤状态的吸收剂的喷液生成装置,喷液生成装置处于壳体内腔中,壳体上设有用于烟气进入壳体内腔的进气口、用于排放反应后的烟气的排气口以及用于排放反应生成物的排放口,壳体内腔中设有用于使整个壳体内腔进行反应的烟气被离心力作用以螺旋状或旋流状的流动轨迹高速运动并增加烟气与吸收剂的接触次数和接触强度且不留接触死角的旋转机构。可减小离心反应塔的尺寸以同样达到环保或工业指标的要求,能够降低投资、运行成本和运行功率,可获得快速脱硫、除尘以及脱除其它重金属的效果,脱硫的效率也显著提高。

Description

离心反应塔
技术领域
[0001]本实用新型涉及传质、传热及化学反应塔技术领域,特别地,涉及一种应用于火电、化工等行业的半干法塔、填料塔、液柱塔等反应塔。
背景技术
[0002]半干法塔、填料塔、液柱塔等化学反应塔广泛应用于火电厂、化工厂等,例如在火电厂中,这些反应塔应用于火电厂的烟气脱硫和脱硝中,其脱硫反应塔内通过雾化器、或第一喷嘴或液柱等对含硫的烟气进行混合或洗涤,其脱硫剂与烟气中的硫产生化学反应,产生石膏或灰渣等,从而除去烟气中的含硫气体。
[0003]但是现有的化学反应塔存在以下缺点:
[0004] 1、反应塔是火电厂或其它行业中的化学反应设备,在其整个工艺中造价最大,能耗最高;而烟气或流体在塔内的反应过程中,流速必须低,因为流速太高会造成反应接触次数少或者没有接触,从而造成反应效果差或效率低等问题,而使得排放气体达不到环保或工业指标的要求;流速太低同样也会存在问题,会使得要求反应塔的直径和高度增大,也要求喷淋或喷出的吸收剂或反应流体的流量和流速增大,以此才能够满足环保或工业指标的要求,这样会使得投资增加,且功耗增大。
[0005] 2、塔内的传质或传热等化学反应的效率低,如果需要提高效率,投资成本会成倍增加。
[0006] 3、在火电厂、化工厂、钢厂等行业中,烟气脱硫中的除尘和除雾效果差,水耗大,易结垢或堵塞等。
实用新型内容
[0007]本实用新型提供了一种离心反应塔,以解决现有传质、传热及化学反应塔,存在体积庞大、功率消耗大、投资成本高等技术问题。
[0008]本实用新型提供一种离心反应塔,包括用于为烟气流动和进行化学反应提供空间的壳体以及用于提供雾化状态或喷淋状态或洗涤状态的吸收剂的喷液生成装置,喷液生成装置处于壳体内腔中,壳体上设有用于烟气进入壳体内腔的进气口、用于排放反应后的烟气的排气口以及用于排放反应生成物的排放口,壳体内腔中设有用于使整个壳体内腔进行反应的烟气被离心力作用以螺旋状或旋流状的流动轨迹高速运动并增加烟气与吸收剂的接触次数和接触强度且不留接触死角的旋转机构。
[0009]进一步地,旋转机构包括沿竖向布设于壳体内腔中的主轴、固装于主轴上并随主轴转动用于使整个壳体内腔进行反应的烟气被离心力作用以螺旋状或旋流状的流动轨迹高速运动并增加烟气与吸收剂的接触次数和接触强度的叶轮以及设于壳体外并用于驱动主轴转动的驱动装置。
[0010]进一步地,离心反应塔为离心半干法塔、离心填料塔或者离心液柱塔。
[0011]进一步地,离心半干法塔的壳体内腔中设有至少一组叶轮,喷液生成装置设于叶轮的至少一侧,喷液生成装置采用带有用于产生雾化吸收剂的雾化轮的吸收剂浆体管道,雾化轮装于吸收剂浆体管道的输出端,吸收剂浆体管道连通至壳体外;进气口设于壳体的上部,排气口和排放口分别设于壳体的下部。
[0012]进一步地,离心半干法塔的壳体内腔中设有至少一组叶轮,喷液生成装置设于壳体顶部,喷液生成装置的输出端朝向壳体内腔,喷液生成装置采用带有用于产生雾化吸收剂的雾化轮的吸收剂浆体管道,雾化轮装于吸收剂浆体管道的输出端,吸收剂浆体管道连通至壳体外;进气口设于壳体的上部,排气口和排放口分别设于壳体的下部。
[0013]进一步地,离心半干法塔的壳体内腔中设有至少一组叶轮,喷液生成装置设于叶轮的至少一侧,喷液生成装置采用带有用于向壳体内腔喷射雾化吸收剂的第一喷嘴的吸收剂浆体管道,第一喷嘴装于吸收剂浆体管道的输出口上,吸收剂浆体管道连通至壳体外;进气口设于壳体的上部,排气口和排放口分别设于壳体的下部。
