一種煙氣淨化反應器及煙氣淨化系統的製作方法

2023-10-17 16:53:04 2

本發明涉及煙氣淨化技術，具體涉及一種煙氣淨化反應器及包括該煙氣淨化反應器的煙氣淨化系統。

背景技術：

當前，火力發電和金屬冶煉等企業生產中會由於燃煤燃料而產生煙氣；這些煙氣中含有so2及nox等汙染物，這些汙染物已經形成大氣汙染的主要根源。

目前，有多種對煙氣進行淨化方法，根據原理不同，有吸收法、吸附法、催化轉化法、生物法及等離子法等。其中，吸收法是最常用的方式，其主要原理是通過吸收將煙氣中的汙染物分離出來，進而達到除去so2及nox等汙染物的目的。

現有的利用吸收法淨化煙氣的系統包括煙氣淨化反應器，利用煙氣淨化反應器可以利用吸收劑將煙氣中汙染物進行吸收，實現對煙氣的淨化，然後將淨化後的煙氣再排出或進行其他處理；被吸收的汙染物可以進行無害化處理或進行相應的回收。

本專利申請人首先提出利用企業產生的廢渣與水製成吸收劑漿液，用吸收劑漿液作為吸收劑來吸收煙氣汙染物的技術方案，基於該技術方案，在美國專利文獻us8,119,083b2提出一種可以實現氣、液、固三相接觸的煙氣淨化反應器(多相反應器)。該煙氣淨化反應器利用配合的錐形圈與錐體形成錐體結構件；吸收劑漿液自上而下流動過程中，會在錐形圈小口和錐體周邊形成不同直徑的多道環形水幕牆；煙氣在自上而下的流動中會在錐體結構件的引導下改變流速和方向並穿過水幕牆，實現吸收劑漿液和煙氣的充分接觸，保證吸收劑對煙氣中汙染物的吸收。

在上述反應器基礎上，如何進一步提高對汙染物的吸收效果，是本專利申請努力的方向。

技術實現要素：

本發明提供一種煙氣淨化反應器，該煙氣淨化反應器可以提高對煙氣中汙染物的吸收。

本發明還提供一種包括該煙氣淨化系統，利用該煙氣淨化系統可以提高對煙氣的處理效率。

本發明提供的煙氣淨化反應器包括殼體和殼體內的錐體結構件，所述錐體結構件包括錐體和錐形圈；殼體上方設置有煙氣入口和吸收劑入口，在殼體中至少設置一個混流筒，所述混流筒的最小通流截面小於殼體內部橫截面的80％。已知的反應器中，利用錐體結構件可以迫使煙氣穿過吸收劑漿液形成的環形水幕，進而促進煙氣與吸收劑漿液的接觸和反應。與已知的反應器相比，本發明提供的煙氣淨化反應器中，由於設置通流截面較小的混流筒，在吸收劑漿液及煙氣通過混流筒時，可以增強吸收劑漿液和煙氣的碰撞與混合，進而有利於煙氣和吸收劑的反應，進而促進吸收劑對煙氣汙染物的吸收，提高煙氣淨化效果。

可選技術方案中，所述混流筒包括錐筒段和直筒段，所述錐筒段的通流截面從上到下逐漸減小，所述直筒段上端與所述錐筒段下端相接。錐筒段可以收集煙氣及吸收劑漿液，使氣態煙氣和液態吸收劑可以更柔和方式接觸並混合。

可選技術方案中，所述錐筒段上端的外邊沿與殼體內壁相配合。這樣可以使進入反應器的煙氣和吸收劑漿液全部通過混流筒流動，可以提高吸收劑漿液對煙氣汙染物的吸收效果。

可選技術方案中，所述錐筒段上端與一個錐形圈相對應，且錐筒段上端直徑大於該錐形圈的最小通流直徑。

可選的技術方案中，所述錐筒段上端面與該錐形圈相配合。

可選技術方案中，所述直筒段下端面下方設置有錐體，所述錐體的最大直徑大於所述直筒段下端的通流直徑。下方設置錐體可以分散氣液混合體，促進煙氣與吸收劑的分離。

可選的技術方案中，所述直筒段的高度不少於2.3米。利用這樣的高度，可以保證煙氣與吸收劑漿液的混合、吸收劑與煙氣與汙染物的反應，有利於提高淨化效率。

可選的技術方案中，所述混流筒或者直筒段下方設置吸收劑液池。

可選的技術方案中，所述混流筒還包括擴徑段，所述擴徑段的通流截面從上到下逐漸加大；所述直筒段下端與所述擴徑段上端相接。氣液混合體到達擴徑段，由於通流截面增加可以使氣液混合體流速降低，有利於煙氣與吸收劑的分離。

