CN209475992U - 一种烟气湿法脱硫雾化喷嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟气湿法脱硫雾化喷嘴，包括入口通道及涡流腔体，涡流腔体的侧面开口，入口通道出口的一侧固定于涡流腔体的侧面开口处，入口通道出口的另一侧与涡流腔体的侧面开口之间设置有圆弧面板，其中，圆弧面板的一端与入口通道出口的内壁相切，圆弧面板的另一端与涡流腔体侧面开口的内壁相切；设直线L经过涡流腔体的中心且与入口通道的轴线相平行，直线L与入口通道之间的距离为m，则有m大于等于0.2R且小于等于R，R为涡流腔体的内径，该喷嘴具有内部压力损失小、能耗低、不易堵塞及雾化粒径小的特点。

Description

一种烟气湿法脱硫雾化喷嘴

技术领域

本实用新型属于烟气湿法脱硫领域，涉及一种烟气湿法脱硫雾化喷嘴。

背景技术

目前湿法烟气脱硫工艺大部分采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，而雾化喷嘴是湿法脱硫系统喷淋吸收塔中的关键设备，其主要作用是将石灰石浆液雾化为可提供足够接触面积的细小液滴，从而有效脱除烟气中的SO₂，雾化喷嘴的雾化性能对整个系统的脱硫效率和运行能耗有着直接影响。

在国家要求的多行业烟气污染物实现超低排放的背景下，很多行业石灰石-石膏湿法脱硫设施需要增容或提效改造，为了提高脱硫效率，通常采用抬升吸收塔、增加喷淋层、增大循环泵流量等方式来实现。本实用新型提出一种不易堵塞、低流量、低压力、雾化粒径更小能耗更低的喷嘴，可提高一定空间内喷淋浆液的充满度和比表面积，最终实现在相同的入口参数情况下，达到较高的脱硫效率，而不再千篇一律地采用抬升吸收塔高度以增加喷淋层、提高液气比、增加托盘或其他型式增强传质单元甚至采用串塔技术来提高脱硫效率，采用此新型湿法脱硫雾化喷嘴，可能仅需将现有脱硫装置的循环泵电机(以提高扬程和喷嘴入口压力以降低喷嘴雾化粒径)和现有吸收塔雾化喷嘴甚至喷淋层进行更换后，即可实现超低排放，可大大地降低超低排放改造投资及运行成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种烟气湿法脱硫雾化喷嘴，该喷嘴具有内部压力损失小、能耗低、不易堵塞及雾化粒径小的特点。

为达到上述目的，本实用新型所述的烟气湿法脱硫雾化喷嘴包括入口通道及涡流腔体，涡流腔体的侧面开口，入口通道出口的一侧固定于涡流腔体的侧面开口处，入口通道出口的另一侧与涡流腔体的侧面开口之间设置有圆弧面板，其中，圆弧面板的一端与入口通道出口的内壁相切，圆弧面板的另一端与涡流腔体侧面开口的内壁相切；

设直线L经过涡流腔体的中心且与入口通道的轴线相平行，直线L与入口通道之间的距离为m，则有m大于等于0.25R且小于等于R，R为涡流腔体的内径。

圆弧面板的一端与入口通道出口的内壁相切于P点，圆弧面板的另一端与涡流腔体侧面开口的内壁相切于Q点，以涡流腔体的中心点为原点，以直线L为Y轴，其中，Y轴的正方向指向入口通道，以原点指向圆弧面板的方向为X轴，建立XOY坐标系，其中，X轴、Y轴及入口通道的轴线位于同一平面内，则有涡流腔体的中心点与Q点的连线与X轴正方向的夹角为30°～180°，且Q点位于XOY坐标系的第二象限、第三象限或第四象限内。

当Q点位于XOY坐标系的第三象限或第四象限时，则P点位于X0Y坐标系的第一象限内。

当Q点位于XOY坐标系的第二象限时，则P点位于XOY坐标系的第二象限内。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的烟气湿法脱硫雾化喷嘴包括入口通道及涡流腔体，其中，入口通道出口的一侧固定于涡流腔体的侧面开口处，入口通道出口的另一侧与涡流腔体的侧面开口之间设置有圆弧面板，其中，圆弧面板的一端与入口通道出口的内壁相切，圆弧面板的另一端与涡流腔体侧面开口的内壁相切，从而增加涡流腔体内流场的均匀性，减少内部压力损失，以增加喷嘴出口处液体的转速，使得液体被拉成更多的丝状射流，并高速喷出，进而与周围空气发生摩擦分离雾化成更多、更小粒径的液滴；另外，直线L经过涡流腔体的中心且与入口通道的轴线相平行，直线L与入口通道之间的距离为m，则有m大于等于0.2R且小于等于R，R为涡流腔体的内径，使得入口通道向涡流腔体的一侧偏移相切，增大涡流腔体的直径，增强液体的旋转强度以获得更大的离心力，喷嘴出口液体径向分速度增大，有利于液膜的撕裂形成更小的液滴，因此本实用新型能够在同样入口压力下获得更小的雾化粒径，以增大液滴与烟气接触的比表面积，从而提高气液传质速率，降低能耗，降低改造投资及运行成本。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为本实用新型的另一种结构示意图；