[0014]进一步地,离心填料塔的壳体内腔中设有除雾器,喷液生成装置采用带有用于向壳体内腔喷射雾化吸收剂的第一喷嘴的吸收剂浆体管道,第一喷嘴装于吸收剂浆体管道的输出口上,吸收剂浆体管道连通至壳体外,壳体内腔中设有至少一组所述叶轮;进气口和排放口分别设于壳体的下部,排气口设于壳体的上部;进气口与吸收剂浆体管道之间还设有带孔的筛板,筛板的上表面布满有填料层。
[0015]进一步地,离心液柱塔的壳体内腔中设有除雾器,喷液生成装置采用带用于向上喷出液柱并与烟气接触以洗涤烟气的第二喷嘴的吸收剂浆体管道,第二喷嘴装于吸收剂浆体管道的输出口上,吸收剂浆体管道连通至壳体外,壳体内腔中设有至少一组所述叶轮;进气口和排放口分别设于壳体的下部,排气口设于壳体的上部,壳体下部还设有空气入口。
[0016]进一步地,叶轮的叶片的布设方式采用沿主轴的径向延伸、采用向壳体的进气端方向倾斜、采用向壳体的出气端方向倾斜中的至少一种。
[0017]进一步地,叶轮的叶片采用平板叶片或者弧形叶片。
[0018]本实用新型具有以下有益效果:
[0019]本实用新型离心反应塔,通过旋转机构改变壳体内腔中的烟气流动轨迹,使整个壳体内腔进行反应的烟气被离心力作用以螺旋状或旋流状的流动轨迹高速运动,从而增加烟气与喷液生成装置所生成的雾化状态或喷淋状态或洗涤状态的吸收剂的接触次数和接触强度,以达到快速且充分反应的目的,使烟气与吸收剂之间的接触不留接触死角。烟气经过与吸收剂接触快速发生反应,从而生成灰渣、石膏或硫酸铵小颗粒,这些颗粒随着吸收剂排出壳体内腔并进行收集、干燥或过滤脱水收集,即可成为灰渣、石膏或化肥而被利用。烟气快速旋转使得粉尘尤其是微细粉尘之间团聚与带粘性的石膏或硫酸铵结合在一起,从而加强了在反应器内的粉尘的脱除。可以减小离心反应塔的尺寸以同样达到环保或工业指标的要求,能够降低投资、降低使用面积、降低运行成本和降低运行功率,可以同时获得快速脱硫、除尘、除湿以及脱除其它重金属的效果,脱硫的效率也显著提高。吸收剂等消耗品可以得到充分的反应和使用,利用率高,从而降低吸收剂和水耗等消耗品的使用量。
[0020]除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图,对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
[0021]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0022]图1是本实用新型优选实施例的离心半干法脱硫塔的结构示意图之一;
[0023]图2是本实用新型优选实施例的离心半干法脱硫塔的结构示意图之二;
[0024]图3是本实用新型优选实施例的离心半干法脱硫塔的结构示意图之三;
[0025]图4是本实用新型优选实施例的离心填料塔的结构示意图;
[0026]图5是本实用新型优选实施例的离心液柱塔的结构示意图。
[0027]图例说明:
[0028] 1、壳体;101、进气口; 102、排气口; 103、排放口; 104、空气入口;2、喷液生成装置;
201、雾化轮;202、吸收剂浆体管道;203、第一喷嘴;204、液柱;205、第二喷嘴;3、旋转机构;301、主轴;302、叶轮;303、驱动装置;4、除雾器;5、筛板;6、填料层。
具体实施方式
[0029]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明,但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0030]图1是本实用新型优选实施例的离心半干法脱硫塔的结构示意图之一;图2是本实用新型优选实施例的离心半干法脱硫塔的结构示意图之二;图3是本实用新型优选实施例的离心半干法脱硫塔的结构示意图之三;图4是本实用新型优选实施例的离心填料塔的结构示意图;图5是本实用新型优选实施例的离心液柱塔的结构示意图。
