專利名稱：臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理煙氣中氣體污染物的環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種臥式旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
流化床廣泛應(yīng)用于能源、環(huán)保及化工領(lǐng)域。脫硫反應(yīng)器是脫硫工藝的核心裝置，其技術(shù)和脫硫指標(biāo)將制約和決定脫硫工藝的效率，反應(yīng)器內(nèi)填充一定量的脫硫劑物料(如石灰石、脫硫劑等各類顆粒)，氣體從進(jìn)氣入口送入，氣體帶動(dòng)物料在反應(yīng)器內(nèi)運(yùn)動(dòng)流化，發(fā)生中和反應(yīng)，達(dá)到脫硫的目的?，F(xiàn)有臥式流化床脫硫反應(yīng)器的內(nèi)筒為直筒型，由于重力作用，物料在反應(yīng)器內(nèi)流化不均勻，氣速較低時(shí)局部氣體流化不到之處，易形成局部堆積，形成死區(qū)，降低反應(yīng)速率；氣速較高時(shí)，形成大量氣泡、栓塞，造成氣體短路；同時(shí)，物料被高速氣體攜帶出流化床反應(yīng)器，減少物料與氣體的接觸時(shí)間，顆?；旌闲阅芟陆?，脫硫反應(yīng)效率低。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)在氣速較低時(shí)易形成局部堆積、死區(qū)以及在氣速較高時(shí)形成大量氣泡、栓塞，所帶來的脫硫反應(yīng)效率低的問題，進(jìn)而提供一種臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器。本發(fā)明為內(nèi)外雙筒結(jié)構(gòu)，它包括外筒1和內(nèi)筒2，內(nèi)筒2置于外筒1內(nèi)，內(nèi)筒2和外筒1之間構(gòu)成氣體進(jìn)口通道，外筒1是圓柱型直筒，內(nèi)筒2是圓錐臺形，內(nèi)筒2的圓周壁為布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒2小口徑端封閉，內(nèi)筒2的小口徑端與外筒1之間形成環(huán)形通道入口3，內(nèi)筒2的大口徑端為氣體出口4，內(nèi)筒2的大口徑端外壁與外筒1之間封固連接，反應(yīng)器傾斜設(shè)置且出口端高于入口端，反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成夾角α。臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床反應(yīng)器的工作過程如下內(nèi)筒2內(nèi)填裝脫硫劑顆粒，在一定的旋轉(zhuǎn)速度下，脫硫劑顆粒在離心力作用下被拋向內(nèi)筒2的壁面，形成一定厚度(高度)的顆粒層；反應(yīng)氣體從外筒1和圓錐型內(nèi)筒2形成的環(huán)形通道入口3送入，由于進(jìn)氣通道的環(huán)形截面逐漸縮小，保證沿徑向方向通過圓錐筒型布風(fēng)板的氣體速度均勻；氣體以一定的高速射流徑向射入脫硫劑顆粒層。隨著本發(fā)明所述反應(yīng)器整體的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，氣體和固體顆粒在錐形內(nèi)筒2里充分混合反應(yīng)，反應(yīng)后的氣體經(jīng)內(nèi)筒2的氣體出口5送出。本發(fā)明所述臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器采用傾斜布置、旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，它與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)①由于內(nèi)筒2是圓錐筒型設(shè)計(jì)，外筒1和圓錐型內(nèi)筒2形成的環(huán)形通道的環(huán)形截面逐漸縮小，保證沿徑向方向通過圓錐筒型布風(fēng)板的氣體速度均勻，氣體以一定的高速射流徑向射入脫硫劑顆粒層，極大增強(qiáng)了物料的徑向擾動(dòng)，提高了物料與氣體的接觸時(shí)間，提高脫硫反應(yīng)效率；②由于內(nèi)筒2為圓錐筒型設(shè)計(jì)，氣體流通截面逐漸增大，保證了沿軸向方向氣體速度均勻，降低顆粒被氣體的攜帶，增大氣體與顆粒接觸時(shí)間；③由于本發(fā)明傾斜設(shè)置，脫硫劑物料在反應(yīng)器內(nèi)旋轉(zhuǎn)流化，完全消除局部顆粒的堆積和死區(qū)；同時(shí)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力的作用，使脫硫劑物料顆粒分布更均勻，抑制氣泡的長大，減輕氣體的短路，同時(shí)被氣體攜帶的顆粒在離心力作用下被分離，重新返回到反應(yīng)器內(nèi)，消除了顆粒的攜帶；④隨著顆粒尺寸的減小，如納米級超細(xì)顆粒脫硫劑，顆粒之間的范德華力，液橋力等聚合力作用會大大增加，使得超細(xì)顆粒聚合成大粒徑的聚團(tuán)，影響反應(yīng)器內(nèi)顆粒的流化反應(yīng)，而本發(fā)明旋轉(zhuǎn)設(shè)置產(chǎn)生離心力的作用，顆粒間的剪切分離作用增強(qiáng)，聚團(tuán)破碎率增加，因此在本發(fā)明中，納米級超細(xì)顆粒不易聚團(tuán)，可實(shí)現(xiàn)正常的流化，因此本發(fā)明所述臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器對納米級到毫米級的顆粒均適用，顆粒直徑范圍在0.005mm～5mm之間均可；⑤本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，它的氣體流動(dòng)路線曲折復(fù)雜，路程長，明顯增大氣體在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間，同樣有利于反應(yīng)充分進(jìn)行。本發(fā)明將流化氣動(dòng)力和旋轉(zhuǎn)離心力有機(jī)結(jié)合，具有良好的氣固接觸、混合、湍動(dòng)作用實(shí)現(xiàn)二氧化硫與脫硫劑顆粒的充分反應(yīng)，反應(yīng)氣體的停留時(shí)間長，大大提高了脫硫劑的利用率和脫硫效率，脫硫效率可達(dá)90％～97％。


