WO2021208396A1 - 一种高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴 - Google Patents

一种高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴 Download PDF

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王韶晖
白少林
牛拥军
雷鸣
石振晶
李兴华
何仰朋
何育东
余福胜
王少亮
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西安热工研究院有限公司
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    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases

Definitions

  • the atomized desulfurization nozzle is the key equipment in the spray absorption tower of the wet desulfurization system. Its main function is to atomize the limestone slurry to provide enough The small droplets in the contact area can effectively remove SO 2 from the flue gas.
  • the atomization performance of the atomizing desulfurization nozzle has a direct impact on the desulfurization efficiency and operating energy consumption of the entire system.
  • the purpose of the present invention is to overcome the above-mentioned shortcomings of the prior art and provide a high-efficiency dual-inlet channel swirl atomized desulfurization nozzle, which can effectively improve the uneven flow of the single-inlet channel atomized desulfurization nozzle and reduce fog Reduce the particle size, increase the probability of flue gas and liquid droplet reaction, and improve the desulfurization efficiency of flue gas.
  • the high-efficiency dual-inlet channel swirl atomizing desulfurization nozzle of the present invention includes a swirling chamber, a first inlet channel, a second inlet channel, an outlet straight pipe section and an outlet flaring section, wherein the first inlet channel and the swirling cavity
  • the left inlet of the chamber is connected
  • the second inlet channel is connected with the right inlet of the cyclone chamber
  • the upper end of the outlet straight pipe section is connected with the bottom outlet of the cyclone chamber
  • the lower end of the outlet straight pipe section is connected with the outlet flaring section Connected
  • the inner wall of the front side of the first inlet channel is tangent to the inner wall of the front side of the swirl chamber
  • the inner wall of the back side of the second inlet channel is tangent to the inner wall of the back side of the swirl chamber
  • the axis of the outlet straight pipe section and the outlet flaring section The axis of and the axis of the swirl chamber are on the same straight line.
  • the top of the swirl chamber is a flat-top structure.
  • the right inlet of the flow chamber is connected, and the inner wall of the front side of the first inlet channel is tangent to the inner wall of the front side of the swirl chamber, and the inner wall of the back side of the second inlet channel is tangent to the inner wall of the back side of the swirl chamber ,
  • the first inlet channel and the second inlet channel are symmetrical about the center of the swirl chamber, and the slurry outlet path is also symmetrical and shorter, which improves the problem of large slurry flow resistance and difficulty in flow out of the nozzle area of the single inlet channel. Good uniformity of spray flow spatial distribution.
  • Figure 3 is a perspective view of the present invention.
  • 1 is the first inlet channel
  • 2 is the second inlet channel
  • 3 is the swirl chamber
  • 4 is the outlet straight pipe section
  • 5 is the outlet flared section.
  • a layer/element when referred to as being "on" another layer/element, the layer/element may be directly on the other layer/element, or there may be an intermediate layer/element between them. element.
  • the layer/element may be located "under” the other layer/element when the orientation is reversed.
  • the high-efficiency dual-inlet channel cyclone atomization desulfurization nozzle of the present invention includes a cyclone chamber 3, a first inlet channel 1, a second inlet channel 2, an outlet straight pipe section 4, and an outlet In the flaring section 5, the first inlet channel 1 communicates with the left inlet of the swirl chamber 3, the second inlet channel 2 communicates with the right inlet of the swirl chamber 3, and the upper end of the outlet straight pipe section 4 is connected with The bottom outlet of the swirling chamber 3 is connected, and the lower end of the outlet straight pipe section 4 is connected with the outlet flaring section 5; the inner wall of the front side of the first inlet channel 1 is tangent to the inner wall of the front side of the swirling chamber 3.
  • the inner wall of the rear side of the inlet channel 2 is tangent to the inner wall of the rear side of the swirl chamber 3, and the axis of the outlet straight pipe section 4, the axis of the outlet flaring section 5 and the axis of the swirl chamber 3 are on the same straight line.
  • the cross-sectional size of the outlet flaring section 5 gradually increases; along the direction of slurry flow, the cross-sectional size of the first inlet channel 1 and the cross-sectional size of the second inlet channel 2 gradually decrease, which can increase the slurry flow rate , Improve the rotation intensity of the slurry in the swirl chamber 3, and strengthen the spray effect.
  • the swirling chamber 3 has an inverted pear-shaped structure.
  • the swirling chamber 3 bulges outward and is hollow inside, and the upper and lower ends are tapered, and the upper part is flat.
  • the outlet straight pipe section 4 and the outlet flaring section 5 form the nozzle outlet section.
  • the flaring structure of the outlet flaring section 5 can expand the spray angle of the spray and increase the effective coverage area of the slurry.
  • the outlet flaring section 5 can be designed differently according to needs Angle, to achieve accurate control of spray angle.
  • the present invention Compared with a nozzle with a single inlet channel, the present invention has more uniform distribution of slurry spray flow space, fuller mixing of flue gas and slurry, two-way opposing flow of slurry in the swirling chamber 3, increased swirling strength, improved atomization ability, and slurry particle size Effectively reduce, the probability of SO 2 in the flue gas reacting with the desulfurizer is increased, the liquid-to-gas ratio and energy consumption of the desulfurization reaction are reduced, and the economy of the desulfurization project is improved.