[0031]如图1所示,本实施例的带离心加速旋转的离心反应塔,包括用于为烟气流动和进行化学反应提供空间的壳体I以及用于提供雾化状态或喷淋状态或洗涤状态的吸收剂的喷液生成装置2,喷液生成装置2处于壳体I内腔中,壳体I上设有用于烟气进入壳体I内腔的进气口 101、用于排放反应后的烟气的排气口 102以及用于排放反应生成物的排放口 103,壳体I内腔中设有用于使整个壳体I内腔进行反应的烟气被离心力作用以螺旋状或旋流状的流动高速轨迹运动并增加烟气与吸收剂的接触次数和接触强度且不留接触死角的旋转机构
3。本实用新型离心反应塔,通过旋转机构改变壳体内腔中的烟气流动轨迹,使整个壳体I内腔的烟气被离心力作用以螺旋状或旋流状的流动轨迹高速运动,从而增加烟气与喷液生成装置所生成的雾化状态或喷淋状态或洗涤状态的吸收剂的接触次数和接触强度,以达到快速且充分反应的目的,使烟气与吸收剂之间的接触不留接触死角。烟气经过与吸收剂接触快速发生反应,从而生成灰渣、石膏或硫酸铵小颗粒,这些颗粒随着吸收剂排出壳体内腔并进行收集、干燥或过滤脱水收集,即可成为灰渣、石膏或化肥而被利用。烟气快速旋转使得粉尘尤其是微细粉尘之间团聚与带粘性的石膏或硫酸铵结合在一起,从而加强了在反应器内的粉尘的脱除。可以减小离心反应塔的尺寸以同样达到环保或工业指标的要求,能够降低投资、降低运行成本和降低运行功率,可以同时获得快速脱硫、除尘以及脱除其它重金属的效果,脱硫的效率也显著提高。吸收剂等消耗品可以得到充分的反应和使用,利用率高,从而降低吸收剂等消耗品的使用量。
[0032]如图1、图2、图3、图4和图5所示,本实施例中,旋转机构3包括沿竖向布设于壳体I内腔中的主轴301、固装于主轴301上并随主轴301转动用于使整个壳体I内腔进行反应的烟气被离心力作用以螺旋状或旋流状的流动轨迹高速运动并增加烟气与吸收剂的接触次数和接触强度且不留接触死角的叶轮302以及设于壳体I外并用于驱动主轴301转动的驱动装置303。旋转机构3包括:主轴301,沿壳体I内腔中的气体流动方向可转动的装配于壳体I内腔。叶轮302,固装于主轴301上并随主轴301转动用于延长和改变壳体I内腔中的气体流动轨迹,整个壳体I内腔的烟气在喷液生成装置生成的雾化状态或喷淋状态或洗涤状态的吸收剂周围作高速的螺旋状或旋流状的高速运动,以使得烟气与吸收剂的接触次数更多和接触强度更大而且不留死角。驱动装置303,设于壳体I外并用于驱动主轴301转动。驱动装置303的输出轴与主轴301同轴布置,或者驱动装置303的输出轴垂直于主轴301布置并通过转接件连接和驱动主轴301转动。利用驱动装置303带动主轴301转动,主轴301带动叶轮302旋转,搅动壳体I内腔中的烟气与吸收剂混合,从而多次地、快速地发生反应,减少反应死角。驱动装置303置于壳体I外,从而无需密封以及降低混合气体对驱动装置303的腐蚀,从而提高驱动装置303的使用寿命,并且方便驱动装置303的控制和维护。驱动装置303的输出轴与主轴301同轴布置,或者驱动装置303的输出轴垂直于主轴301布置并通过转接件连接和驱动主轴301转动。可以根据使用环境以及安装环境选择不同的设置方式,从而降低空间占用率。
[0033]本实施例中,如图1、图2和图3所示,离心反应塔为离心半干法塔。如图4所示,离心反应塔为离心填料塔。如图5所示,离心反应塔为离心液柱塔。使得适用范围更广。
[0034]如图1所示,本实施例中,离心半干法塔的壳体I内腔中设有至少一组叶轮302 ο喷液生成装置2设于叶轮302的至少一侧。可选地,离心半干法塔的壳体I内腔中设有至少两组叶轮302。喷液生成装置2设于相邻两叶轮302之间。喷液生成装置2采用带有用于产生雾化吸收剂的雾化轮201的吸收剂浆体管道202。雾化轮201装于吸收剂浆体管道202的输出端。吸收剂浆体管道202连通至壳体I外。进气口 101设于壳体I的上部。排气口 102和排放口 103分别设于壳体I的下部。