專利名稱：噴射旋流床式氣液固三相反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于三相反應(yīng)器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于大型濕法煙氣脫硫的漿液池的噴射旋流床式氣液固三相反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
濕法脫硫在吸收塔中完成SO2的吸收，而在漿液池中完成SO2的氧化與固化。漿液池是氣固混合物吸收氣體的重要部件，承擔(dān)著氣體與吸收液的分離，吸收液的中和，石膏氧化與結(jié)晶等重要任務(wù)，它的運行情況直接決定了吸收液的質(zhì)量濃度、化學(xué)反應(yīng)進行的狀況以及排出物料的品質(zhì)。
漿液池主要的功能為調(diào)制漿液新鮮的石灰石粉(或石灰石漿)以及補給的新鮮水需要首先在漿池中充分混合，調(diào)配成為合適濃度和成分的脫硫漿液；氧化CaSO3氧化空氣直接輸入漿液池，與吸收塔中回落下來的漿液(因與SO2反應(yīng)，生成大量CaSO3)進行氧化反應(yīng)，將CaSO3氧化為CaSO4，這一環(huán)節(jié)不但關(guān)系到能否充分實現(xiàn)固硫(把容易分解的CaSO3轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的CaSO4)，也直接關(guān)系到漿液管道結(jié)垢的情況；調(diào)節(jié)漿液pH值及其它成分漿液池中各種物料的平衡狀況及添加劑的投入狀況將決定在系統(tǒng)中循環(huán)的漿液的pH值及其它成分，漿液的pH值直接關(guān)系到吸收塔中對SO2的吸收能力，也影響CaSO3氧化反應(yīng)的進行，pH值的調(diào)節(jié)，需要在漿液池中進行；液固分離因為石膏必須結(jié)晶并成長到一定的粒徑，才能作為合格的副產(chǎn)品排出，同時還要保證排出的石膏漿中其它雜質(zhì)(主要是CaCO3和CaSO3)的含量處于限定的范圍之內(nèi)，此時，必須合理組織漿液池中的液固分離過程，保證石膏顆粒的分選質(zhì)量；調(diào)節(jié)反應(yīng)物停留時間在濕法脫硫的漿液池設(shè)計中，有三個重要的停留時間需要得到保證，一是作為脫硫劑的石灰石顆粒在系統(tǒng)中的停留時間，因為石灰石是一種難溶物質(zhì)，在弱酸性條件下，大約需要8～14小時才能消溶完畢，所以必須保證其在系統(tǒng)內(nèi)有充足的停留時間才能保證石灰石充分參與脫硫反應(yīng)；二是進入吸收塔的循環(huán)漿液的停留時間，因為從吸收塔中回落的漿液對吸收SO2而言是一種接近飽和的狀態(tài)，必須在漿液池中停留足夠的時間，使得SO32-充分轉(zhuǎn)化為其它成分(如固相的CaCO3、CaSO4或SO42-)，才能重新具備吸收SO2的能力而再次進入吸收塔；三是作為氧化劑的氧化空氣在系統(tǒng)中的停留時間，氧氣不是一種易溶于水的氣體，而氧必須溶解于漿液才能參與CaSO3的氧化反應(yīng)，所以必須保證氧化空氣在漿池中有足夠的停留時間，才能保證氧化反應(yīng)的進行深度和氧化空氣有較高的利用率。以上三種停留時間還必須相互匹配，以保證各種脫硫、固硫反應(yīng)的充分完成；系統(tǒng)緩沖脫硫系統(tǒng)的各個參數(shù)在運行期間是不斷變化的，比如電站鍋爐的負荷變化導(dǎo)致煙氣量變化、燃燒的煤質(zhì)變化導(dǎo)致煙氣成分變化、石灰石粉的成分變化以及整個系統(tǒng)可能的其它情況導(dǎo)致的各種參數(shù)的變化，而在這些參數(shù)變化的情況下，整個系統(tǒng)應(yīng)該是穩(wěn)定而不是敏感的，保證煙氣的脫硫率、排出石膏漿的品質(zhì)及系統(tǒng)本身的穩(wěn)定運行，此時，漿液的pH值、漿液主要成分、固相顆粒的粒徑和分布情況等不應(yīng)該發(fā)生明顯的變化，就需要通過漿液池自身的物理緩沖及化學(xué)緩沖能力來保證。
濕法脫硫系統(tǒng)中，漿液池也是故障率較高的部件，在材料強度、安裝減震、漿液的溢出和工程效率等諸多方面尚存在問題。傳統(tǒng)的漿液池是采用機械攪拌的鼓泡床反應(yīng)器，氧化空氣由空氣輸入管從漿液池底部或攪拌器前方輸入，采用垂直攪拌器一般一個漿池只布置一個攪拌器，流場結(jié)構(gòu)相對簡單，固相分選作用好，但是。對于300MW以上的鍋爐機組，攪拌器的槳葉直徑在10米乃至15米以上，不但其本身結(jié)構(gòu)笨重，而且為漿液池上方的吸收塔布置帶來一定的困難，此時必須采用吸收塔與漿液池不同心的偏心布置方式，或者必須采用雙塔結(jié)構(gòu)；采用側(cè)壁機械攪拌方式，攪拌器的個數(shù)可以增加，但是整個漿液池內(nèi)流場的情況十分復(fù)雜，難以兼顧固相分選的問題，而且漿池壁的受力狀況不佳，同時轉(zhuǎn)軸與漿池壁之間的密封有一定困難，時常有漿液泄漏的情況發(fā)生。
