專利名稱：復合氣流發(fā)生器、循環(huán)流化床塔前兩相預混合裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及煙氣凈化技術領域，尤其涉及一種復合氣流發(fā)生器、循環(huán)流化床塔前兩相預混合的裝置及方法。
背景技術：
鍋爐等煙氣中含有302、503、!1(:1、冊、勵1、重金屬、？12.5、二噁英等多組分污染物，現(xiàn)有技術為了對煙氣進行凈化，除去其中的有毒物質，常采用的是循環(huán)流化床煙氣干法多污染物協(xié)同凈化工藝，該工藝是一種利用流化床床層內激烈的湍動和高效的傳熱、傳質來快速實現(xiàn)煙氣脫除S02、S03、HC1、HF、N0x、重金屬、PM2.5、二噁英等多組分污染物的技術。循環(huán)流化床煙氣干法多污染物協(xié)同凈化工藝具有處理煙氣量大，多種污染物同步脫除，節(jié)水等優(yōu)點，常被用于煙氣的凈化。在循環(huán)流化床凈化塔內，主要反應區(qū)域是在錐形段物料顆粒高濃度區(qū)域，而煙氣在這段區(qū)域的停留時間通常僅有I 2秒，因此為加快煙氣與物料顆粒(循環(huán)物料及吸收齊U)的反應，達到高效的凈化效率，必須強化物料顆粒和煙氣的充分混合和均勻分布。現(xiàn)有技術中強化物料顆粒和煙氣充分混合和均勻分布的方法有兩種，一種是物料顆粒在錐形段加入凈化塔，其正好處于反應區(qū)域內，然而由于剛加入物料濃度大，難以快速擴散，從而容易在反應區(qū)域內形成高物料濃度差，導致一部分煙氣與物料顆粒接觸不足而未達到較好的凈化效果就已流過反應區(qū)域了，弱化了凈化效果；另一種是物料顆粒在塔前煙道加入后隨煙氣攜帶而進入凈·化塔內，該工藝由于物料顆粒與煙氣在塔前煙道就開始混合，增加了其混合時間，但由于加入物料在煙道高流速下并不能實現(xiàn)良好混合，而且由于混合不均勻，導致凈化塔各文丘里管孔間物料顆粒和煙氣的分布不均勻，其中流過物料顆粒多的文丘里管煙氣流過少，而流過物料顆粒少的文丘里管煙氣流過多，如此會導致流過煙氣量過多的文丘里管區(qū)域由于煙氣流速過大而降低煙氣在反應區(qū)域的停留時間，從而也弱化了凈化效果O為了能夠提高煙氣凈化的效率，常采用的技術手段是強化氣固兩相的混合及反應時間，如公開號為CN100368070C的中國專利公開了一種循環(huán)流化床旋直流復合流化裝置，其在文丘里管喉管安裝內套筒，在內套筒與文丘里管喉管壁之間安裝旋流流化裝置，從而形成煙氣在內套筒內直流流化和在內套筒外側的旋流流化的復合流化，通過這種復合流化氣流以達到減輕氣流偏轉、提高流化效果、顆粒停留時間延長、內循環(huán)倍率高、脫硫效率高的目的。盡管該裝置提高了物料顆粒與煙氣在該區(qū)域的停留時間，但并未改善物料顆粒與煙氣的混合及均化分布，相反，由于該處的旋流離心力作用，加大了反應區(qū)域壁面出物料顆粒的濃度，強化了環(huán)-核流動模式，使得煙氣與物料顆?；旌霞胺植疾⒉痪鶆?，反而會降低凈化效率。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種復合氣流發(fā)生器、循環(huán)流化床塔前兩相預混合、均化分布的裝置及方法，本發(fā)明提供的復合氣流發(fā)生器設置于所述循環(huán)流化床塔前兩相預混合的裝置中，從而能夠將塔前煙氣氣流組織成直-旋-直流場，使物料和煙氣就能夠實現(xiàn)混合均勻，提高了煙氣的凈化效率。本發(fā)明提供了一種循環(huán)流化床塔前兩相預混合的方法，包括以下步驟:將待處理的煙氣在塔前形成由塔前煙道中心到內壁依次分布的直流、旋流和直流流場；將吸收劑和循環(huán)物料加入所述直流-旋流-直流流場中，所述吸收劑、循環(huán)物料與煙氣實現(xiàn)預混合和均化分布。本發(fā)明提供了一種復合氣流發(fā)生器，包括多個固定板撐、多個旋流導流葉片、內套筒和外套筒；每個旋流導流葉片的兩端分別固定在內套筒的外壁和外套筒的內壁；每個旋流導流葉片的平面與水平面的夾角為20° 60° ;所述固定板撐用于將外套筒、內套筒和旋流導流葉片構成的結構固定于塔前煙道上，每個固定板撐的一端設置于所述外套筒的外壁，另一端設置于塔前煙道的內壁；所述固定板撐豎直設置。優(yōu)選的，每個旋流導流葉片的平面與水平面的夾角為30° 50°。優(yōu)選的，所述旋流導流葉片的數(shù)量為4片 18片。