通过两组叶轮302分别改变壳体内腔中的烟气流动轨迹,使整个壳体I内腔的烟气被离心力作用以螺旋状或旋流状的流动轨迹高速运动,从而增加烟气与雾化轮201所生成的雾化状态或喷淋状态或洗涤状态的吸收剂的接触次数和接触强度,以达到快速且充分反应的目的,使烟气与吸收剂之间的接触不留接触死角。烟气经过与吸收剂接触快速发生反应,从而生成灰渣小颗粒,这些颗粒随着吸收剂排出壳体内腔并进行收集,即可成为灰渣而被利用。烟气快速旋转使得粉尘尤其是微细粉尘之间团聚与带粘性的灰渣结合在一起,从而加强了粉尘的脱除。同时高速旋转的气流使得减少或免除结垢和堵塞。可以减小离心半干法塔的尺寸以同样达到环保或工业指标的要求,能够降低投资、降低运行成本和降低运行功率,可以同时获得快速脱硫、除尘、除湿以及脱除其它重金属的效果,脱硫的效率也显著提高。吸收剂等消耗品可以得到充分的反应和使用,利用率高,从而降低电或水等消耗品的使用量。可选地,排放口 103采用开口朝向的锥形斗。
[0035]如图2所示,本实施例中,离心半干法塔的壳体I内腔中设有至少一组叶轮302。可选地,离心半干法塔的壳体I内腔中设有一组叶轮302。喷液生成装置2设于壳体I顶部。喷液生成装置2的输出端朝向壳体I内腔。喷液生成装置2采用带有用于产生雾化吸收剂的雾化轮201的吸收剂浆体管道202。雾化轮201装于吸收剂浆体管道202的输出端。吸收剂浆体管道202连通至壳体I外。进气口 101设于壳体I的上部。排气口 102和排放口 103分别设于壳体I的下部。使进气口 101与雾化轮201的输出端相互垂直并使烟气与雾化吸收剂直接碰撞,通过叶轮302改变壳体内腔中的烟气流动轨迹,使整个壳体I内腔进行反应的烟气被离心力作用以螺旋状或旋流状的流动轨迹高速运动,从而增加烟气与雾化轮201所生成的雾化状态或喷淋状态或洗涤状态的吸收剂的接触次数和接触强度,以达到快速且充分反应的目的,使烟气与吸收剂之间的接触不留接触死角。烟气经过与吸收剂接触快速发生反应,从而生成灰渣小颗粒,这些颗粒随着吸收剂排出壳体内腔并进行干燥或过滤脱水收集,即可成为灰渣而被利用。烟气快速旋转使得粉尘尤其是微细粉尘之间团聚与带粘性的灰渣结合在一起,从而加强了粉尘的脱除。同时高速旋转的气流使得减少或免除结垢和堵塞。可以减小离心半干法塔的尺寸以同样达到环保或工业指标的要求,能够降低投资、降低运行成本和降低运行功率,可以同时获得快速脱硫、除尘以及脱除其它重金属的效果,脱硫的效率也显著提高。吸收剂等消耗品可以得到充分的反应和使用,利用率高,从而降低电和水等消耗品的使用量。可选地,排放口 103采用开口朝向的锥形斗。
[0036]如图3所示,本实施例中,离心半干法塔的壳体I内腔中设有内腔中设有至少一组叶轮302。喷液生成装置2设于叶轮302的至少一侧。可选地,离心半干法塔的壳体I内腔中设有至少两组叶轮302。喷液生成装置2设于相邻两叶轮302之间和/或叶轮302的底部空腔内。喷液生成装置2采用带有用于向壳体I内腔喷射吸收剂的第一喷嘴203的吸收剂浆体管道202。第一喷嘴203装于吸收剂浆体管道202的输出口上。吸收剂浆体管道202连通至壳体I夕卜。进气口 101设于壳体I的上部。排气口 102和排放口 103分别设于壳体I的下部。通过叶轮302与吸收剂浆体管道202的相间排布,利用叶轮302改变壳体内腔中的烟气流动轨迹,使整个壳体I内腔进行反应的烟气被离心力作用以螺旋状或旋流状的流动轨迹高速运动,从而增加烟气与第一喷嘴203所喷射出来的雾化状态或喷淋状态或洗涤状态的吸收剂的接触次数和接触强度,以达到快速且充分反应的目的,使烟气与吸收剂之间的接触不留接触死角。烟气经过与吸收剂接触快速发生反应,从而生成灰渣小颗粒,这些颗粒随着吸收剂排出壳体内腔并进行干燥或过滤脱水收集。烟气快速旋转使得灰渣的粉尘尤其是微细粉尘之间团聚,从而加强了粉尘的脱除。同时高速旋转的气流使得减少或免除结垢和堵塞。可以减小离心半干法塔的尺寸以同样达到环保或工业指标的要求,能够降低投资、降低运行成本和降低运行功率,可以同时获得快速脱硫、除尘以及脱除其它重金属的效果,脱硫的效率也显著提高。吸收剂等消耗品可以得到充分的反应和使用,利用率高,从而降低电和水等消耗品的使用量。可选地,排放口 103采用开口朝向的锥形斗。
