TW555726B - A method of flue gas conditioning and a flue gas conditioning device - Google Patents

Description

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五、發明説明（/ ) 本發明係關於一種在煙道氣控制裝置裡界定控制室之 內壁處提高溫度的方法，而與煙道氣控制裝置有關，該裝 置包括進氣口、在進氣口延伸部的擴散器、及在擴散器之 延伸部裡基本上爲圓筒狀的管區域，該管區域係設有一底 部及在擴散器對面設有一出氣口，擴散器和進氣口、出氣 口之間的圓筒形管區域的內壁界定出一控制室，以及設於 接近進氣口的控制室區域裡的機構，以將調節水導入煙道 氣。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 锾_丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此等煙道氣控制裝置典型用於工業製造系統相關的用 途，而且實務上通常用於其窯爐中進行燃燒的水泥製造系 統，而且其中燃燒所致之包含顆粒的煙道氣，必須在分離 器裡釋出至少這些顆粒其中一部分。例如，靜電沉澱器或 袋式過濾器可以用於此方面。此等分離器在煙道氣導入時 有特別的要求。因此，單就材料的因素而言，在袋式過濾 器裡及在靜電沉澱器裡皆需要煙道氣具有適當的低溫，然 而又需確定煙道氣沒有濕。低溫更造成在控制裝置後必須 處理之氣體的體積縮小，而且各別的分離器可能因此相對 地要減小其尺寸。就靜電沉澱器而言，非常重要的是：煙 道氣顆粒的電阻率低到足以避免在靜電過濾器裡反射，因 爲此等反射作用產生明顯降低分離量的操作狀態。就袋式 過濾器而言，同樣重要的是：不存在任何濕的煙道氣，因 爲濕煙道氣的存在係影響過濾的效率，並可能導致過濾袋 損壞。爲了改變煙道氣的狀態以符合分離器的需求，煙道 氣在導入其中前先送入上述的煙道氣控制裝置。 -------3_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X 297公漦） 555726 A7 ___ H? 五、發明説明（1 ) 在已知的煙道氣控制裝置裡，明顯的趨勢是從控制室 內壁分離之煙道氣流。通常，無法預測煙道氣流在何處與 壁表面分離，但是其結果爲：平均而言，接近壁之區域裡 的溫度要比更靠近控制室中心之區域裡的溫度低許多。此 意謂：在該壁區域裡，存在著相當的風險，即水滴可能沉 降在內壁並在此形成水垢，或可能形成從內壁到控制室底 部的路徑。後者在裝置裡產生濕的底部，而對於將已沉降 於控制裝置裡的塵埃排出及視需要地再導入向上物流，這 是極不想要的情況。 上述的問題在控制裝置的進氣管於進氣截面產生相當 大的壓力梯度時，受到特別的矚目，其在壓力低的一側， 導致煙道氣與壁區域以上述結果之分離的可能性增加，但 是程度更嚴重。此種進氣口的特徵在於：長達5倍進氣管 直徑的距離裡，沒有與控制室之中心軸平行的軸。該構造 就數個理由而言是很普通的。就一方面而言，此等構造牽 涉到整體高度很高，整體高度高是不想要的，而且就另一 方面而言，通常實際上是不可能支撐此等高的管子。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 --------—丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲了克服分離現象至某個程度’ 一^般係設置格珊於此 等控制裝置中，在裝置裡朝上而且在此情況裡較佳置於擴 散器的區域。此種格柵係用來使煙道氣流流暢，以使煙道 氣流更均勻。此種格柵部分地補救了上述問題。補救問題 的另一作法包括以小頂角及相對爲大的長度來建構擴散器 。該策略部分地補救了上述問題。然而，在包括格柵的裝 置裡，以及在包括小頂角之擴散器的裝置裡，只產生很差 4 本^氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公漦) " ' 555726 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 Λ7 ΪΓ 五、發明説明（3 ) 的流動穩定性，而上述問題仍以顯著的程度發生。 也知道一種煙道氣控制裝置，其中煙道氣輸送包括一 條與進氣管呈切線並向上傾斜的管。在此習知技術的裝置 裡，煙道氣流靠著進氣管的封閉尾端反射，這表示煙道氣 變成紊流，而且因此沒有明確界定的運動方向。該習知技 術的煙道氣控制裝置裡也出現上述諸問題。 因爲煙道氣流在習知技術裝置裡穩定性很差，而且因 此控制規律的可能性很低，所以需要一種改良的煙道氣裝 置。 因此，本發明之目的在於提供一種有關此等煙道氣控 制裝置的方法，該方法確保煙道氣流更穩定，且在壁附近 區域提供高溫達更大的程度。 這係由本發明的方法所達成，其中使煙道氣流以繞著 貫穿控制室的軸來旋轉移動。 在該方法裡，壁處的高溫係藉由旋轉動量而達成，其 確保沒有水滴發生在壁上的程度更佳。 就方便性而言，同時使煙道氣進行軸向移動，而旋轉 的速率構成10到40%，較佳約20%的軸向速率。軸向動 量確保旋轉動量向出氣口前進，而且也使其穩定。在具有 10到40%軸向速率之旋轉速率的旋轉流動下，更可能獲得 造成第二流動朝向旋轉中心前進的壓力條件。此種第二流 動將使注入的水滴延長在控制室裡的滯留時間，因爲水滴 由朝旋轉中心向內流動的流體，及向上要再次包含於旋轉 流體裡的流體所承載，藉此促進控制裝置的效率。 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 〇 X 297公f ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