這種反應(yīng)器主要的缺點是由于要照顧到固相的分選，機械攪拌的流速不可能很高大約50r/min，氧化空氣的氣泡基本上是一種自由上浮的狀態(tài)，氣液混合不夠強烈，氧化反應(yīng)速度相對較慢，而且一旦出現(xiàn)故障，氧化空氣的利用率低于30％；脫硫塔屬于大型反應(yīng)裝置，而機械攪拌器在大型化時，結(jié)構(gòu)笨重、難于布置、故障率高、維修不便且必須停機維修。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種無需機械攪拌部件，可以防止結(jié)垢、磨損及其它機械部件故障的噴射旋流床式氣液固三相反應(yīng)器。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括漿料池，在漿料池的四壁上各布置有一臺或一臺以上的漿液循環(huán)泵，該漿液循環(huán)泵的入口與出口分別通過管路與漿液池的引出口及送入口相連通，送入口的管路還與氧化空氣管路相連通，且引出口和送入口與漿料池的四角或四墻切向角為5°～40°。
由于本發(fā)明使用若干臺循環(huán)泵，將漿料池內(nèi)的漿液從四角或四墻部位抽出，經(jīng)循環(huán)泵的加速后形成多股高速射流從漿料池的周圍切向噴入漿料池，驅(qū)動漿料池整體旋轉(zhuǎn)，替代了機械槳葉攪拌器對漿料池的攪拌作用。整個流場大致上形成穩(wěn)定的單一旋轉(zhuǎn)流場，可以較為方便地控制固相顆粒的分選過程。而氧化空氣直接在高速射流的噴口內(nèi)投入，液相和氣相有很大的速度差，高速的液相將氣泡擊碎，大大強化了氣液之間的混合，可提高氣液反應(yīng)強度，另外，氣相在漿池中形成螺旋運動的軌跡而不是自由上浮的狀態(tài)，會延長氣泡在漿池中的停留時間，從而提高氧化空氣的利用率，且本發(fā)明只需使用若干循環(huán)泵和連接管道，布置方便靈活，省去了笨重的機械攪拌槳葉，十分有利于反應(yīng)器的大型化。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
參見圖1，本發(fā)明包括漿料池1，在漿料池1的四壁上各布置有一臺漿液循環(huán)泵2，系統(tǒng)運行時漿液由引出口3引出被漿液循環(huán)泵2送到送入口4重新進入漿料池1，漿料池1的引出口3和送入口4與漿料池1的四角或四墻的切角為5°～40°，按照此角度設(shè)置后可在漿料池1內(nèi)形成水流的兩層水平旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)氣-液兩相的湍動混合，該情形類似于火室燃燒爐中的四角切圓燃燒，從而達到攪拌的預(yù)期效果。
若漿料池的直徑比較大時，本發(fā)明在漿料池1的四角或四壁上布置有多臺漿液循環(huán)泵2，且此多臺漿液循環(huán)泵2在同一水平面上。
如果漿料池1比較高時，本發(fā)明在漿料池1的四壁上沿漿料池1的高度方向上布置有多臺的漿液循環(huán)泵2。
本發(fā)明在漿料池1周圍有多股高速氣液混合射流切向噴入漿料池1，這些射流的動量足以驅(qū)動漿料池1整體旋轉(zhuǎn)，且氣液兩相混合強烈，也滿足漿料池1傳質(zhì)的需要；漿料池1內(nèi)的氣液固三相流整體上為旋流，可以保持較強的液固混合強度，并形成合理的固相分層，實現(xiàn)對固相顆粒的合理分選；無機械攪拌器，但可通過調(diào)節(jié)射流速度，動態(tài)調(diào)節(jié)固相的濃度和粒度分布，使之達到顆粒分選的要求。參加反應(yīng)的氣體從射流噴口即送入口4內(nèi)給入，氣液相速度差大，氣體被強制粉碎為小氣泡，比表面積大、停留時間長，氣液反應(yīng)強烈。也可以根據(jù)需要在漿料池1底部或送入口4外給入氣體，易于實現(xiàn)對現(xiàn)有設(shè)備的改裝。
權(quán)利要求
1.一種噴射旋流床式氣液固三相反應(yīng)器，包括漿料池(1)，其特征在于在漿料池(1)的四角或四壁上各布置有一臺或一臺以上的漿液循環(huán)泵(2)，該漿液循環(huán)泵(2)的入口與出口分別通過管路與漿液池(1)的引出口(3)及送入口(4)相連通，送入口(4)的管路還與氧化空氣管路(5)相連通，且引出口(3)和送入口(4)與漿料池(1)的四角或四墻切向角為5°～40°。
全文摘要
噴射旋流床式氣液固三相反應(yīng)器，使用若干臺循環(huán)泵，將漿料池內(nèi)的漿液從四角或四墻部位抽出，經(jīng)循環(huán)泵的加速后形成多股高速射流從漿料池的周圍切向噴入漿料池，驅(qū)動漿料池整體旋轉(zhuǎn)，替代了機械槳葉攪拌器對漿料池的攪拌作用。整個流場大致上形成穩(wěn)定的單一旋轉(zhuǎn)流場，可以較為方便地控制固相顆粒的分選過程。而氧化空氣直接在高速射流的噴口內(nèi)投入，液相和氣相有很大的速度差，高速的液相將氣泡擊碎，大大強化了氣液之間的混合，可提高氣液反應(yīng)強度，另外，氣相在漿池中形成螺旋運動的軌跡而不是自由上浮的狀態(tài)，會延長氣泡在漿池中的停留時間，從而提高氧化空氣的利用率。
文檔編號B01J8/10GK1962035SQ200610104818
公開日2007年5月16日 申請日期2006年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日
發(fā)明者周屈蘭, 惠世恩, 徐通模, 李娜, 于建明 申請人:西安交通大學(xué)