[0037]如图4所示,本实施例中,离心填料塔的壳体I内腔中设有除雾器4。喷液生成装置2采用带有用于向壳体I内腔喷射雾化吸收剂的第一喷嘴203的吸收剂浆体管道202。第一喷嘴203装于吸收剂浆体管道202的输出口上。吸收剂浆体管道202连通至壳体I外。壳体I内腔中设有至少一组所述叶轮302。叶轮302设于除雾器4与吸收剂浆体管道202之间。进气口 101和排放口 103分别设于壳体I的下部。排气口 102设于壳体I的上部。进气口 1I与吸收剂浆体管道202之间还设有带孔的筛板5。筛板5的上表面布满有填料层6。将叶轮302设于除雾器4与吸收剂浆体管道202之间,利用叶轮302改变壳体内腔中的烟气流动轨迹,使整个壳体I内腔与吸收剂进行反应的烟气被离心力作用以螺旋状或旋流状的流动轨迹高速运动,从而增加烟气与第一喷嘴203所喷射出来的雾化状态或喷淋状态或洗涤状态的吸收剂以及除雾器4的接触次数和接触强度,以达到快速且充分反应的目的,使烟气与吸收剂和除雾器4之间的接触不留接触死角。烟气经过与吸收剂接触快速发生反应,从而生成石膏或硫酸铵小颗粒,这些颗粒随着吸收剂排出壳体内腔并进行干燥或过滤脱水收集,即可成为石膏或化肥而被利用。烟气快速旋转使得粉尘尤其是微细粉尘之间团聚与带粘性的石膏或硫酸铵结合在一起,从而加强了粉尘的脱除。可以减小离心填料塔的尺寸以同样达到环保或工业指标的要求,能够降低投资、降低运行成本和降低运行功率,可以同时获得快速脱硫、除尘、除湿以及脱除其它重金属的效果,脱硫的效率也显著提高。吸收剂等消耗品可以得到充分的反应和使用,利用率高,从而降低吸收剂等消耗品的使用量。
[0038]如图5所示,本实施例中,离心液柱塔的壳体I内腔中设有除雾器4。喷液生成装置2采用带用于向上喷出液柱204并与烟气接触以洗涤烟气的第二喷嘴205的吸收剂浆体管道
202。第二喷嘴205装于吸收剂浆体管道202的输出口上。吸收剂浆体管道202连通至壳体I夕卜。壳体I内腔中设有至少一组所述叶轮302。叶轮302处于除雾器4与第二喷嘴205之间。进气口 101和排放口 103分别设于壳体I的下部。排气口 102设于壳体I的上部。壳体I下部还设有空气入口 104。将叶轮302设于除雾器4与第二喷嘴205之间,利用叶轮302改变壳体内腔中的烟气流动轨迹,使整个壳体I内腔与吸收剂进行反应的烟气被离心力作用以螺旋状或旋流状的流动轨迹高速运动,从而增加烟气与第一喷嘴203所喷射出来的雾化状态或喷淋状态或洗涤状态的吸收剂以及除雾器4的接触次数和接触强度,以达到快速且充分反应的目的,使烟气与吸收剂和除雾器4之间的接触不留接触死角。烟气经过与吸收剂接触快速发生反应,从而生成石膏或硫酸铵小颗粒,这些颗粒随着吸收剂排出壳体内腔并进行干燥或过滤脱水收集,即可成为石膏或化肥而被利用。烟气快速旋转使得粉尘尤其是微细粉尘之间团聚与带粘性的石膏或硫酸铵结合在一起,从而加强了粉尘的脱除。可以减小离心液柱塔的尺寸以同样达到环保或工业指标的要求,能够降低投资、降低运行成本和降低运行功率,可以同时获得快速脱硫、除尘、除湿以及脱除其它重金属的效果,脱硫的效率也显著提高。吸收剂等消耗品可以得到充分的反应和使用,利用率高,从而降低电和水等消耗品的使用量。
[0039]本实施例中,叶轮302的叶片的布设方式采用沿主轴301的径向延伸、采用向壳体I的进气端方向倾斜、采用向壳体I的出气端方向倾斜中的至少一种。可以根据壳体I内空间尺寸的大小、烟气流量以及烟气化合物含量选择叶片不同的布设角度,从而使烟气能够充分与吸收剂接触并且快速反应。