優(yōu)選的，所述內套筒的橫截面的面積占所述塔前煙道橫截面總面積的5% 15%。優(yōu)選的，所述外套筒與內套筒之間橫截面的面積占所述塔前煙道橫截面總面積的25% 60%。優(yōu)選的，所述外套筒與所述塔前煙道之間橫截面的面積占所述塔前煙道橫截面總面積的30% 70%。優(yōu)選的，所述內套筒與外套筒的中心軸線重合。本發(fā)明提供了一種循環(huán)流化床塔前兩相預混合的裝置，包括塔前煙道、文丘里管、錐形段以及凈化塔筒體，其特征在于，在所述塔前煙道上設置有上述技術方案所述的復合氣流發(fā)生器。優(yōu)選的，所述的塔前煙道壁上設置有吸收劑入料口和循環(huán)物料入料口 ；所述吸收劑入料口和循環(huán)物料入料口均設置于所述復合氣流發(fā)生器與文丘里管之間，所述吸收劑入料口與循環(huán)物料入料口處于同一水平高度，所述水平高度與所述文丘里管入口的距離為塔前煙道直徑的0.2倍以上。本發(fā)明提供了一種復合氣流發(fā)生器、循環(huán)流化床塔前兩相預混合的裝置及方法。本發(fā)明提供的循環(huán)硫化床塔前兩相預混合的裝置由入口塔前煙道、文丘里管文丘里管、錐形段以及凈化塔筒體依次連接組成，在塔前煙道上安裝有復合氣流發(fā)生器。本發(fā)明提供的復合氣流發(fā)生器包括多個固定板撐、多個旋流導流葉片、內套筒和外套筒；每個旋流導流葉片的兩端分別固定在內套筒的外壁和外套筒的內壁；每個旋流導流葉片的平面與水平面的夾角為20° 60° ;所述固定板撐用于將外套筒、內套筒和旋流導流葉片構成的結構固定于塔前煙道，每個固定板撐的一端設置于所述外套筒的外壁，另一端設置于塔前煙道的內壁；所述固定板撐豎直設置；在復合氣流發(fā)生器與文丘里管之間設置有吸收劑入料口和循環(huán)物料入料口。復合氣流發(fā)生器的內外套筒的結構將塔前煙道分成三個區(qū)域，使得在煙氣凈化過程中，煙氣通過復合氣流發(fā)生器后，煙氣在內套筒內形成直流氣流，在內套筒和外套筒之間形成旋流氣流，在外套筒和塔前煙道內壁之間形成直流氣流，從而在塔前要到內形成了直-旋-直氣流流場，在此直-旋-直氣流流場的氣流的強烈擾動下，使得從入料口加入的物料顆粒會快速的分散開，并與煙氣進行充分混合；并且通過旋流氣流對周圍的直流氣流的卷吸作用，實現(xiàn)塔前煙氣的再分布，確保塔底煙氣氣流在截面上分布的均勻，如此就達到物料顆粒和煙氣的兩相預混合和均化分布，使得進入塔內的物料和煙氣兩相均勻，具有更充分的接觸及反應時間。實驗結果表明，本發(fā)明提供的循環(huán)流化床塔前兩相預混合、均化分布的裝置用于煙氣凈化塔中時，能夠降低文丘里管出口處的物料濃度偏差及煙氣流量偏差，從而大大提高了塔內兩相的均勻分布，提高系統(tǒng)的凈化效率，降低吸收劑的消耗。


圖1為本發(fā)明提供的循環(huán)流化床塔前兩相預混合、均化分布的裝置結構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的復合氣流發(fā)生器的結構示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的復合氣流發(fā)生器安裝方式的剖視圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種循環(huán)流化床塔前兩相預混合的方法，包括以下步驟:將待處理的煙氣在塔前形成由塔前煙道中心到內壁依次分布的直流、旋流和直流流場；將吸收劑和循環(huán)物料加入所述直流-旋流-直流流場中，所述吸收劑、循環(huán)物料與煙氣實現(xiàn)預混合和均化分布。本發(fā)明將待處理的煙氣在塔前形成由塔前煙道中心到內壁依次分布的直流、旋流和直流流場，從而使得煙氣能夠與吸收劑和循環(huán)物料充分的預混合，得到均化分布，使得進入塔內的物料和煙氣兩相均勻，具有更充分的接觸及反應時間，有利于提高煙氣凈化的效率。本發(fā)明提供了一種復合氣流發(fā)生器，能夠實現(xiàn)煙氣在塔前的預混合和均化分布，所述復合氣流發(fā)生器包括多個固定板撐、多個旋流導流葉片、內套筒和外套筒；每個旋流導流葉片的兩端分別設置在內套筒的外壁和外套筒的內壁；每個旋流導流葉片的平面與水平面的夾角為20° 60° ;所述固定板撐用于將外套筒、內套筒和旋流導流葉片構成的結構固定于塔前煙道上，每個固定板撐的一端設置于所述外套筒的外壁，另一端設置于塔前煙道的內壁；所述固定板撐豎直設置。