本發明提供的煙氣淨化系統包括煙氣淨化反應器、吸收劑漿液池和吸收劑循環管路，所述吸收劑循環管路中設置有循環泵，所述煙氣淨化反應器為上述任一種煙氣淨化反應器，所述吸收劑循環管路的進液口與吸收劑液池相通，所述吸收劑循環管路的進液口與所述吸收劑入口相接。由於煙氣淨化反應器具有上述技術效果，該煙氣淨化系統也具有相應技術效果。

附圖說明

圖1為本發明實施例一提供的煙氣淨化反應器的結構示意圖。

圖2為本發明實施例二提供的煙氣淨化反應器的結構示意圖。

圖3為本發明另一實施例提供的煙氣淨化反應器中混流筒的結構示意圖。

具體實施方式

以下描述本發明提供的煙氣淨化反應器具體實施方式，該煙氣淨化反應器可以用於脫硫或/和脫硝或者去除煙氣的其他汙染物。

請參考圖1，該圖為本發明實施例一提供的煙氣淨化反應器的結構示意圖。

本發明提供的煙氣淨化反應器包括殼體10，殼體10形成一個筒體結構，上端可以按已知技術設置煙氣入口和吸收劑入口，煙氣入口可以與煙道(圖中未示出)相連，下端可以安裝在適當的基礎之上，也可以安裝在吸收劑容納池中。殼體10內在上下方向上設置多組錐體結構件20，錐體結構件20可以採用已知的方式布置。錐體結構件20可以包括錐體21和錐形圈22，錐體21和錐形圈22對應設置，錐形圈22固定在殼體10內壁，錐體21可以通過支架(圖中未示出)安裝在殼體10中，且使其錐頂在錐形圈22中心線上，或者使錐體的中心線和錐形圈的中心重合。錐形圈22的通流截面自上而下逐漸減小；錐體21上表面截面逐漸增加，且錐體21最大直徑不小於錐形圈22的最小通流截面直徑。利用錐體21可以使吸收劑液漿形成水(液)幕；從錐體21邊沿流下的吸收劑漿液到達錐形圈22或殼體10的內壁，沿錐形圈22或殼體10的內壁下流，沿錐形圈22下流的漿流也形成相應的水幕。煙氣自上而下流動，會穿過錐體結構件20空間及錐體結構件20形成的水幕，促使煙氣與吸收劑漿液接觸並反應，實現對煙氣的淨化。為了更好引導煙氣流動，避免煙氣滯留，本實施例中，錐體21下表面也為錐形面，錐形面可以引導煙氣流動，保持煙氣流動順暢。

本發明實施例一中，在殼體10中還設置混流筒30。該混流筒30包括錐筒段31和直筒段32。錐筒段31的通流截面從上到下逐漸減小，直筒段32為上下通流直徑相等的直筒結構；直筒段32的上端與錐筒段31的下端可以相接，也可以相對應，二者中心線可以重合。本實施例中，直筒段32的通流截面為殼體10內部橫截面的75％。本實施例中，錐筒段31的上端外邊沿與殼體10內壁接觸配合。