[0040]本实施例中,叶轮302的叶片采用平板叶片或者弧形叶片。叶轮302的叶片采用板状结构并与主轴301的中心线垂直,这时烟气作近似纯旋转状的向前移动。叶轮302的叶片与反应器壳体I的中心线呈一定角度,或叶片呈曲面状结构,这时烟气不但以旋转状向前移动,同时还迫使烟气翻滚或呈湍流状或呈加快的轴向运动。在壳体I内腔中,叶轮302快速旋转可使烟气与吸收剂和除湿器更多次地剧烈接触,并且无接触死角,使得与吸收剂的反应更快、更彻底、无遗漏,可显著提高脱硫的效率,使得反应后的烟气的干燥更彻底;还可以使烟气通过壳体I内腔的速度更快,从而显著减小壳体I的尺寸及发生器的功率,可以减少设备投资、减少设备运行费用以及功率消耗,同时满足高标准的环保要求。
[0041 ]实施时,提供一种离心半干法塔、离心半干法脱硫塔、离心填料塔、离心液柱塔等塔器。塔器内增设旋转叶轮机构,可慢速或快速旋转的叶轮302对塔器内的流体,例如离心脱硫塔整个内腔的烟气被离心力作用产生旋转或产生既旋转又湍流的作用,在离心脱硫塔内在叶轮302的作用下,旋转和湍急的烟气与吸收剂相遇时,不但产生强烈的撞击作用,而且在同一截面上在很短的时间有多次地撞击。而相比较没有叶轮的反应塔内,烟气与吸收剂的相遇机会也许仅为一次轻缓地接触。
[0042]当叶轮302转速愈高时,烟气与吸收剂的撞击次数也愈多,撞击也愈剧烈。这样传质、传热以及化学反应的效果或效率以及速率也更好更快,在一定的范围内,叶轮302的转速愈高,其作用就愈强烈,这样不但显著提高脱硫效率,还可以显著降低离心反应塔的直径和塔的高度,离心反应塔器的尺寸显著减小后,相应的与离心反应塔器配用的风机、栗送其系统的其它部分都可以减小或减少,这样就可以显著降低投资和减少功耗、水耗、材料损耗等费用,及场地占用面积。叶轮302的形式也可有所变化,例如叶轮302的叶片形状是板状并与塔器的中心线垂直,这时在脱硫塔内的烟气呈近似纯旋转运动。叶轮302的叶片也可以是与塔器的中心线呈一定的角度,或呈曲面状,这时烟气不但旋转,同时还迫使烟气翻滚呈湍流状和加快轴向移动。
[0043]如图1所示,图1是一种离心半干法脱硫塔,壳体I的上部装有驱动装置303,驱动装置303的下部连接有主轴301并可驱动其旋转。主轴301的上部装有一叶轮302,叶轮302的下部装有可高速旋转的雾化轮201。吸收剂的浆液从吸收剂浆体管道202进入雾化轮201。雾化轮201的下部还装有一叶轮302。工作时,含硫烟气从壳体I的上部进入,叶轮302被旋转的主轴301驱动,叶轮302使壳体I内的烟气快速搅动而旋转,或者在变角度或曲面状的叶轮302带动下烟气边旋转边翻滚或边向下部移动,烟气与雾化轮201喷出的吸收剂的雾滴相遇后产生化学反应产生灰渣即脱硫产物,水雾被较高温度的烟气烘干,脱硫后的烟气从壳体I的下部排出,灰渣从壳体I的最下部排出。图1中的雾化轮201可以为一个或多个。叶轮302可以为一个或多个。
[0044]如图2所示,图2是一种离心半干法脱硫塔,与图1的区别在于,雾化轮201是安置在壳体I的上部。
[0045]如图3所示,图3是一种离心半干法脱硫塔,与图1的区别在于,将雾化轮201替换成两组带第一喷嘴203的吸收剂浆体管道202形成的喷雾管系。喷雾的水分会被温度较高的烟气烘干,吸收剂与烟气中的硫反应后变为灰渣从下部排出。壳体I内的叶轮302可以为一个或多个。
[0046]如图4所示,图4是一种离心填料塔,含硫气体从壳体I的下部进入,通过有孔的筛板5进入填料层6的区域,在填料层6的上部具有一组带第一喷嘴203的吸收剂浆体管道202,在吸收剂浆体管道202的上部有一组叶轮302,叶轮302固定在主轴301之上,主轴301由驱动装置303驱动旋转,叶轮302在旋转过程中带动烟气一起旋转或同时翻滚。叶轮302上部有除雾器4,叶轮302同时还加强了除雾器的除雾和捕收粉粒的能力,在离心力的作用下,粉尘与除雾器4和壳体I内壁以及粉尘之间的碰撞机会增多,从而使雾滴和粉尘更容易被捕收。壳体I内的叶轮302可以为一个或多个。
[0047]如图5所示,图5是一种离心液柱塔,与图4不同的是壳体I内没有填料,吸收剂依靠多个第二喷嘴205喷出的液柱204对壳体I内腔下部进入的含硫烟气进行接触和洗涤,其它结构与图4类似。