555726 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明説明（夺） ' .......... ……一~" 本發明也關於一種執行本方法的煙道氣控制裝置，該 裝置包括進氣口、在進氣口延伸部的擴散器、及在擴散器 之延伸部裡基本上爲圓筒狀的管區域，該管區域係設有一 底部及在擴散器對面設有一出氣口，擴散器和圓筒形管區 域界定出一控制室，以及設於接近進氣口的控制室區域裡 的機構’以將調節水導入煙道氣。 丰艮_本：#明’該控制裝置的特徵在於：提供賦予煙道 氣流有轉動動量的機構。 此種裝置’如同該方法，藉由轉動動量在壁處提供高 溫’確保比習知壁上沒有產生水滴的程度更佳。軸向動量 確保轉動動量朝向出氣口前進，而且也被穩定化。在旋轉 流動下’更可能獲得造成第二流動朝向旋轉中心前進的壓 力條件。此種第二流動將使注入的水滴延長在控制室裡的 滯留時間’因爲水滴由朝旋轉中心向內流動的流體，及向 上要再次包含於旋轉流體裡的流體所承載，藉此促進控制 裝置的效率。 爲方便起見，本發明的裝置也包括使旋轉煙道氣流具 有軸向動量的機構。 要提供此種旋轉及軸向移動’可以例如將導柴裝設在 進氣口，該導槳從進氣管中心做徑向伸展。進一步可能的 作法包括提供第一基本上爲軸向的進氣管，而且提供與此 聯合之第二切線方向的煙道氣進氣管。 本發明又關於一種水泥製造系統，其包括窯爐、碾機 、煙道氣控制裝置及分離器。根據本發明，該系統的特徵 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公t ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I衣. 1訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 555726 五、發明説明（上） 在於包括前述的控制裝置。該裝置在此等系統是特別適宜 的，因爲此展現出特別困難的操作狀況。 本發明將以下列圖式作參考，而更完整地說明如下， 該圖式顯示煙道氣控制裝置的一個較佳具體實施例。 在圖式裡： 第1圖顯示煙道氣控制裝置的側視圖， 第2圖顯示習知技術之煙道氣控制裝置的剖面圖，及 並顯示流動路線， 第3圖顯示習知技術之煙道氣控制裝置的側視圖， 第4圖顯示習知技術之煙道氣控制裝置的剖面圖， 第5圖顯示安裝於進氣口裡之導槳結構的上視圖及立 體圖， 第6圖顯示經由煙道氣控制裝置之進氣口及擴散器的 部分剖面圖，其中設有導槳，如第5圖所示， 第7圖顯示施行本發明之煙道氣控制裝置的剖面圖， 本結構顯示出流動路線， 第8圖顯示用以確保旋轉流動的機構之較佳具體實施 例裡之煙道氣流的速率分布剖面，及 第9圖顯示裝設有軸向及切線方向導入煙道氣的管系 統之煙道氣控制裝置。 第1圖係顯示控制裝置1，其包括進氣管2，擴散器3 ，垂直側壁4，基底部5，及出氣口 6。擴散器3邊緣設有 數個孔7,其係用來置入具有將調節水注入之噴嘴的長嘴 (lance)(未示出）。長嘴係與供水器連接。擴散器也可以由 7 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) --------— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11*7- 555726