圖1是本發(fā)明的反應(yīng)器主體的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的A向視圖，圖3是圖1的B向視圖，圖4是具體實(shí)施方式
十二的反應(yīng)器裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是圓錐臺形布風(fēng)板結(jié)構(gòu)的內(nèi)筒2的展開圖，圖6是臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器(α＝3.8°，β為3.8°)軸向中心位置剖面瞬時(shí)顆粒濃度示意圖，圖7是在氣體速度Ug＝2.0m/s、旋轉(zhuǎn)速度20r/min的條件下，臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器(α＝3.8°，β為3.8°)軸向中心位置剖面瞬時(shí)顆粒速度矢量示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一(參見圖1-圖3)本實(shí)施方式所述的臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器為內(nèi)外雙筒結(jié)構(gòu)，它包括外筒1和內(nèi)筒2，內(nèi)筒2置于外筒1內(nèi)，內(nèi)筒2和外筒1之間構(gòu)成氣體進(jìn)口通道，外筒1是圓柱型直筒，內(nèi)筒2是圓錐臺形，內(nèi)筒2的圓周壁為布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒2的錐角β為0.5～12度，內(nèi)筒2小口徑端封閉，內(nèi)筒2的小口徑端與外筒1之間形成環(huán)形通道入口3，內(nèi)筒2的大口徑端為氣體出口4，內(nèi)筒2的大口徑端外壁與外筒1之間封固連接，反應(yīng)器傾斜設(shè)置且出口端高于入口端，反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成夾角α，夾角α為0.5～12度。
具體實(shí)施方式
二(參見圖1-圖3)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于內(nèi)筒2的錐角β為2度，反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成的夾角α為3.0度。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。溫度為165℃、含3000ppmSO2、流量為620000m3/h的氣體進(jìn)入內(nèi)筒2的小口徑端與外筒1之間形成環(huán)形通道入口3和內(nèi)筒2內(nèi)，處理后的氣體，經(jīng)脫硫反應(yīng)后，含SO2的濃度降到100ppm，脫硫效率為96.6％。
具體實(shí)施方式
三(參見圖1-圖3)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于內(nèi)筒2的錐角β為3.9度，反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成的夾角α為3.9度。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。溫度為160℃、含2400ppmSO2、流量為600000m3/h的氣體進(jìn)入內(nèi)筒2的小口徑端與外筒1之間形成環(huán)形通道入口3和內(nèi)筒2內(nèi)，處理后的氣體，經(jīng)脫硫反應(yīng)后，含SO2的濃度降到200ppm，脫硫效率為91.6％。
具體實(shí)施方式
四(參見圖1-圖3)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于內(nèi)筒2的錐角β為5.5度，反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成的夾角α為5.5度。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。溫度為150℃、含2500ppmSO2、流量為450000m3/h的氣體進(jìn)入內(nèi)筒2的小口徑端與外筒1之間形成環(huán)形通道入口3和內(nèi)筒2內(nèi)，處理后的氣體，經(jīng)脫硫反應(yīng)后，含SO2的濃度降到200ppm，脫硫效率為92％。
具體實(shí)施方式
五(參見圖1-圖3)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于內(nèi)筒2的錐角β為6.5度，反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成的夾角α為6.5度。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。溫度為130℃、含2700ppmSO2、流量為360000m3/h的氣體進(jìn)入內(nèi)筒2的小口徑端與外筒1之間形成環(huán)形通道入口3和內(nèi)筒2內(nèi)，處理后的氣體，經(jīng)脫硫反應(yīng)后，含SO2的濃度降到200ppm，脫硫效率為92.6％。