[0048]上述实施例可以如图示的立式结构,也可以是卧式结构。这些塔器可以是离心脱硫塔,也可以是离心脱硝塔或其它进行传质、传热等多种离心化学反应塔。当用于脱硫时,吸收剂可以是石灰石、石灰、海水、氨气等。烟气可以从壳体I的下部进入,也可以从上部进入。
[0049]现有的反应塔内一般只是流体作纯上或纯下移动的接触,接触的次数很少,塔内任一截面在某一小段时间内烟气可能只有一次与吸收剂接触且接触碰撞的强度有限。本实用新型通过增设产生离心力场的快速旋转的叶轮302使整个塔内的流体之间的接触次数可以控制,并大大增加,可调节叶轮302的转速为每分钟几转、几十转、几百转、几千转,使得烟气与吸收剂的接触的化学反应的次数可由原来的一次,增加至几次、几十次、几百次,或更多,另外其碰撞接触的强度更加激烈。这样不但可使化学反应效果更好更快,还可以显著减少反应装置的尺寸或体积,减少运行功率及费用,从而显著节约投资和运行费用。
[0050]在一定范围内反应效率随着叶轮302的转速提高离心力的增大而迅速提高。例如对于目前火电厂的脱硫脱硝的超低排放或近零要求,需要采用双塔双循环才能够达到排放指标,而采用本实用新型技术后,只需小尺寸单塔单循环即可达到排放标准或更高要求的标准。
[0051]由于反应效果好,离心反应塔可以制造得更小,这样可以节省大量投资。例如在火电厂中,现有的反应塔或反应器尺寸很大,这不但使得投资大,占地面积大,而且吸收剂的栗送量很大,而采用本实用新型后,脱硫塔的直径可以设计得很小,塔的高度也可以显著降低,塔内喷出的吸收剂的流量也可以减少,压力也可以降低,因此运行费用也可以显著降低。
[0052]在喷淋层和除雾器中,由于高速旋转的叶轮302的强大离心力的作用,使得尘粒尤其是微小灰尘和微小液滴的互相碰撞粘连和并甩至塔的内壁而捕捉更多,陈尘除湿效果更好,可以省去后续的收尘装置和专门的除湿装置的采用。
[0053]由于高速旋转叶轮的作用,流体在离心反应器中的传质、传热及化学反应等较为激烈,因此不易结垢或堵塞,可以不用停机清理或减少冲洗水的使用,这对于易于结垢堵塞的半干法反应塔的作用更加明显。
[0054]上述各种离心反应塔的主轴301太长时,可在其壳体I的内壳的下部增设支承装置以保证主轴301的运转平稳。
[0055]本实用新型可以适用于多种流体的反应器之中,例如脱硫塔、脱硝反应器等各种传质、传热及化学反应等的反应器之中。
[0056]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种离心反应塔,包括用于为烟气流动和进行化学反应提供空间的壳体(I)以及用于提供雾化状态或喷淋状态或洗涤状态的吸收剂的喷液生成装置(2), 所述喷液生成装置(2)处于所述壳体(I)内腔中, 所述壳体(I)上设有用于烟气进入所述壳体(I)内腔的进气口(101 )、用于排放反应后的烟气的排气口(102)以及用于排放反应生成物的排放口(103), 其特征在于, 所述壳体(I)内腔中设有用于使整个所述壳体(I)内腔进行反应的烟气被离心力作用以螺旋状或旋流状的流动轨迹高速运动并增加烟气与吸收剂的接触次数和接触强度且不留接触死角的旋转机构(3)。
2.根据权利要求1所述的离心反应塔,其特征在于, 所述旋转机构(3)包括沿竖向布设于所述壳体(I)内腔中的主轴(301)、固装于所述主轴(301)上并随所述主轴(301)转动用于使整个所述壳体(I)内腔进行反应的烟气被离心力作用以螺旋状或旋流状的流动轨迹高速运动并增加烟气与吸收剂的接触次数和接触强度且不留接触死角的叶轮(302)以及设于所述壳体(I)外并用于驱动所述主轴(301)转动的驱动装置(303)。
3.根据权利要求2所述的离心反应塔,其特征在于, 所述离心反应塔为离心半干法塔、离心填料塔或者离心液柱塔。