本發(fā)明提供了一種復合氣流發(fā)生器，煙氣在經(jīng)煙氣入口通過本發(fā)明提供的復合氣流發(fā)生器后，在內套筒內會煙氣會形成直流氣流，在內套筒和外套筒之間會形成旋流氣流，并且，旋流氣流的角度會隨著旋流導流葉片角度設置的不同會發(fā)生改變，在外套筒與容器內壁之間會形成直流氣流，從而能夠在容器內形成直-旋-直氣流流場。在形成的直-旋-直氣流流場氣流的強烈擾動下，吸收劑和和循環(huán)物料會快速地分散開，并與煙氣進行充分混合，實現(xiàn)了物料顆粒和煙氣的預混合和均化，從而使煙氣能夠充分反應，提高煙氣的凈化效率，并且降低了吸收劑的消耗。
參看圖2，圖2為本發(fā)明實施例提供的復合氣流發(fā)生器的結構示意圖，其中8為固定板撐，9為旋流導流葉片，10為內套筒，11為外套筒，I為塔前煙道。旋流導流葉片的兩端分別設置于內套筒的外壁和外套筒的內壁，且旋流導流葉片的平面與水平面成20° 60°的角度；固定板撐的兩端分別設置于外套筒的外壁和煙道的內壁，用于固定外套筒、內套筒和旋流導流葉片形成的結構。煙氣在通過本發(fā)明提供的復合氣流發(fā)生器時，在內套筒內會形成直流區(qū)域，在內套筒和外套筒之間會形成旋流區(qū)域，在外套筒與煙道之間形成直流區(qū)域。在吸收劑和循環(huán)物料在復合氣流發(fā)生器后進入煙道，從而使得物料顆粒在氣流的強烈擾動下，快速的擴散開并與煙氣進行充分的混合，實現(xiàn)物料顆粒和煙氣的預混合、均化分布，從而提高了煙氣的凈化效率，而且減少了對吸收劑的消耗。本發(fā)明提供的復合氣流發(fā)生器包括多個旋流導流葉片，在本發(fā)明中，每個旋流導流葉片的一端固定在內套筒的外壁，另一端固定在外套筒的內壁，從而實現(xiàn)了對旋流導流葉片的固定。本發(fā)明中旋流導流葉片的設置可以均勻分布，也可以不采用均勻的方式分布，優(yōu)選的，旋流導流葉片在內套筒和外套筒之間均勻分布，每個旋流導流葉片在內套筒外壁上的距離相等，每個旋流導流葉片在外套筒內壁上的距離也相等；本發(fā)明為了能夠使煙氣在容器中能夠形成旋流氣流，使每個旋流導流葉片的平面與水平面的夾角為20° 60°，在本發(fā)明中，每個旋流導流葉片的傾斜角度可以相同，也可以不同，優(yōu)選的，每個旋流導流葉片的傾斜角度相同。在其他實施例中，每個旋流導流葉片的平面與水平面的夾角可以為30° 50°，本領域技術人員可以根據(jù)物料的顆粒量及其物理特性，選擇合適的傾斜角度。本發(fā)明對所述旋流導流葉片的數(shù)量和材質不做特殊的限定，本領域技術人員可以根據(jù)容器的大小，凈化煙氣的種類選擇旋流導流葉片的數(shù)量和材質。在本實施例中，所述旋流導流葉片的數(shù)量優(yōu)選為4片 18片，在其他實施例中，所述旋流導流葉片的數(shù)量可以為6片 16片，在另外的實施例中，所述旋流導流葉片的數(shù)量還可以為8片 14片。本發(fā)明提供的復合氣流發(fā)生器包括內套筒，所述內套筒設置于容器內部，且旋流導流葉片的一端設置于所述內套筒的外壁，在旋流導流葉片的另一端設置有外套筒。本發(fā)明對內套筒的形狀和材質沒有特殊的限制，本領域技術人員可以根據(jù)需要設置不同形狀和材質的內套筒。在本實施例中，為了使內套筒的形狀能夠適應容器的形狀，優(yōu)選采用圓形的內套筒，而且，根據(jù)本領域技術人員的理解可以明確，所謂套筒是中空的，本實施例中采用的圓形內套筒為中空且沒有兩端封蓋的圓柱體。在其他實施例中，內套筒的形狀也可以為正方體或長方體，本發(fā)明對此不作特殊的限制；煙氣經(jīng)過內套筒不會遇到任何阻礙，從而在內套筒內形成中心直流氣流。本發(fā)明為了控制中心直流氣流的區(qū)域面積，在本實施例中，所述內套筒的橫截面面積優(yōu)選為容器橫截面面積的5% 15%;本發(fā)明可以根據(jù)實際生產(chǎn)過程的需要，變換內套筒的大小，在其他實施例中，所述內套筒的橫截面面積也可以為8% 12%，本發(fā)明對此也沒有特殊的限制；在本發(fā)明中，所述內套筒的中心軸線可以與容器的中心軸線重合，也可以不重合，本發(fā)明對此不作特殊的限制。在本實施例中，所述內套筒的中心軸線與容器的中心軸線重