在工作過程中，煙氣和吸收劑漿液通過上部錐體結構件20向下流動，到達錐筒段31時，由於錐筒段31上端外邊沿與殼體10接觸配合，煙氣及吸收劑漿液被迫進入錐筒段31，這樣，錐筒段31可以起到收集煙氣及吸收劑漿液的作用，進而使氣態煙氣和吸收劑漿液以更強烈方式接觸並混合。在煙氣和吸收劑漿液流動到混流筒30之後，由於混流筒30(特別是直筒段32)通流截面較小，大大增加吸收劑漿液和煙氣接觸的有效面積，進而可以迫使吸收劑漿液和煙氣進行更有效的混合，進而有利於煙氣和吸收劑的反應，進而有利於促進吸收劑對煙氣汙染物的吸收。與已知的反應器相比，除了利用錐體結構件20迫使煙氣穿過吸收劑漿液形成的環形水幕，進而促進煙氣與吸收劑的接觸和反應之外，利用實施例一提供的煙氣淨化反應器，還可以使煙氣與吸收劑更密切接觸並保持較長時間的接觸，因此具有更優的吸收效率和淨化效果；更重要的是，設置通流截面更小的混流筒30時，吸收劑漿液和煙氣在混流筒30中混合會形成氣液混合體，該氣液混合體可以使上下空間保持相對隔離。此時，氣液混合體在自重作用下下落過程中，對上方的煙氣及漿液會形成一種抽吸作用，進而降低煙氣流動阻力，促進煙氣和漿液的流動；氣液混合體的形成及煙氣加速流動及漿液快速循環，可以保證淨化效果的同時，降低能耗。

本實施例中，直筒段32的高度不少於2.3米。利用這樣的高度，可以保證煙氣與吸收劑漿液的混合、吸收劑漿液與煙氣與汙染物的反應，有利於提高煙氣淨化反應器的淨化效率。

實施例一中，直筒段32下端面下方設置有錐體21(當然，錐體21下方可以設置錐形圈)，且錐體21的最大直徑大於所述直筒段下端的通流直徑；這樣，在氣液混合體從混流筒30(直筒段32)下方流出時，下方的錐體21可以快速分散氣液混合體，進而有助於煙氣與吸收劑漿液的分離。當然，也可以將混流筒30設置在吸收劑漿液池上方，以使從混流筒30流出的分散氣液混合體直接進入吸收劑液池。

根據上述描述，可以理解，混流筒30不限於以上述方式設置在殼體10中，如圖2所示的本發明實施例二提供的煙氣淨化反應器的結構示意圖，所述錐筒段31上端可以與一個錐形圈22相對應，且錐筒段22上端直徑可以大於該錐形圈22的最小通流直徑，以使吸收劑漿液及大部分煙氣可以通過混流筒30下行。當然，為了避免煙氣從錐筒段31外周通過，也可以使錐筒段31上端面與該錐形圈22相配合。

根據上述描述，本領域技術人員可以理解，混流筒30不限於上述錐筒段31和直筒段32的結構，也可以為其他結構，只要最小通流截面小於殼體內部的橫截面80％，使反應器中的煙氣和吸收劑漿液通過混流筒30向下流動，就能夠在保證淨化效果的同時，提高或保證煙氣淨化效率。請參考圖3，該圖為本發明另一實施例提供的煙氣淨化反應器中混流筒的結構示意圖，該混流筒除了包括錐筒段31和直筒段32之外，還可以包括擴徑段33，所述擴徑段33的通流截面從上到下逐漸加大，且直筒段32下端與所述擴徑段33上端相接。這樣，在氣液混合體到達擴徑段33，氣液混合體流速降低，有利於煙氣與吸收劑的分離。

當然，混流筒30也可以為其他具體結構，如可以為一個具有預定長度的直筒結構；為了使煙氣及吸收劑漿液通過混流筒30向下流動，可以使直筒上端與錐形圈22相對，並使該直筒上端的通流直徑大於該錐形圈22的通流直徑；也可以使直筒上端與錐形圈22下表面相接觸或牴觸，以使全部的煙氣及吸收劑漿液通過混流筒30向下流動。當然，直筒結構下方也可以設置擴徑段33。

根據上述描述，本領域技術人員可以理解，殼體10不限於設置一個混流筒30，也可以根據實際需要設置多個混流筒30，以保證煙氣淨化效率及淨化效果。

基於上述煙氣淨化反應器，本發明提供的煙氣淨化系統包括煙氣淨化反應器、吸收劑液池和吸收劑循環管路，所述吸收劑循環管路中設置有循環泵，所述煙氣淨化反應器為上述任一種煙氣淨化反應器，所述吸收劑循環管路的進液口與吸收劑液池相通，所述吸收劑循環管路的進液口與所述吸收劑入口相接。由於煙氣淨化反應器具有上述技術效果，該煙氣淨化系統也具有相應技術效果。

上述描述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，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明的保護範圍。