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Abstract

一种高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴，第一入口通道（1）与旋流腔室（3）的左侧入口相连通，第二入口通道（2）与旋流腔室（3）的右侧入口相连通，出口直管段（4）的上端与旋流腔室（3）的底部出口相连通，出口直管段（4）的下端与出口扩口段（5）相连通；第一入口通道（1）前侧面的内壁与旋流腔室（3）前侧面的内壁相切，第二入口通道（2）后侧面的内壁与旋流腔室（3）后侧面的内壁相切，出口直管段（4）的轴线、出口扩口段（5）的轴线及旋流腔室（3）的轴线位于同一直线上。该喷嘴能够有效改善单入口通道雾化脱硫喷嘴空间流量不均匀的现象，降低雾化粒径，提高烟气与液滴发生反应的概率，提高烟气的脱硫效率。

Description

一种高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴 【技术领域】
本发明属于烟气湿法脱硫领域，涉及一种高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴。
【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，而雾化脱硫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SO 2，雾化脱硫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。
现有火电行业脱硫系统雾化喷嘴大量使用的是单入口通道旋流雾化喷嘴，该型喷嘴的旋流腔室结构尺寸较大，当浆液从单入口通道进入旋流腔室，在重力和旋转的离心力共同作用下浆液从喷嘴入口至喷嘴出口的不同位置行走路径和时间会有不同。浆液出流过程中存在流动阻力大，难于出流，喷雾流量小的区域，导致喷雾流量空间分布不均匀。在脱硫塔浆液喷淋区域，烟气与浆液喷雾逆向流动，当某些位置浆液喷雾流量小，烟气则更容易通过，导致烟气走廊的形成，减小烟气与浆液的有效反应机率，造成脱硫效率降低。同时该型喷嘴还存在喷雾粒径大的问题。同等浆液喷雾粒径大则比表面积小，浆液与烟气反应速度慢，也会影响脱硫效率，增加了脱硫能耗。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴，该喷嘴能够有效的改善单入口通道雾化脱硫喷嘴空间流量不均匀的现象，降低雾化粒径，提高烟气与液滴发生反应的概率，提高烟气的脱硫效 率。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明所述的高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴包括旋流腔室、第一入口通道、第二入口通道、出口直管段及出口扩口段，其中，第一入口通道与旋流腔室的左侧入口相连通，第二入口通道与旋流腔室的右侧入口相连通，出口直管段的上端与旋流腔室的底部出口相连通，出口直管段的下端与出口扩口段相连通；
第一入口通道前侧面的内壁与旋流腔室前侧面的内壁相切，第二入口通道后侧面的内壁与旋流腔室后侧面的内壁相切，出口直管段的轴线、出口扩口段的轴线及旋流腔室的轴线位于同一直线上。
沿浆液流动方向，第一入口通道的横截面尺寸及第二入口通道的横截面尺寸逐渐减小。
旋流腔室呈倒置梨形结构。
第一入口通道、第二入口通道、旋流腔室、出口直管段及出口扩口段的内外壁均光滑，且壁厚均大于8mm。
第一入口通道的轴线与第二入口通道的轴线不在同一直线上。
旋流腔室的顶部为平顶结构。
沿浆液流动方向，出口扩口段的横截面尺寸逐渐增大。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述的高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴在具体操作时，采用双入口通道结构，其中，第一入口通道与旋流腔室的左侧入口相连通，第二入口通道与旋流腔室的右侧入口相连通，且第一入口通道前侧面的内壁与旋流腔室前侧面的内壁相切，第二入口通道后侧面的内壁与旋流腔室后侧面的内壁相切，第一入口 通道与第二入口通道关于旋流腔室中心对称，浆液出流路径也对称且路径更短，改善了单入口通道喷嘴部分区域浆液流动阻力大，难于出流的问题，实现更好的喷雾流量空间分布均匀性。同时，浆液双向对冲流动的设计能使浆液在旋流腔室内获得更高的旋流强度，浆液获得更高的初始动能，破碎条件更佳，在出口段，强旋流在聚拢中继续增速流过出口直管段，然后由出口扩口段散开成薄液膜，液膜在空气中震荡撕裂为液丝，最终破碎为均匀致密的细小液滴，以提高雾化效果及脱硫效率，结构简单，操作方便，实用性极强。
【附图说明】
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的侧视图；
图2为本发明的主视图；
图3为本发明的立体图。
其中，1为第一入口通道、2为第二入口通道、3为旋流腔室、4为出口直管段、5为出口扩口段。
【具体实施方式】
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免 不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
本发明公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1、图2及图3，本发明所述的高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴包 括旋流腔室3、第一入口通道1、第二入口通道2、出口直管段4及出口扩口段5，其中，第一入口通道1与旋流腔室3的左侧入口相连通，第二入口通道2与旋流腔室3的右侧入口相连通，出口直管段4的上端与旋流腔室3的底部出口相连通，出口直管段4的下端与出口扩口段5相连通；第一入口通道1前侧面的内壁与旋流腔室3前侧面的内壁相切，第二入口通道2后侧面的内壁与旋流腔室3后侧面的内壁相切，出口直管段4的轴线、出口扩口段5的轴线及旋流腔室3的轴线位于同一直线上。
沿浆液流动方向，出口扩口段5的横截面尺寸逐渐增大；沿浆液流动方向，第一入口通道1的横截面尺寸及第二入口通道2的横截面尺寸逐渐减小，可以增加浆液流速，提高旋流腔室3内浆液的旋转强度，强化喷雾效果。
旋流腔室3呈倒置梨形结构，旋流腔室3向外鼓起内部中空，上下两端渐缩，上部为平顶。
出口直管段4与出口扩口段5组成喷嘴出口段，其中，出口扩口段5的扩口结构可以扩大喷雾的喷雾角，提高浆液的有效覆盖面积，出口扩口段5可根据需要设计不同角度，实现喷雾角的准确控制。
第一入口通道1、第二入口通道2、旋流腔室3、出口直管段4及出口扩口段5的内外壁均光滑，且壁厚均大于8mm；第一入口通道1的轴线与第二入口通道2的轴线不在同一直线上。
本发明相比于单入口通道喷嘴，浆液喷雾流量空间分布更加均匀，烟气与浆液混合更加充分，旋流腔室3内浆液双向对冲流动，旋流强度增加，雾化能力提高，浆液粒径有效降低，烟气中SO 2与脱硫剂反应的概率增大，脱硫反应液气比和能耗下降，脱硫工程的经济性提高。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