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（石） 單一錐體、具有不同角度的數個錐體、或是由數個不同直 徑之圓筒長度的管構成。 從第2圖顯然可見，如流動箭頭8所示，流體如何在 在進氣口壓力梯度很大的結構裡之最低壓側(第2圖右邊) 分離。這是不適宜的，因爲會造成效率很差，而且因爲更 牽涉到有形成水垢的風險。 習知技術裝置的例子之一係顯示於第3圖，其中設有 小角度的長擴散器3以避免如第2圖所示的流動。第4圖 顯示習知技術裝置的另一例子，其中格柵9係設於擴散器 的區域裡。然而，這些特徵不足以提供控制裝置裡所要的 條件。 第5圖係顯示安裝於進氣管裡的槳葉結構1〇。顯然可 見，結構包括六個槳葉11，每一個係由單曲線板所形成。 這形成特別簡單的結構。 從第6圖部分剖面圖可看出，槳葉結構10，如第5圖 所示，如何裝在控制裝置裡以形成本發明的裝置。 第7圖係顯示裝有例如第6圖所示之槳葉的控制裝置 ，其中顯示操作該槳葉後的流動路線12。可看出，第2圖 所示的分離情形不再發生。而且可看到朝向控制室的第二 流動13。同樣地，經由控制室之上區域顯示速率分佈的第 8圖也是如此。可看出，接近內壁處的速率相當快，指出 這裡有熱的氣體流動，而且因此水滴沉降的風險極小。第 二流動係顯示出負値的速率。水滴14則指出被夾帶走。 第9圖顯示本發明的另一具體實施例，其中軸向進氣 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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Claims (1)

1. 72( A8B8C8D8 六、申請專利範圍 延伸。 6·根據申請專利範圍第4項之煙道氣控制裝置，其特 徵在於設有第一基本上爲軸向的進氣管’而且其特徵在於 設置與上述結合之第二切線方向的煙道氣進氣管。 7·根據申請專利範圍第4到6項中任一項之煙道氣控 制裝置，其特徵在於採用產生旋轉動量的機構及產生軸向 動量的機構，使得於控制室裡旋轉速率相當於10-40%。 8·根據申請專利範圍第7項之煙道氣控制裝置，其特 徵在於控制室裡旋轉速率相當於20%的軸向速率。 9·根據申請專利範圍第5項之煙道氣控制裝置，其特 徵在於導槳爲單曲線板，其依著徑向做橫向彎曲。 10·申請專利範圍第7項之煙道氣控制裝置，其特徵在 於導槳爲單曲線板，其依著徑向做橫向彎曲。 11·根據申請專利範圍第5項之煙道氣控制裝置，其特 徵在於設置2到12個槳葉，而且其特徵在於槳葉的高度可 多達2倍進氣管直徑。 12·根據申請專利範圍第7項之煙道氣控制裝置，其特 徵在於設置2到12個槳葉，而且其特徵在於槳葉的高度可 多達2倍進氣管直徑。 13·根據申請專利範圍第9項之煙道氣控制裝置，其特 徵在於設置2到12個槳葉，而且其特徵在於槳葉的高度可 多達2倍進氣管直徑。 14·根據申請專利範圍第1〇項之煙道氣控制裝置，其 特徵在於設置2到12個槳葉，而且其特徵在於槳葉的高度 ----2---------- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁>

   Λ8 B8 C8 D8 555726 、申請專利範圍 可多達2倍進氣管直徑。 15.—種水泥製造系統，其包括窯爐、碾機、煙道氣控 制裝置及分離器，其特徵在於包括一根據申請專利範圍第 4-14項中任一項所述之控制裝置。 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐）