一種循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工反應(yīng)器領(lǐng)域，涉及一種循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件及其應(yīng)用，尤其涉及一種安裝在煙氣脫硫脫硝的循環(huán)流化床底部的內(nèi)構(gòu)件及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]循環(huán)流化床技術(shù)因其高效的氣固接觸效率，被廣泛地運(yùn)用在工業(yè)煙氣凈化領(lǐng)域。隨著環(huán)保要求的提高，開(kāi)發(fā)操作簡(jiǎn)單、脫除效率高的脫硫脫硝技術(shù)，已經(jīng)成為環(huán)保領(lǐng)域一大研究熱點(diǎn)。為了改善氣固兩相在煙氣脫硫脫硝循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間分布，可以在循環(huán)流化床內(nèi)設(shè)置內(nèi)構(gòu)件，以期能夠調(diào)整流化床內(nèi)氣固流動(dòng)不均勻這種自然屬性，強(qiáng)化氣固接觸和混合，提高氣固傳質(zhì)效率。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的流化床反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件形式有慣性式內(nèi)構(gòu)件、填料式內(nèi)構(gòu)件和復(fù)合型內(nèi)構(gòu)件等。
[0004]專利CN 101293189A公開(kāi)了一種用于循環(huán)流化床反應(yīng)器中的擾流型復(fù)合構(gòu)件，所述構(gòu)件包括:2?30根圓管、擾流板和導(dǎo)流板。該擾流型復(fù)合構(gòu)件對(duì)上下行顆粒群進(jìn)行有效擾動(dòng)，并能對(duì)氣流場(chǎng)的脈動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效促進(jìn)顆粒群更新，能夠明顯改善氣固傳質(zhì)效果。但是這種內(nèi)構(gòu)件對(duì)強(qiáng)化氣固接觸作用有限，限制了脫硫脫硝效率的進(jìn)一步提高。
[0005]專利CN 103446877A公開(kāi)了一種流化床反應(yīng)器及其內(nèi)構(gòu)件，所述流化床反應(yīng)器包括一塔筒，多個(gè)內(nèi)構(gòu)件配置于塔筒內(nèi)。各個(gè)內(nèi)構(gòu)件包括一結(jié)合面、一接觸面與一導(dǎo)流面，結(jié)合面設(shè)置于塔筒的內(nèi)壁面，接觸面與導(dǎo)流面傾斜連接于結(jié)合面，并且于接觸面與導(dǎo)流面之間形成一反曲點(diǎn)。該專利中設(shè)置的內(nèi)構(gòu)件使顆粒群在流化床反應(yīng)器內(nèi)分布更加均勻，強(qiáng)化了反應(yīng)器內(nèi)氣固兩相的軸向和徑向混合，強(qiáng)化了顆粒內(nèi)循環(huán)，提高了截面顆粒濃度，對(duì)于濃度場(chǎng)的優(yōu)化起到了一定的促進(jìn)作用。但是此內(nèi)構(gòu)件由于沒(méi)有布?xì)庋b置，氣流對(duì)內(nèi)構(gòu)件會(huì)起到一定的磨損。
[0006]在實(shí)際應(yīng)用中選擇內(nèi)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)考慮到脫硫脫硝主反應(yīng)區(qū)在循環(huán)流化床底部這個(gè)特點(diǎn)。因此，開(kāi)發(fā)一種能夠增加氣固湍動(dòng)程度，提高氣固接觸效率，并能夠改善顆粒停留時(shí)間分布的內(nèi)構(gòu)件是很有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件對(duì)強(qiáng)化氣固接觸作用有限以及內(nèi)構(gòu)件中沒(méi)有布?xì)庋b置且內(nèi)構(gòu)件易磨損等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種能夠提高循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)氣固兩相接觸效率，增強(qiáng)氣固兩相動(dòng)量交換的循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件。所述內(nèi)構(gòu)件集強(qiáng)化氣固湍動(dòng)程度和改善停留時(shí)間分布于一體，并帶有布風(fēng)功能，其不僅能夠強(qiáng)化氣固接觸，提高反應(yīng)效率，還能夠增大吸收劑之間的摩擦，更新吸收劑表面，提高吸收劑的利用效率。
[0008]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0009]第一方面，本發(fā)明提供了一種循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件，所述內(nèi)構(gòu)件包括連接桿和布風(fēng)板，布風(fēng)板為半圓形；布風(fēng)板直徑所在的邊固定于連接桿上，連接桿的兩端固定于流化床反應(yīng)器的內(nèi)壁；布風(fēng)板的直徑小于連接桿的長(zhǎng)度，連接桿的長(zhǎng)度小于流化床反應(yīng)器的直徑；布風(fēng)板上開(kāi)有布風(fēng)孔。
[0010]本發(fā)明中，所述連接桿的兩端處于同一水平面上固定于流化床反應(yīng)器的內(nèi)壁。
[0011]優(yōu)選地，連接桿的兩端通過(guò)焊接固定在流化床反應(yīng)器的內(nèi)壁。
[0012]優(yōu)選地，所述布風(fēng)板表面為波浪形曲面。
[0013]本發(fā)明中，所述布風(fēng)板的開(kāi)孔率為40?70%，例如40%、43%、45%、47%、50%、53%、55%、57%、60%、63%、65%、67%或70%等，優(yōu)選為60%。若布風(fēng)板的開(kāi)孔率小于40%，則系統(tǒng)壓降過(guò)大，增加能耗；若布風(fēng)板的開(kāi)孔率大于70%，則反應(yīng)器底部氣流的湍動(dòng)程度不能得到有效強(qiáng)化，對(duì)脫除效率影響有限。
