專利名稱：上直-下旋干式循環(huán)流化床脫硫反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種上直-下旋干式循環(huán)流化床脫 硫反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
脫硫反應(yīng)器是脫硫工藝的核心裝置，流態(tài)化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于能源、環(huán)保 及化工等工程領(lǐng)域。循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器以熟石灰等吸收劑為循環(huán)物料， 在煙氣的作用下，循環(huán)物料在反應(yīng)器內(nèi)流化，煙氣中的二氧化硫與循環(huán)物料中 的吸收劑發(fā)生中和反應(yīng)，達(dá)到脫硫的目的?，F(xiàn)有的循環(huán)流化床脫硫反應(yīng)器存在 的問(wèn)題如下 一、國(guó)內(nèi)鍋爐的運(yùn)行中，機(jī)組負(fù)荷變化較大也較為頻繁，鍋爐的 負(fù)荷變化使煙氣量的變化過(guò)大、直接引起塔內(nèi)流態(tài)化湍流流場(chǎng)的不均勻分布， 吸收劑物料與氣體的接觸面積降低且接觸時(shí)間減少，致使脫硫反應(yīng)效率低；二、 脫硫反應(yīng)器近壁區(qū)煙氣流速很低，而且工藝水噴入吸收塔后顆粒濕度急速增大， 這些濕度較大的顆粒進(jìn)入脫硫反應(yīng)器后極易附著在脫硫反應(yīng)器的壁面，形成顆 粒的貼壁現(xiàn)象；三、目前脫硫反應(yīng)器的高度過(guò)大(一般高度為20 30米)，不 便于系統(tǒng)的總體布置和運(yùn)行維護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的脫硫反應(yīng)器工作效率低、壁面易形成顆粒貼壁以及 高度過(guò)大的問(wèn)題，進(jìn)而提供了一種上直-下旋干式循環(huán)流化床脫硫反應(yīng)器。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種上直-下旋干式循環(huán)流化床脫硫反應(yīng)器包括外筒 和內(nèi)筒，所述外筒的上端設(shè)有上端蓋，所述內(nèi)筒為圓柱型直筒；所述脫硫反應(yīng) 器還包括旋流器和一 四個(gè)切向旋流排煙管，所述旋流器由三 二十塊旋流板、 中心軸和殼體組成，內(nèi)筒設(shè)置在外筒內(nèi)且內(nèi)筒的下端位于外筒的下方，所述旋 流器設(shè)置在內(nèi)筒的上端；所述一 四個(gè)切向旋流排煙管位于外筒的下方，且一 四個(gè)切向旋流排煙管沿切線方向均布設(shè)置在內(nèi)筒的外側(cè)壁上，每個(gè)切向旋流排 煙管均與外筒和內(nèi)筒之間的空腔連通，殼體的上端與外筒的內(nèi)腔連通，殼體的 下端與內(nèi)筒連通，所述三 二十塊旋流板和中心軸均位于殼體內(nèi)，所述三 二十塊旋流板均布設(shè)置在中心軸的外表面上，每塊旋流板的一側(cè)與中心軸連接，
另一側(cè)與殼體的內(nèi)壁連接，所述旋流板與中心軸之間的夾角a為45 60度。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果本發(fā)明通過(guò)旋流器將反應(yīng)器分 為內(nèi)筒(一級(jí)直流反應(yīng)器)和外筒(二級(jí)旋流反應(yīng)器)，煙氣攜帶的吸收劑(脫 硫用固體顆粒)到達(dá)旋流器時(shí)由于慣性的作用返回到一級(jí)直流反應(yīng)器中， 一級(jí) 直流反應(yīng)器內(nèi)顆粒濃度增大，旋流反應(yīng)器內(nèi)煙氣流通截面積得以增加，增大了 氣體在脫硫反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間，脫硫效率提高10%以上；本發(fā)明提高了直流反 應(yīng)器內(nèi)的煙氣流速，結(jié)合旋流反應(yīng)器的旋流，并且旋流板與中心軸之間的夾角 的角度可調(diào)，對(duì)鍋爐負(fù)荷變化引起的煙氣量變化具有很好的適應(yīng)性；本發(fā)明采 用上直-下旋相結(jié)合的流場(chǎng)，直流反應(yīng)器內(nèi)采取較高的流速，旋流反應(yīng)器內(nèi)全程 采取旋流形式，能夠有效的緩解吸收塔近壁區(qū)吸收劑貼壁的現(xiàn)象；本發(fā)明采用 上直-下旋相結(jié)合的流場(chǎng)，與現(xiàn)有的單向流場(chǎng)相比，大大降低了反應(yīng)器的高度(僅 為現(xiàn)有反應(yīng)器的二分之一)，便于系統(tǒng)的總體布置和運(yùn)行維護(hù)。


圖1是脫硫反應(yīng)器主體的整體結(jié)構(gòu)主視圖，圖2是圖1的俯視圖，圖3是 旋流器的主視示意圖(旋流板的數(shù)量用三塊表示)，圖4是圖3的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一如圖1 4所示，本實(shí)施方式所述的上直-下旋干式循環(huán)
流化床脫硫反應(yīng)器包括外筒1和內(nèi)筒2，所述外筒1的上端設(shè)有上端蓋1-1，所 述內(nèi)筒2為圓柱型直筒；所述脫硫反應(yīng)器還包括旋流器3和一 四個(gè)切向旋流 排煙管4，所述旋流器3由三 二十塊旋流板3-1、中心軸3-2和殼體3-3組成， 內(nèi)筒2設(shè)置在外筒1內(nèi)且內(nèi)筒2的下端位于外筒1的下方，所述旋流器3設(shè)置 在內(nèi)筒2的上端；所述一^^四個(gè)切向旋流排煙管4位于外筒1的下方，且一 四個(gè)切向旋流排煙管4沿切線方向均布設(shè)置在內(nèi)筒2的外側(cè)壁上，每個(gè)切向旋 流排煙管4均與外筒1和內(nèi)筒2之間的空腔連通，殼體3-3的上端與外筒1的 內(nèi)腔連通，殼體3-3的下端與內(nèi)筒2連通，所述三 二十塊旋流板3-l和中心軸 3-2均位于殼體3-3內(nèi)，所述三 二十塊旋流板3-1均布設(shè)置在中心軸3的外表 面上，每塊旋流板3-1的一側(cè)與中心軸3-2連接，另一側(cè)與殼體3-3的內(nèi)壁連接， 所述旋流板3-1與中心軸3-2之間的夾角a為45 60度。上直是指煙氣在內(nèi)筒2(—級(jí)直流反應(yīng)器)內(nèi)由下向上直流經(jīng)過(guò)內(nèi)筒2，固稱為"上直"，下旋是指煙 氣通過(guò)旋流反應(yīng)器3后由上向下旋流經(jīng)過(guò)外筒(二級(jí)旋流反應(yīng)器)內(nèi)，固稱為 "下旋"。
具體實(shí)施方式
二如圖3和圖4所示，本實(shí)施方式所述旋流板3-1的數(shù)量 為四 十八個(gè)。如此設(shè)置，可以改變進(jìn)入二級(jí)旋流反應(yīng)器的煙氣流量和流速。 其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三如圖3和圖4所示，本實(shí)施方式所述旋流板3-1的數(shù)量 為六 十六個(gè)。如此設(shè)置，可以改變進(jìn)入二級(jí)旋流反應(yīng)器的煙氣流量和流速。 其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四如圖3和圖4所示，本實(shí)施方式所述旋流板3-1的數(shù)量 為八 十四個(gè)。如此設(shè)置，可以改變進(jìn)入二級(jí)旋流反應(yīng)器的煙氣流量和流速。 其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五如圖3和圖4所示，本實(shí)施方式所述旋流板3-1的數(shù)量 為十 十二個(gè)。如此設(shè)置，可以改變進(jìn)入二級(jí)旋流反應(yīng)器的煙氣流量和流速。 其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六如圖1所示，本實(shí)施方式所述脫硫反應(yīng)器還包括工藝水
霧化器6，所述工藝水霧化器6設(shè)置在上端蓋1-1的上方且與外筒1相連通。如
此設(shè)置，可以對(duì)進(jìn)入二級(jí)旋流反應(yīng)器的煙氣進(jìn)行增濕，提高反應(yīng)器的脫硫效率。 其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二、三、四或五相同。
具體實(shí)施方式
七如圖1所示，本實(shí)施方式所述脫硫反應(yīng)器還包括吸收劑
調(diào)節(jié)器7，所述吸收劑調(diào)節(jié)器7設(shè)置在上端蓋1-1的上方且與外筒1相連通。如
此設(shè)置，用以補(bǔ)充流化床脫硫系統(tǒng)所需消石灰吸收劑，保證送入二級(jí)反應(yīng)器的 吸收劑均勻。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
六相同。
工作原理
內(nèi)筒2與干式循環(huán)流化床脫硫工藝的煙氣流化布風(fēng)裝置相連接，由燃燒設(shè)備 送來(lái)的煙氣經(jīng)工藝水增濕后攜帶吸收劑(脫硫用固體顆粒)進(jìn)入內(nèi)筒2 (—級(jí)直
流反應(yīng)器)內(nèi)，吸收劑和霧化工藝水在煙氣的帶動(dòng)下自下而上湍流運(yùn)動(dòng)，并形
成氣、液、固三相間強(qiáng)烈的熱量和質(zhì)量交換；吸收劑形成懸浮流化狀態(tài)，氣固
5兩相間滑移速度較大，吸收劑在氣流中上升、回竄以及在壁面附近的下降回流，
使床內(nèi)混合、湍流十分強(qiáng)烈，傳熱傳質(zhì)速率快。當(dāng)煙氣上升到旋流器3時(shí)，煙 氣攜帶的部分吸收劑由于慣性的作用返回到一級(jí)直流反應(yīng)器中，提高反應(yīng)器中 顆粒濃度，形成密相湍流區(qū)，床內(nèi)強(qiáng)烈的湍流效應(yīng)和較高的循環(huán)倍率加強(qiáng)了固 體顆粒間的碰撞以及固體顆粒與煙氣的接觸， 一級(jí)反應(yīng)器中的脫硫效率提高。
煙氣流出內(nèi)筒2 (—級(jí)直流反應(yīng)器)后，在旋流器3的作用下，以旋流的 方式進(jìn)入外筒1 (二級(jí)旋流反應(yīng)器)內(nèi)，環(huán)繞一級(jí)反應(yīng)器外壁旋轉(zhuǎn)自上而下流動(dòng)。 在外筒l (二級(jí)旋流反應(yīng)器)中形成稀相反應(yīng)區(qū)，利用吸收劑調(diào)節(jié)器7補(bǔ)充消石 灰顆粒(粒度不大于200目)，提高煙氣流經(jīng)旋流器3后缺失的吸收劑濃度，同 時(shí)外筒l (二級(jí)旋流反應(yīng)器)內(nèi)的旋流狀態(tài)提高了反應(yīng)器內(nèi)的湍流強(qiáng)度，然后根 據(jù)機(jī)組負(fù)荷的變化，調(diào)整旋流板3-l的角度，也就相當(dāng)于調(diào)整了外筒l (二級(jí)旋 流反應(yīng)器)內(nèi)煙氣旋流的角度；對(duì)于流量較大的煙氣，增加漩流板3-l的角度， 可增加反應(yīng)器內(nèi)的煙氣旋流角度，延長(zhǎng)流通截面積、提高煙氣的停留時(shí)間，強(qiáng) 化外筒l (二級(jí)旋流反應(yīng)器)內(nèi)的脫硫效率。
權(quán)利要求
1、上直-下旋干式循環(huán)流化床脫硫反應(yīng)器，所述脫硫反應(yīng)器包括外筒(1)和內(nèi)筒(2)，所述外筒(1)的上端設(shè)有上端蓋(1-1)，所述內(nèi)筒(2)為圓柱型直筒；其特征在于所述脫硫反應(yīng)器還包括旋流器(3)和一～四個(gè)切向旋流排煙管(4)，所述旋流器(3)由三～二十塊旋流板(3-1)、中心軸(3-2)和殼體(3-3)組成，內(nèi)筒(2)設(shè)置在外筒(1)內(nèi)且內(nèi)筒(2)的下端位于外筒(1)的下方，所述旋流器(3)設(shè)置在內(nèi)筒(2)的上端；所述一～四個(gè)切向旋流排煙管(4)位于外筒(1)的下方，且一～四個(gè)切向旋流排煙管(4)沿切線方向均布設(shè)置在內(nèi)筒(2)的外側(cè)壁上，每個(gè)切向旋流排煙管(4)均與外筒(1)和內(nèi)筒(2)之間的空腔連通，殼體(3-3)的上端與外筒(1)的內(nèi)腔連通，殼體(3-3)的下端與內(nèi)筒(2)連通，所述三～二十塊旋流板(3-1)和中心軸(3-2)均位于殼體(3-3)內(nèi)，所述三～二十塊旋流板(3-1)均布設(shè)置在中心軸(3-2)的外表面上，每塊旋流板(3-1)的一側(cè)與中心軸(3-2)連接，另一側(cè)與殼體(3-3)的內(nèi)壁連接，所述旋流板(3-1)與中心軸(3-2)之間的夾角α為45～60度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的上直-下旋干式循環(huán)流化床脫硫反應(yīng)器，其特征在于所述旋流板(3-1)的數(shù)量為四 十八個(gè)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的上直-下旋干式循環(huán)流化床脫硫反應(yīng)器，其特征在于所述旋流板(3-1)的數(shù)量為六 十六個(gè)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的上直-下旋干式循環(huán)流化床脫硫反應(yīng)器，其特征在于所述旋流板(3-1)的數(shù)量為八 十四個(gè)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的上直-下旋干式循環(huán)流化床脫硫反應(yīng)器，其特征在于所述旋流板(3-1)的數(shù)量為十 十二個(gè)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、 4或5所述的上直-下旋干式循環(huán)流化床脫硫反應(yīng)器，其特征在于所述脫硫反應(yīng)器還包括工藝水霧化器(6)，所述工藝水霧化器(6)設(shè)置在上端蓋(1-1)的上方且與外筒(1)相連通。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的上直-下旋干式循環(huán)流化床脫硫反應(yīng)器，其特征在于所述脫硫反應(yīng)器還包括吸收劑調(diào)節(jié)器(7)，所述吸收劑調(diào)節(jié)器(7)設(shè)置在上端蓋(1-1)的上方且與外筒(1)相連通。
全文摘要
上直-下旋干式循環(huán)流化床脫硫反應(yīng)器，它涉及一種循環(huán)流化床脫硫反應(yīng)器。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的脫硫反應(yīng)器工作效率低、壁面易形成顆粒貼壁以及高度過(guò)大的問(wèn)題。所述內(nèi)筒設(shè)置在外筒內(nèi)且內(nèi)筒的下端位于外筒的下方，所述旋流器設(shè)置在內(nèi)筒的上端；所述一～四個(gè)切向旋流排煙管位于外筒的下方，且一～四個(gè)切向旋流排煙管沿切線方向均布設(shè)置在內(nèi)筒的外側(cè)壁上，每個(gè)切向旋流排煙管均與外筒和內(nèi)筒之間的空腔連通，殼體的上端與外筒的內(nèi)腔連通，殼體的下端與內(nèi)筒連通，每塊旋流板的一側(cè)與中心軸連接，另一側(cè)與殼體的內(nèi)壁連接。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng)、成本低、便于系統(tǒng)的總體布置和運(yùn)行維護(hù)，脫硫效率提高了10％以上。
文檔編號(hào)B01D53/50GK101496991SQ20091007135
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2009年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月24日
發(fā)明者劉國(guó)棟, 丹 孫, 響 李, 帥 王, 白穎華, 陸慧林, 陳巨輝 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)