口 ο本發(fā)明提供的復合氣流發(fā)生器包括外套筒，所述外套筒設置于容器內部，包圍所述內套筒，且所述旋流導流葉片的另一端設置在所述外套筒的內壁。本發(fā)明對外套筒的形狀和材質沒有特殊的限定，本領域技術人員可以根據(jù)實際需要設置不同形狀和材質的外套筒。在本實施例中，為了使外套筒的形狀與容器的形狀相適應，優(yōu)選采用圓形的外套筒，從而也能夠與上述圓形內套筒的形狀相適應。而且根據(jù)本領域技術人員的理解可以明確，所謂套筒是中空且兩端通透的，本實施例中采用的圓形外套筒為中空且沒有兩端封蓋的圓柱體。在其他實施例中，外套筒的形狀也可以為正方體或長方體，本發(fā)明對此不作特殊的限制；在本發(fā)明中，內套筒的形狀與外套筒的形狀可以相同，也可以不同，在本實施例中，所述內套筒的形狀優(yōu)選與外套筒的形狀相同；煙氣經(jīng)過外套筒和內套筒之間時，由于旋流導流葉片的存在，煙氣在外套筒和內套筒之間形成旋流氣流。本發(fā)明為了控制旋流氣流的區(qū)域面積，可以通過控制內套筒和外套筒大小來控制，內套筒和外套筒之間區(qū)域的橫截面積即是旋流氣流的區(qū)域面積。在本實施例中，控制所述外套筒的橫截面面積使內套筒與外套筒之間區(qū)域的橫截面積占容器橫截面面積的25% 60% ;本發(fā)明可以根據(jù)實際生產(chǎn)過程的需要更改外套筒和/或內套筒的大小，來控制旋流氣流區(qū)域的面積，在其他實施例中，所述內套筒和外套筒之間區(qū)域的橫截面積占容器橫截面面積的30% 55%，在另外的實施例中，所述內套筒和外套筒之間區(qū)域的橫截面積占容器橫截面面積的35% 50%，本發(fā)明對此沒有特殊的限制；在本發(fā)明中，所述外套筒的中心軸線可以與容器的中心軸線可以重合，也可以不重合；所述外套筒的中心軸線可以與所述內套筒的中心軸線可以重合，也可以不重合。在本實施例中，所述外套筒的中心軸線和所述內套筒的中心軸線與容器的中心軸線重合。本發(fā)明提供的復合氣流發(fā)生器，包括多個固定板撐，用于固定內套筒、外套筒和旋流導流葉片構成的結構。本發(fā)明提供的復合氣流發(fā)生器可用于煙道中，用來混合煙氣、吸收劑和循環(huán)物料。在本發(fā)明中，所述多個固定板撐的一端設置于所述外套筒的外壁，另一端設置于煙道的內壁。本發(fā)明對固定板撐的數(shù)量和材質沒有特殊的限制，本領域技術人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)的需要來選擇不同數(shù)量和材質的固定板撐。固定板撐的分布可以是均勻的，也可以是不均勻的，本發(fā)明對此沒有特殊的限制，在本實施例中，所述固定板撐的分布是均勻的。為了能夠在外套筒與煙道內壁之間形成直流氣流，在本發(fā)明中，所述固定板撐垂直于所述外套筒，從而在煙氣通過外套筒與煙道內壁之間會形成外圍直流氣流。本發(fā)明了可以通過改變外套筒的大小來調節(jié)外圍直流氣流的區(qū)域面積，本發(fā)明為了能夠使得到的直-旋-直氣流流場能夠促進物料的混合，以及促進物料與煙氣的接觸，在本實施例中，控制外套筒與煙氣內壁之間區(qū)域橫截面面積占煙道橫截面面積的30% 70%。本領域技術人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)的需要更改外套筒的大小，從而能夠控制外圍直流氣流區(qū)域的面積。在其他實施例中，所述外套筒與煙道內壁之間區(qū)域的橫截面積占煙道橫截面面積的35% 65%;在另外的實施例中，所述外套筒與煙道內壁之間區(qū)域的橫截面積也可以占煙道橫截面面積的40% 60%，本發(fā)明對此沒有特殊的限制。本發(fā)明提供的復合氣流發(fā)生器可以用于煙氣凈化中，通過直-旋-直氣流流場的攪動，促進了物料與煙氣的混合，且促進了物料與煙氣之間的接觸，實現(xiàn)物料顆粒和煙氣的預混合、均化分布，從而提高了對煙氣的凈化效率，而且還減少了吸收劑的使用。本發(fā)明將提供的復合氣流發(fā)生器用于煙氣凈化，提供一種循環(huán)流化床塔前兩相預混合的裝置，包括塔前煙道、文丘里管、錐形段以及凈化塔筒體，其特征在于，在所述塔前煙道上設置有上述技術方案所述的復合氣流發(fā)生器。本發(fā)明將提供的復合氣流發(fā)生器用于煙氣凈化過程中，待凈化的煙氣通過復合氣流發(fā)生器，產(chǎn)生直-旋-直氣流流場，并與通過吸收劑入料口進入的吸收劑和循環(huán)物料入料口進入的循環(huán)物料混合，在直-旋-直氣流流場強烈的氣流攪動下，煙氣與物料充分混合，并隨著煙氣的攜帶依次通過文丘里管進入凈化塔，進行充分反應，從而提高了煙氣的凈化效率，而且減少了吸收劑的用量。