图3为本实用新型的另一种结构示意图；

图4为仿真模拟中第一种喷嘴模型的示意图；

图5为仿真模拟中第二种喷嘴模型的示意图；

图6为第一种喷嘴模型在X-Y平面进出口压力示图；

图7为第二种喷嘴模型在X-Y平面进出口压力示图；

图8为第一种喷嘴模型在Z-Y平面进出口压力示图；

图9为第二种喷嘴模型在Z-Y平面进出口压力示图。

其中，1为入口通道、2为圆弧面板、3为涡流腔体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参考图1，本实用新型所述的燃煤电厂烟气湿法脱硫雾化喷嘴包括入口通道1及涡流腔体3，涡流腔体3的侧面开口，入口通道1出口的一侧固定于涡流腔体3的侧面开口处，入口通道1出口的另一侧与涡流腔体3的侧面开口之间设置有圆弧面板2，其中，圆弧面板2的一端与入口通道1出口的内壁相切，圆弧面板2的另一端与涡流腔体3侧面开口的内壁相切；设直线L经过涡流腔体3的中心且与入口通道1的轴线相平行，直线L与入口通道1之间的距离为m，则有m大于等于0.2R且小于等于R，R为涡流腔体3的内径。

参考图1、图2及图3，圆弧面板2的一端与入口通道1出口的内壁相切于P点，圆弧面板2的另一端与涡流腔体3侧面开口的内壁相切于Q点，以涡流腔体3的中心点为原点，以直线L为Y轴，其中，Y轴的正方向指向入口通道1，以原点指向圆弧面板2的方向为X轴，建立XOY坐标系，其中，X轴、Y轴及入口通道1的轴线位于同一平面内，则有涡流腔体3的中心点与Q点的连线与X轴正方向的夹角为30°～180°，且Q点位于XOY坐标系的第二象限、第三象限或第四象限内。

其中，当Q点位于XOY坐标系的第三象限或第四象限时，则P点位于XOY坐标系的第一象限内；当Q点位于XOY坐标系的第二象限时，则P点位于XOY坐标系的第二象限内。

仿真模拟实验

模拟条件为：速度入口，压力出口，其余壁面设为wall。模拟以水作为流体介质，入口速度为1.7m/s，入口流量为50m³/h。

图4为常规的石灰石石膏湿法脱硫雾化喷嘴模型，图5为本实用新型的喷嘴模型，其中，涡流腔体3的半径为R＝90mm，入口通道1的直径为90mm，出口直径为85m，将入口通道1向涡流腔体3的一侧偏移，偏移m＝0.4R，入口通道1与出口腔体的切点与水平线夹角θ取值为90o，具体参数参考附图。

模拟结果显示，未偏移入口通道1的喷嘴进、出口压力差为153791Pa，本实用新型的进、出口压力差为118389Pa，本实用新型喷嘴进、出口压差较常规喷嘴减少了35402Pa，压损减少了23％，在有效改善了喷嘴内部流场的同时降低了喷嘴的压力损失即能耗。

Claims (4)

1.一种烟气湿法脱硫雾化喷嘴，其特征在于，包括入口通道(1)及涡流腔体(3)，涡流腔体(3)的侧面开口，入口通道(1)出口的一侧固定于涡流腔体(3)的侧面开口处，入口通道(1)出口的另一侧与涡流腔体(3)的侧面开口之间设置有圆弧面板(2)，其中，圆弧面板(2)的一端与入口通道(1)出口的内壁相切，圆弧面板(2)的另一端与涡流腔体(3)侧面开口的内壁相切；

设直线L经过涡流腔体(3)的中心且与入口通道(1)的轴线相平行，直线L与入口通道(1)之间的距离为m，则有m大于等于0.2R且小于等于R，R为涡流腔体(3)的内径。

2.根据权利要求1所述的烟气湿法脱硫雾化喷嘴，其特征在于，圆弧面板(2)的一端与入口通道(1)出口的内壁相切于P点，圆弧面板(2)的另一端与涡流腔体(3)侧面开口的内壁相切于Q点，以涡流腔体(3)的中心点为原点，以直线L为Y轴，其中，Y轴的正方向指向入口通道(1)，以原点指向圆弧面板(2)的方向为X轴，建立X0Y坐标系，其中，X轴、Y轴及入口通道(1)的轴线位于同一平面内，则有涡流腔体(3)的中心点与Q点的连线与X轴正方向的夹角为30°～180°，且Q点位于XOY坐标系的第二象限、第三象限或第四象限内。

3.根据权利要求2所述的烟气湿法脱硫雾化喷嘴，其特征在于，当Q点位于XOY坐标系的第三象限或第四象限时，则P点位于X0Y坐标系的第一象限内。

4.根据权利要求2所述的烟气湿法脱硫雾化喷嘴，其特征在于，当Q点位于XOY坐标系的第二象限时，则P点位于XOY坐标系的第二象限内。