具體實(shí)施方式
六(參見圖1-圖3)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于內(nèi)筒2的錐角β為7.7度，反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成的夾角α為7.7度。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。溫度為150℃、含3600ppmSO2、流量為260000m3/h的氣體進(jìn)入內(nèi)筒2的小口徑端與外筒1之間形成環(huán)形通道入口3和內(nèi)筒2內(nèi)，處理后的氣體，經(jīng)脫硫反應(yīng)后，含SO2的濃度降到360ppm，脫硫效率為90％。
具體實(shí)施方式
七(參見圖1-圖3)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于內(nèi)筒2的錐角β為8.0度，反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成的夾角α為8.0度。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。溫度為155℃、含3850ppmSO2、流量為250000m3/h的氣體進(jìn)入內(nèi)筒2的小口徑端與外筒1之間形成環(huán)形通道入口3和內(nèi)筒2內(nèi)，處理后的氣體，經(jīng)脫硫反應(yīng)后，含SO2的濃度降到270ppm，脫硫效率為93％。
具體實(shí)施方式
八(參見圖1-圖3)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于內(nèi)筒2的錐角β為8.3度，反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成的夾角α為8.3度。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。溫度為165℃、含4250ppmSO2、流量為215000m3/h的氣體進(jìn)入內(nèi)筒2的小口徑端與外筒1之間形成環(huán)形通道入口3和內(nèi)筒2內(nèi)，處理后的氣體，經(jīng)脫硫反應(yīng)后，含SO2的濃度降到200ppm，脫硫效率為95％。
具體實(shí)施方式
九(參見圖1-圖3)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于內(nèi)筒2的錐角β為8.8度，反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成的夾角α為8.8度。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。溫度為165℃、含2700ppmSO2、流量為180000m3/h的氣體進(jìn)入內(nèi)筒2的小口徑端與外筒1之間形成環(huán)形通道入口3和內(nèi)筒2內(nèi)，處理后的氣體，經(jīng)脫硫反應(yīng)后，含SO2的濃度降到200ppm，脫硫效率為92.6％。
具體實(shí)施方式
十(參見圖1-圖3)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于內(nèi)筒2的錐角β為11.5度，反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成的夾角α為11.5度。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。溫度為170℃、含1800ppmSO2、流量為170000m3/h的氣體進(jìn)入內(nèi)筒2的小口徑端與外筒1之間形成環(huán)形通道入口3和內(nèi)筒2內(nèi)，處理后的氣體，經(jīng)脫硫反應(yīng)后，含SO2的濃度降到60ppm，脫硫效率為96.7％。
具體實(shí)施方式
十一(參見圖1-圖3)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二、三、四、五、六、七、八、九或十的不同點(diǎn)在于內(nèi)筒2大口徑端的邊緣處增固有鋼絲網(wǎng)5。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二、三、四、五、六、七、八、九或十相同。本實(shí)施方式在內(nèi)筒2的大口徑端采用鋼絲網(wǎng)，用來過濾反應(yīng)后氣體中的脫硫劑顆粒，鋼絲網(wǎng)型號視脫硫劑顆粒種類而定，可提高脫硫劑的利用率，進(jìn)一步提高脫硫效率。
具體實(shí)施方式
十二(參見圖4)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于它還包括電機(jī)6、傳動(dòng)軸7、兩組齒輪副8、進(jìn)氣通道9和出氣通道10，傳動(dòng)軸7的一端與電機(jī)6的輸出軸連接，傳動(dòng)軸的另一端與齒輪副8的輸入齒輪8-1連接，兩組齒輪副8的輸出齒輪8-2分別與外筒1的兩端固定連接，所述內(nèi)筒2的小口徑端設(shè)置有封閉門11；所述內(nèi)筒2的錐角β為3.8度，所述反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成的夾角α為3.8度。