[发明专利]复合气流发生器、循环流化床塔前两相预混合装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及烟气净化技术领域，尤其涉及一种复合气流发生器、循环流化床塔前两相预混合的装置及方法。

背景技术

锅炉等烟气中含有SO₂、SO₃、HCl、HF、NOx、重金属、PM2.5、二噁英等多组分污染物，现有技术为了对烟气进行净化，除去其中的有毒物质，常采用的是循环流化床烟气干法多污染物协同净化工艺，该工艺是一种利用流化床床层内激烈的湍动和高效的传热、传质来快速实现烟气脱除SO₂、SO₃、HCl、HF、NOx、重金属、PM2.5、二噁英等多组分污染物的技术。循环流化床烟气干法多污染物协同净化工艺具有处理烟气量大，多种污染物同步脱除，节水等优点，常被用于烟气的净化。

在循环流化床净化塔内，主要反应区域是在锥形段物料颗粒高浓度区域，而烟气在这段区域的停留时间通常仅有1～2秒，因此为加快烟气与物料颗粒（循环物料及吸收剂）的反应，达到高效的净化效率，必须强化物料颗粒和烟气的充分混合和均匀分布。现有技术中强化物料颗粒和烟气充分混合和均匀分布的方法有两种，一种是物料颗粒在锥形段加入净化塔，其正好处于反应区域内，然而由于刚加入物料浓度大，难以快速扩散，从而容易在反应区域内形成高物料浓度差，导致一部分烟气与物料颗粒接触不足而未达到较好的净化效果就已流过反应区域了，弱化了净化效果；另一种是物料颗粒在塔前烟道加入后随烟气携带而进入净化塔内，该工艺由于物料颗粒与烟气在塔前烟道就开始混合，增加了其混合时间，但由于加入物料在烟道高流速下并不能实现良好混合，而且由于混合不均匀，导致净化塔各文丘里管孔间物料颗粒和烟气的分布不均匀，其中流过物料颗粒多的文丘里管烟气流过少，而流过物料颗粒少的文丘里管烟气流过多，如此会导致流过烟气量过多的文丘里管区域由于烟气流速过大而降低烟气在反应区域的停留时间，从而也弱化了净化效果。

为了能够提高烟气净化的效率，常采用的技术手段是强化气固两相的混合及反应时间，如公开号为CN100368070C的中国专利公开了一种循环流化床旋直流复合流化装置，其在文丘里管喉管安装内套筒，在内套筒与文丘里管喉管壁之间安装旋流流化装置，从而形成烟气在内套筒内直流流化和在内套筒外侧的旋流流化的复合流化，通过这种复合流化气流以达到减轻气流偏转、提高流化效果、颗粒停留时间延长、内循环倍率高、脱硫效率高的目的。尽管该装置提高了物料颗粒与烟气在该区域的停留时间，但并未改善物料颗粒与烟气的混合及均化分布，相反，由于该处的旋流离心力作用，加大了反应区域壁面出物料颗粒的浓度，强化了环-核流动模式，使得烟气与物料颗粒混合及分布并不均匀，反而会降低净化效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合气流发生器、循环流化床塔前两相预混合、均化分布的装置及方法，本发明提供的复合气流发生器设置于所述循环流化床塔前两相预混合的装置中，从而能够将塔前烟气气流组织成直-旋-直流场，使物料和烟气就能够实现混合均匀，提高了烟气的净化效率。

本发明提供了一种循环流化床塔前两相预混合的方法，包括以下步骤：

将待处理的烟气在塔前形成由塔前烟道中心到内壁依次分布的直流、旋流和直流流场；

将吸收剂和循环物料加入所述直流-旋流-直流流场中，所述吸收剂、循环物料与烟气实现预混合和均化分布。

本发明提供了一种复合气流发生器，包括多个固定板撑、多个旋流导流叶片、内套筒和外套筒；

每个旋流导流叶片的两端分别固定在内套筒的外壁和外套筒的内壁；

每个旋流导流叶片的平面与水平面的夹角为20°～60°；

所述固定板撑用于将外套筒、内套筒和旋流导流叶片构成的结构固定于塔前烟道上，每个固定板撑的一端设置于所述外套筒的外壁，另一端设置于塔前烟道的内壁；

所述固定板撑竖直设置。

优选的，每个旋流导流叶片的平面与水平面的夹角为30°～50°。

优选的，所述旋流导流叶片的数量为4片～18片。

优选的，所述内套筒的横截面的面积占所述塔前烟道横截面总面积的5%～15%。

优选的，所述外套筒与内套筒之间横截面的面积占所述塔前烟道横截面总面积的25%～60%。

优选的，所述外套筒与所述塔前烟道之间横截面的面积占所述塔前烟道横截面总面积的30%～70%。

优选的，所述内套筒与外套筒的中心轴线重合。