而且，本發(fā)明提供的煙氣凈化裝置中物料顆粒在復合氣流發(fā)生器后進入煙道，然后在煙氣流的帶動下，通過文丘里管進入錐形反應器，因此，物料顆粒不會與旋流導流葉片碰撞失去速度而出現(xiàn)掉灰，而且也不會磨損旋流葉片從而使得裝置損壞。參見圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的循環(huán)流化床塔前兩相預混合、均化分布裝置的結構示意圖，其中I為煙氣入口，2為上述技術方案所述的復合氣流發(fā)生器，3為吸收劑入料口，4為循環(huán)物料入料口，5為文丘里管，6為錐形段，7為凈化塔筒體，I為外圍直流氣流區(qū)域，II為旋流氣流區(qū)域，III為中心直流氣流區(qū)域。本發(fā)明提供的裝置包括塔前煙道，在塔前煙道的底端設置有復合氣流發(fā)生器，煙氣經(jīng)煙氣入口進入復合氣流發(fā)生器，通過復合氣流發(fā)生器的氣流形成直-旋-直氣流流場。本發(fā)明對塔前煙道的長度沒有特殊的限制，本領域技術人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)的需要選擇不同的煙道。在本實施例中，可以直接在現(xiàn)有技術的煙氣凈化塔塔前的煙道底部設置復合氣流發(fā)生器。在本發(fā)明中，所述復合氣流發(fā)生器在塔前煙道的設置方法參見圖3，圖3為本發(fā)明實施例提供的復合氣流發(fā)生器安裝方式的剖視圖，其中I為塔前煙道、8為固定板撐、9為旋流導流葉片，10為內套筒，11為外套筒。本發(fā)明提供的煙氣凈化裝置包括設置于塔前煙道壁上的吸收劑入料口和循環(huán)物料入料口，為了能夠使形成的直-旋-直氣流作用于物料，以煙氣流的流動方向為正，本發(fā)明將吸收劑入料口和循環(huán)物料入料口設置于復合氣流發(fā)生器之后，即設置于復合氣流發(fā)生器與文丘里管之間。本發(fā)明對吸收劑入料口與循環(huán)物料入料口的相對位置沒有特殊的限制，為了能夠使吸收劑和循環(huán)物料同時與煙氣進行作用，在本實施例中，所述吸收劑入料口與循環(huán)物料入料口設置于同一水平高度，且為了保證物料顆粒與煙氣的充分混合，所述吸收劑入料口和循環(huán)物料顆粒入料口與所述文丘里管入口的距離為塔前煙道直徑的0.2倍以上。本發(fā)明提供的煙氣凈化裝置包括文丘里管，所述文丘里管的進料口與所述煙道的出料口相連。本發(fā)明對所述文丘里管沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的文丘里管即可；本發(fā)明提供的裝置通過復合氣流發(fā)生器在塔前煙道中形成直-旋-直復合氣流，在直-旋-直復合氣流的作用下，物料混合均勻，且物料與煙氣得到充分的接觸，從而通過文丘里管進入凈化塔中，煙氣能夠與吸收劑、循環(huán)物料充分反應，提高了煙氣的凈化效率，而且減少了吸收劑的用量。本發(fā)明以上述技術方案所述的循環(huán)硫化床塔前兩相預混合的裝置為例，詳細描述本發(fā)明提供的循環(huán)流化床塔前兩相預混合、均化分布的方法。本發(fā)明將待處理的煙氣通過上述技術方案所述的塔前兩相預混合、均化分布裝置的復合氣流發(fā)生器，從而在復合氣流發(fā)生器中內套筒內會形成直流氣流，在外套筒和內套筒之間在旋流導流葉片的作用下，煙氣會形成旋流氣流，在外套筒與煙道內壁之間會形成直流氣流，從而形成直-旋-直氣流流場；在形成直-旋-直氣流流場后，本發(fā)明將吸收劑和循環(huán)物料加入到所述直-旋-直氣流流場中，吸收劑和循環(huán)物料與煙氣得到充分的混合，增加了煙氣與物料間的接觸，有利于后續(xù)的凈化反應的進行；吸收劑、循環(huán)物料和煙氣混合后，隨煙氣流經(jīng)過文丘里管、錐形段至凈化塔筒體，在所述凈化塔筒體內吸收劑、循環(huán)物料和煙氣的混合物進行反應，完成對煙氣的凈化。下面以圖1所述裝置為例，對循環(huán)流化床塔前兩相預混合、均化分布的方法進行詳細的描述。