本實(shí)施方式所述內(nèi)筒2設(shè)置的封閉門11，可方便脫硫劑顆粒的放入內(nèi)筒2內(nèi)，隨著電動(dòng)機(jī)6的動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)軸7傳至齒輪副8，并通過齒輪組8帶動(dòng)筒體整體旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，氣體經(jīng)進(jìn)氣通道9進(jìn)入內(nèi)筒2內(nèi)，氣體和固體顆粒在錐形內(nèi)筒2里充分混合反應(yīng)，反應(yīng)后的氣體經(jīng)內(nèi)筒2的氣體出口5、出氣通道10送出。如圖6和7所示，在氣體速度Ug＝2.0m/s、旋轉(zhuǎn)速度20r/min的條件下，臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床反應(yīng)器內(nèi)筒2軸向中心位置剖面的瞬時(shí)顆粒相速度和顆粒濃度分布。我們可以發(fā)現(xiàn)，顆粒濃度在內(nèi)筒2內(nèi)呈環(huán)形分布，濃度分布較均勻，在筒內(nèi)沒有氣泡產(chǎn)生，也沒有形成死區(qū)堆積或栓塞和氣體短路，同時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)離心運(yùn)動(dòng)，顆粒主要集中靠近壁面一方，減少了氣體對顆粒的攜帶。
權(quán)利要求
1.臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器，它為內(nèi)外雙筒結(jié)構(gòu)，它包括外筒(1)和內(nèi)筒(2)，內(nèi)筒(2)置于外筒(1)內(nèi)，內(nèi)筒(2)和外筒(1)之間構(gòu)成氣體進(jìn)口通道，外筒(1)是圓柱型直筒，其特征在于內(nèi)筒(2)是圓錐臺形，內(nèi)筒(2)的圓周壁為布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒(2)小口徑端封閉，內(nèi)筒(2)的小口徑端與外筒(1)之間形成環(huán)形通道入口(3)，內(nèi)筒(2)的大口徑端為氣體出口(4)，內(nèi)筒(2)的大口徑端外壁與外筒(1)之間封固連接，反應(yīng)器傾斜設(shè)置且出口端高于入口端，反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成夾角α。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器，其特征在于內(nèi)筒(2)的錐角β為0.5～12度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器，其特征在于內(nèi)筒(2)的錐角β為0.5～4.9度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器，其特征在于內(nèi)筒(2)的錐角β為5～9.9度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器，其特征在于內(nèi)筒(2)的錐角β為10～12度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成夾角α為0.5～12度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成夾角α為0.5～4.9度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成夾角α為5～9.9度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器的軸心線與水平面之間形成夾角α為10～12度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器，其特征在于內(nèi)筒(2)大口徑端的邊緣增固有鋼絲網(wǎng)(5)。
全文摘要
臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器，它涉及一種臥式旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為解決現(xiàn)有技術(shù)在氣速較低時(shí)易形成局部堆積、死區(qū)以及在氣速較高時(shí)形成大量氣泡、栓塞的問題，進(jìn)而提供一種臥式傾斜旋轉(zhuǎn)流化床脫硫反應(yīng)器。本發(fā)明為內(nèi)外雙筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒(2)是圓錐臺形，內(nèi)筒(2)的圓周壁為布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒(2)小口徑端封閉，內(nèi)筒(2)的小口徑端與外筒(1)之間形成環(huán)形通道入口(3)，內(nèi)筒(2)的大口徑端為氣體出口(4)且內(nèi)筒(2)的大口徑端外壁與外筒(1)之間封固連接，反應(yīng)器傾斜設(shè)置且出口端高于入口端。本發(fā)明將流化氣動(dòng)力和旋轉(zhuǎn)離心力有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)二氧化硫與脫硫劑顆粒的充分反應(yīng)，反應(yīng)氣體的停留時(shí)間長，大大提高了脫硫劑的利用率和脫硫效率，脫硫效率可達(dá)90％～97％。
文檔編號B01D53/50GK1820827SQ20061000964
公開日2006年8月23日 申請日期2006年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月20日
發(fā)明者陸慧林, 鄭建祥, 何玉榮, 趙云華, 尹麗潔 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)