4.根据权利要求3所述的离心反应塔,其特征在于, 所述离心半干法塔的壳体(I)内腔中设有至少一组所述叶轮(302), 所述喷液生成装置(2)设于所述叶轮(302)的至少一侧, 所述喷液生成装置(2)采用带有用于产生雾化吸收剂的雾化轮(201)的吸收剂浆体管道(202), 所述雾化轮(201)装于所述吸收剂浆体管道(202)的输出端, 所述吸收剂浆体管道(202)连通至所述壳体(I)外; 所述进气口( 1I)设于所述壳体(I)的上部, 所述排气口( 102)和所述排放口( 103)分别设于所述壳体(I)的下部。
5.根据权利要求3所述的离心反应塔,其特征在于, 所述离心半干法塔的壳体(I)内腔中设有至少一组所述叶轮(302), 所述喷液生成装置(2)设于所述壳体(I)顶部, 所述喷液生成装置(2)的输出端朝向所述壳体(I)内腔, 所述喷液生成装置(2)采用带有用于产生雾化吸收剂的雾化轮(201)的吸收剂浆体管道(202), 所述雾化轮(201)装于所述吸收剂浆体管道(202)的输出端, 所述吸收剂浆体管道(202)连通至所述壳体(I)外; 所述进气口( 1I)设于所述壳体(I)的上部, 所述排气口( 102)和所述排放口( 103)分别设于所述壳体(I)的下部。
6.根据权利要求3所述的离心反应塔,其特征在于, 所述离心半干法塔的壳体(I)内腔中设有至少一组所述叶轮(302), 所述喷液生成装置(2)设于所述叶轮(302)的至少一侧, 所述喷液生成装置(2)采用带有用于向所述壳体(I)内腔喷射雾化吸收剂的第一喷嘴(203)的吸收剂浆体管道(202), 所述第一喷嘴(203)装于所述吸收剂浆体管道(202)的输出口上, 所述吸收剂浆体管道(202)连通至所述壳体(I)外; 所述进气口( 1I)设于所述壳体(I)的上部, 所述排气口( 102)和所述排放口( 103)分别设于所述壳体(I)的下部。
7.根据权利要求3所述的离心反应塔,其特征在于, 所述离心填料塔的壳体(I)内腔中设有除雾器(4), 所述喷液生成装置(2)采用带有用于向所述壳体(I)内腔喷射雾化吸收剂的第一喷嘴(203)的吸收剂浆体管道(202), 所述第一喷嘴(203)装于所述吸收剂浆体管道(202)的输出口上, 所述吸收剂浆体管道(202)连通至所述壳体(I)外, 所述壳体(I)内腔中设有至少一组所述叶轮(302); 所述进气口(101)和所述排放口(103)分别设于所述壳体(I)的下部, 所述排气口( 102)设于所述壳体(I)的上部; 所述进气口(101)与所述吸收剂浆体管道(202)之间还设有带孔的筛板(5), 所述筛板(5)的上表面布满有填料层(6)0
8.根据权利要求3所述的离心反应塔,其特征在于, 所述离心液柱塔的壳体(I)内腔中设有除雾器(4), 所述喷液生成装置(2)采用带用于向上喷出液柱(204)并与烟气接触以洗涤烟气的第二喷嘴(205)的吸收剂浆体管道(202), 所述第二喷嘴(205)装于所述吸收剂浆体管道(202)的输出口上, 所述吸收剂浆体管道(202)连通至所述壳体(I)外, 所述壳体(I)内腔中设有至少一组所述叶轮(302); 所述进气口(101)和所述排放口(103)分别设于所述壳体(I)的下部, 所述排气口( 102)设于所述壳体(I)的上部, 所述壳体(I)下部还设有空气入口(104)。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的离心反应塔,其特征在于, 所述叶轮(302)的叶片的布设方式采用沿所述主轴(301)的径向延伸、采用向所述壳体(I)的进气端方向倾斜、采用向所述壳体(I)的出气端方向倾斜中的至少一种。
10.根据权利要求2至8中任一项所述的离心反应塔,其特征在于, 所述叶轮(302)的叶片采用平板叶片或者弧形叶片。
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CN113617130A (zh) * 2021-08-06 2021-11-09 广东凯达环保科技有限公司 一种用于工业烟气、废气前处理的净化器

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