參考圖1所示的裝置，待處理的煙氣通過煙氣入口 I進入煙道，然后煙氣流至復合氣流發(fā)生器2，煙氣經(jīng)過復合氣流發(fā)生器2后在煙道中從外到內形成直-旋-直氣流流場；通過吸收劑入料口 3將吸收劑輸送至煙道中，通過循環(huán)物料入料口 4將循環(huán)物料輸送至煙道中，從而物料在所述直-旋-直氣流的強力攪動下充分混合，并且也提高了物料與煙氣的接觸面積；然后隨著煙氣的攜帶，將物料通過文丘里管5輸送至凈化塔6中，進行反應后，完成對煙氣的凈化。在上述兩相預混合、均化分布的過程中，本發(fā)明對煙氣的氣流量、煙氣溫度、吸收劑的加入量和循環(huán)物料的加入量沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的煙氣凈化工藝中的煙氣氣流量、煙氣溫度、吸收劑加入量和循環(huán)物料加入量即可；本發(fā)明對所述吸收劑和循環(huán)物料的來源沒有特殊的限制，可以采用本領域技術人員熟知的吸收劑制備系統(tǒng)制備吸收劑，采用本領域技術人員熟知的除塵器收集得到循環(huán)物料即可。本發(fā)明提供了一種復合氣流發(fā)生器、循環(huán)流化床塔前兩相預混合的裝置及方法。本發(fā)明提供的循環(huán)硫化床塔前兩相預混合的裝置由入口塔前煙道、文丘里管文丘里管、錐形段以及凈化塔筒體依次連接組成，在塔前煙道上安裝有復合氣流發(fā)生器，所述復合氣流發(fā)生器包括多個固定板撐、多個旋流導流葉片、內套筒和外套筒；每個旋流導流葉片的兩端分別固定在內套筒的外壁和外套筒的內壁；每個旋流導流葉片的平面與水平面的夾角為20° 60° ;所述固定板撐用于將外套筒、內套筒和旋流導流葉片構成的結構固定于塔前煙道，每個固定板撐的一端設置于所述外套筒的外壁，另一端設置于塔前煙道的內壁；所述固定板撐豎直設置；在復合氣流發(fā)生器與文丘里管之間設置有吸收劑入料口和循環(huán)物料入料口。復合氣流發(fā)生器的內外套筒的結構將塔前煙道分成三個區(qū)域，使得在煙氣凈化過程中，煙氣通過復合氣流發(fā)生器后，煙氣在內套筒內形成直流氣流，在內套筒和外套筒之間形成旋流氣流，在外套筒和塔前煙道內壁之間形成直流氣流，從而在塔前要到內形成了直-旋-直氣流流場，在此直-旋-直氣流流場的氣流的強烈擾動下，使得從入料口加入的物料顆粒會快速的分散開，并與煙氣進行充分混合；并且通過旋流氣流對周圍的直流氣流的卷吸作用，實現(xiàn)塔前煙氣的再分布，確保塔底煙氣氣流在截面上分布的均勻，如此就達到物料顆粒和煙氣的兩相預混合和均化分布，使得進入塔內的物料和煙氣兩相均勻，具有更充分的接觸及反應時間。實驗結果表明，本發(fā)明提供的循環(huán)流化床塔前兩相預混合、均化分布的裝置用于煙氣凈化塔中時，能夠降低文丘里管出口處的物料濃度偏差及煙氣流量偏差，從而大大提高了塔內兩相的均勻分布，提高系統(tǒng)的凈化效率，降低吸收劑的消耗。
為了進一步說明本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明提供的復合氣流發(fā)生器、煙氣凈化裝置和方法進行詳細地描述，但不能將它們理解為對本發(fā)明保護范圍的限定。實施例1按照圖1所示的結構示意圖組裝復合氣流發(fā)生器，內套筒的橫截面積占煙道橫截面面積的12%，內套筒和外套筒之間橫截面積占煙道橫截面積的58%，外套筒與煙道內壁之間的橫截面積占煙道橫截面面積的30% ;在內套筒和外套筒之間設置15塊旋流葉片，每個旋流導流葉片與煙道中心軸線的夾角為45° ;從而使得流場中心區(qū)域直流氣流流量為總煙氣流量的15% ;外圍壁面區(qū)域直流氣流流量為總煙氣流量的35% ;兩者之間的旋流氣流流量為總煙氣流量的50% ;旋流氣流的速度方向與煙氣流向的夾角為45° ;按照圖2所示的結構示意圖組裝煙氣凈化裝置，使吸收劑入料口位置與循環(huán)物料入料口位置在同一水平高度上，其高度距凈化塔入口文丘里管的距離為5.5m。本發(fā)明使用循環(huán)流化床煙氣凈化塔對煙氣進行凈化處理，煙氣量為2012400m3/h，煙氣溫度為135°C，吸收劑加入量為13.68t/h，循環(huán)物料量為1260t/h。從鍋爐流出的含污染物來流煙氣通過入口煙道6引至凈化塔塔前，在凈化塔塔前氣流通過復合氣流發(fā)生器7，將煙氣組織成直-旋-直復合氣流流場；將吸收劑制備系統(tǒng)制備的吸收劑和除塵器收集下來的循環(huán)物料分別通過吸收劑入料口和循環(huán)物料入料口送至復合氣流發(fā)生器后面的塔前煙道與煙氣混合，利用直-旋-直復合氣流的強擾動作用，使得物料顆?？