  1. 一种高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴，其特征在于，包括旋流腔室(3)、第一入口通道(1)、第二入口通道(2)、出口直管段(4)及出口扩口段(5)，其中，第一入口通道(1)与旋流腔室(3)的左侧入口相连通，第二入口通道(2)与旋流腔室(3)的右侧入口相连通，出口直管段(4)的上端与旋流腔室(3)的底部出口相连通，出口直管段(4)的下端与出口扩口段(5)相连通；
    第一入口通道(1)前侧面的内壁与旋流腔室(3)前侧面的内壁相切，第二入口通道(2)后侧面的内壁与旋流腔室(3)后侧面的内壁相切，出口直管段(4)的轴线、出口扩口段(5)的轴线及旋流腔室(3)的轴线位于同一直线上。
  2. 根据权利要求1所述的高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴，其特征在于，沿浆液流动方向，第一入口通道(1)的横截面尺寸及第二入口通道(2)的横截面尺寸逐渐减小。
  3. 根据权利要求1所述的高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴，其特征在于，旋流腔室(3)呈倒置梨形结构。
  4. 根据权利要求1所述的高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴，其特征在于，第一入口通道(1)、第二入口通道(2)、旋流腔室(3)、出口直管段(4)及出口扩口段(5)的内外壁均光滑，且壁厚均大于8mm。
  5. 根据权利要求1所述的高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴，其特征在于，第一入口通道(1)的轴线与第二入口通道(2)的轴线不在同一直线上。
  6. 根据权利要求1所述的高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴，其特征在于，旋流腔室(3)的顶部为平顶结构。
  7. 根据权利要求1所述的高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴，其特征在于，沿浆液流动方向，出口扩口段(5)的横截面尺寸逐渐增大。
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