焖俚臄U散開并與煙氣充分混合，實現(xiàn)氣固兩相的預混合、均化分布；混合充分的物料顆粒和煙氣均勻的進入凈化塔入口文丘里管5并送至錐形段6濃相反應區(qū)域與水噴槍噴入的霧化水滴發(fā)生三相反應，從而實現(xiàn)煙氣的凈化。本發(fā)明通過采用該塔前兩相預混合、均化分布技術，得到文丘里管出口處的物料濃度偏差可由現(xiàn)有的37.1%降低至7.9% ;煙氣流量偏差可由現(xiàn)有的14.4%降低至3.7%，從而大大提高了塔內兩相的均勻分布，提高系統(tǒng)的凈化效率，降低吸收劑的消耗。實施例2:按照實施例1的技術方案組裝復合氣流發(fā)生器，不同的是，本實施例中內套筒的橫截面積占煙道橫截面面積的5% ;內套筒和外套筒之間的橫截面積占煙道橫截面面積的50% ;外套筒與煙道內壁之間的橫截面積占煙道橫截面面積的45% ;在內套筒和外套筒之間設置6塊旋流葉片，每塊旋流導流葉片與煙道中心軸線的夾角為30° ;從而使得流場中心區(qū)域直流氣流流量為總煙氣流量的7% ;外圍壁面區(qū)域直流氣流流量為總煙氣流量的50% ；兩者之間的旋流氣流流量為總煙氣流量的43% ;旋流氣流的速度方向與煙氣流向的夾角為30。；按照圖2所示的結構示意圖組裝煙氣凈化裝置，使吸收劑入料口位置與循環(huán)物料入料口位置在同一水平高度上，其高度距凈化塔入口文丘里管的距離為4m。本發(fā)明使用循環(huán)流化床煙氣凈化塔對煙氣進行凈化處理，煙氣量為219717m3/h，煙氣溫度為132°C，吸收劑加入量為0.78t/h，循環(huán)物料量為134t/h。按照實施例1的技術方案對煙氣進行凈化。本發(fā)明通過采用該塔前兩相預混合、均化分布技術，得到文丘里管出口處的物料濃度偏差可由現(xiàn)有的43.2%降低至10.2% ;煙氣流量偏差可由現(xiàn)有的23.4%降低至7.1%，從而大大提高了塔內兩相的均勻分布，提高系統(tǒng)的凈化效率，降低吸收劑的消耗。
實施例3:按照實施例1的技術方案組裝復合氣流發(fā)生器，不同的是，本實施例中內套筒的橫截面積占煙道橫截面面積的10%，內套筒和外套筒之間的橫截面積占煙道橫截面面積的51%，外套筒與煙道內壁之間的橫截面積占煙道橫截面面積的39% ;在內套筒和外套筒之間均勻設置10塊旋流葉片，每塊旋流導流葉片與煙道中心軸線的夾角為40° ;從而使得流場中心區(qū)域直流氣流流量為總煙氣流量的12% ;外圍壁面區(qū)域直流氣流流量為總煙氣流量的43% ;兩者之間的旋流氣流流量為總煙氣流量的45% ;旋流氣流的速度方向與煙氣流向的夾角為40° ;按照圖2所示的結構示意圖組裝煙氣凈化裝置，使吸收劑入料口位置與循環(huán)物料入料口位置在同一水平高度上，其高度距凈化塔入口文丘里管的距離為4.5m。本發(fā)明使用循環(huán)流化床煙氣凈化塔對煙氣進行凈化處理，煙氣量為1380215m3/h，煙氣溫度為120°C，吸收劑加入量為7.2t/h，循環(huán)物料量660t/h。按照實施例1的技術方案對煙氣進行凈化。本發(fā)明通過采用該塔前兩相預混合、均化分布技術，得到文丘里管出口處的物料濃度偏差可由現(xiàn)有的35.5%降低至9.1% ;煙氣流量偏差可由現(xiàn)有的17%降低至4.8%，從而大大提高了塔內兩相的均勻分布，提高系統(tǒng)的凈化效率，降低吸收劑的消耗。由以上實施例可知，本發(fā)明提供了一種復合氣流發(fā)生器、循環(huán)流化床塔前兩相預混合的裝置及方法。本發(fā)明提供的循環(huán)硫化床塔前兩相預混合的裝置由入口塔前煙道、文丘里管文丘里管、錐形段以及凈化塔筒體依次連接組成，在塔前煙道上安裝有復合氣流發(fā)生器，所述復合氣流發(fā)生器包括多個固定板撐、多個旋流導流葉片、內套筒和外套筒；每個旋流導流葉片的兩端分別固定在內套筒的外壁和外套筒的內壁；每個旋流導流葉片的平面與水平面的夾角為20° 60° ;所述固定板撐用于將外套筒、內套筒和旋流導流葉片構成的結構固定于塔前煙道，每個固定板撐的一端設置于所述外套筒的外壁，另一端設置于塔前煙道的內壁；所述固定板撐豎直設置；在復合氣流發(fā)生器與文丘里管之間設置有吸收劑入料口和循環(huán)物料入料口。復合氣流發(fā)生器的內外套筒的結構將塔前煙道分成三個區(qū)域，使得在煙氣凈化過程中，煙氣通過復合氣流發(fā)生器后，煙氣在內套筒內形成直流氣流，在內套筒和外套筒之間形成旋流氣流，在外套筒和塔前煙道內壁之間形成直流氣流，從而在塔前要到內形成了直-旋-直氣流流場，在此直-旋-直氣流流場的氣流的強烈擾動下，使得從入料口加入的物料顆粒會快速的分散開，并與煙氣進行充分混合；并且通過旋流氣流對周圍的直流氣流的卷吸作用，實現(xiàn)塔前煙氣的再分布，確保塔底煙氣氣流在截面上分布的均勻，如此就達到物料顆粒和煙氣的兩相預混合和均化分布，使得進入塔內的物料和煙氣兩相均勻，具有更充分的接觸及反應時間。實驗結果表明，本發(fā)明提供的循環(huán)流化床塔前兩相預混合、均化分布的裝置用于煙氣凈化塔中時，能夠降低文丘里管出口處的物料濃度偏差及煙氣流量偏差，從而大大提高了塔內兩相的均勻分布，提高系統(tǒng)的凈化效率，降低吸收劑的消耗。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種循環(huán)流化床塔前兩相預混合的方法，包括以下步驟: 將待處理的煙氣在塔前形成由塔前煙道中心到內壁依次分布的直流、旋流和直流流場； 將吸收劑和循環(huán)物料加入所述直流-旋流-直流流場中，所述吸收劑、循環(huán)物料與煙氣實現(xiàn)預混合和均化分布。
2.一種復合氣流發(fā)生器，包括多個固定板撐、多個旋流導流葉片、內套筒和外套筒； 每個旋流導流葉片的兩端分別固定在內套筒的外壁和外套筒的內壁； 每個旋流導流葉片的平面與水平面的夾角為20° 60° ; 所述固定板撐用于將外套筒、內套筒和旋流導流葉片構成的結構固定于塔前煙道，每個固定板撐的一端設置于所述外套筒的外壁，另一端設置于塔前煙道的內壁； 所述固定板撐豎直設置。
3.根據(jù)權利要求2所述的復合氣流發(fā)生器，其特征在于，每個旋流導流葉片的平面與水平面的夾角為30° 50°。
4.根據(jù)權利要求2或3任意一項所述的復合氣流發(fā)生器，其特征在于，所述旋流導流葉片的數(shù)量為4片 18片。
5.根據(jù)權利要求2或3任意一項所述的復合氣流發(fā)生器，其特征在于，所述內套筒的橫截面的面積占所述塔前煙道橫截面總面積的5% 15%。
6.根據(jù)權利要求2或3任意一項所述的復合氣流發(fā)生器，其特征在于，所述外套筒與內套筒之間橫截面的面積占所述塔前煙道橫截面總面積的25% 60%。
7.根據(jù)權利要求2或3任意一項所述的復合氣流發(fā)生器，其特征在于，所述外套筒與所述塔前煙道之間橫截面的面積占所述塔前煙道橫截面總面積的30% 70%。
8.根據(jù)權利要求2或3任意一項所述的復合氣流發(fā)生器，其特征在于，所述內套筒與外套筒的中心軸線重合。
9.一種循環(huán)流化床塔前兩相預混合的裝置，包括塔前煙道、文丘里管、錐形段以及凈化塔筒體，其特征在于，在所述塔前煙道上設置有權利要求1 7任意一項所述的復合氣流發(fā)生器。
10.根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述的塔前煙道壁上設置有吸收劑入料口和循環(huán)物料入料口； 所述吸收劑入料口和循環(huán)物料入料口均設置于所述復合氣流發(fā)生器與文丘里管之間，所述吸收劑入料口與循環(huán)物料入料口處于同一水平高度，所述水平高度與所述文丘里管入口的距離為塔前煙道直徑的0.2倍以上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種復合氣流發(fā)生器，包括多個固定板撐、多個旋流導流葉片、內套筒和外套筒；每個旋流導流葉片的兩端分別設置在內套筒的外壁和外套筒的內壁；每個旋流導流葉片的平面與水平面的夾角為30°～70°；所述固定板撐用于將外套筒、內套筒和旋流導流葉片構成的結構固定，每個固定板撐的一端設置于所述外套筒的外壁，另一端設置于塔前煙道的內壁；所述固定板撐豎直設置。煙氣通過復合氣流發(fā)生器后，在內套筒內形成直流氣流，在內套筒和外套筒之間形成旋流氣流，在外套筒外形成直流氣流，從而形成直-旋-直氣流流場，在此氣流流場的擾動下，物料顆粒和煙氣預混合和均化，使煙氣在凈化塔內充分反應，提高了煙氣的凈化效率。
文檔編號B01J8/24GK103143254SQ20131009481
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月22日 優(yōu)先權日2013年3月22日
發(fā)明者賴毅強, 郭厚焜, 張忠平, 饒益龍 申請人:福建龍凈脫硫脫硝工程有限公司