[0014]優(yōu)選地，所述布風(fēng)板上布風(fēng)孔呈正三角形或正方形排列。
[0015]本發(fā)明中，所述布風(fēng)板直徑為流化床反應(yīng)器直徑的0.5?0.9倍，例如0.5倍、0.6倍、0.7倍、0.8倍或0.9倍；若布風(fēng)板直徑太小，則氣流會(huì)從反應(yīng)器中心上行，氣固動(dòng)量不能得到有效交換。本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)際生產(chǎn)操作中可以根據(jù)需要來(lái)選擇相應(yīng)的布風(fēng)板直徑。
[0016]優(yōu)選地，所述布風(fēng)板的厚度為0.01?0.1m,例如0.01m、0.02m、0.03m、0.04m、
0.05m、0.06m、0.07m、0.08m、0.09m 或 0.1m 等，優(yōu)選為 0.1m0
[0017]本發(fā)明中，所述連接桿的長(zhǎng)度為布風(fēng)板直徑的1.1?1.25倍，例如1.1倍、1.12倍、1.14倍、1.15倍、1.16倍、1.18倍、1.2倍、1.23倍或1.25倍等，優(yōu)選為1.15倍；連接桿的長(zhǎng)度決定了連接桿固定在流化床反應(yīng)器徑向截面的位置，連接桿的長(zhǎng)度要小于等于流化床反應(yīng)器的直徑，若連接桿的長(zhǎng)度超過(guò)這一范圍，則內(nèi)構(gòu)件在流化床反應(yīng)器內(nèi)存在安裝困難等問(wèn)題。若連接桿長(zhǎng)度小于布風(fēng)板半徑的1.1倍，則內(nèi)構(gòu)件與器壁的間隙過(guò)大，不利于氣固動(dòng)量交換。
[0018]優(yōu)選地，所述連接桿的徑向截面為圓形、正方形或三角形中任意一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要來(lái)選擇合適的徑向截面的形狀。
[0019]優(yōu)選地，所述連接桿的材質(zhì)為陶瓷、玻璃鋼或碳鋼中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有陶瓷和玻璃鋼的組合，玻璃鋼和碳鋼的組合，陶瓷、玻璃鋼和碳鋼的組合；更為具體的，連接桿還可以是以玻璃鋼作為基底，陶瓷材料作為涂層，或是以碳鋼為基底，陶瓷材料作為涂層等。
[0020]本發(fā)明中，所述內(nèi)構(gòu)件安裝在距流化床反應(yīng)器底部0.5?2m處，例如0.5m、0.7m、
1.0m、1.3m、1.5m、1.7m或2m處等；其主要是根據(jù)脫硫脫硝主反應(yīng)區(qū)在循環(huán)流化床底部這個(gè)特點(diǎn)來(lái)確定的。
[0021 ] 本發(fā)明中，所述內(nèi)構(gòu)件的布風(fēng)板所在平面與流化床反應(yīng)器的中心軸線所在平面呈30?90°夾角，例如30°夾角、35°夾角、40°夾角、45°夾角、50°夾角、55°夾角、60°夾角、65°夾角、70°夾角、75°夾角、80°夾角、85°夾角或。夾角等，優(yōu)選為45°夾角。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要以及內(nèi)構(gòu)件的個(gè)數(shù)來(lái)選擇合適的角度。
[0022]本發(fā)明中，所述布風(fēng)板的材質(zhì)為不銹鋼、陶瓷、玻璃鋼或碳鋼中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有:不銹鋼和陶瓷的組合，陶瓷和玻璃鋼的組合，玻璃鋼和碳鋼的組合，不銹鋼、陶瓷和玻璃鋼的組合，陶瓷、玻璃鋼和碳鋼的組合，不銹鋼、陶瓷、玻璃鋼和碳鋼的組合等；更為具體的，連接桿還可以是以玻璃鋼作為基底，陶瓷材料作為涂層，或是以碳鋼為基底，陶瓷材料作為涂層等。
[0023]第二方面，本發(fā)明提供了上述循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件的用途，其應(yīng)用于脫硫脫硝循環(huán)流化床反應(yīng)器中。
[0024]第三方面，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用上述循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件制備得到的脫硫脫硝循環(huán)流化床反應(yīng)器，其應(yīng)用于燃煤鍋爐和燒結(jié)煙氣的脫硫脫硝領(lǐng)域。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0026]1、本發(fā)明所述的循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件可以使氣流再分布，強(qiáng)化氣固兩相的動(dòng)量交換，優(yōu)化反應(yīng)器底部流場(chǎng)。
[0027]2、本發(fā)明所述的循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件可以強(qiáng)化氣固兩相的湍動(dòng)程度，促進(jìn)顆粒摩擦，更新脫硫劑表面，提高了吸收劑的利用效率，使吸收劑的利用率達(dá)到80%以上；并且在內(nèi)構(gòu)件的作用下，增加了流化床底部顆粒的濃度，改善了顆粒的停留時(shí)間分布，從而提高反應(yīng)效率，使脫除效率達(dá)到90%以上。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明所述循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件的俯視結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖2是圖1中A-A’截面的剖視圖；
[0030]圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件安裝示意圖；
[0031]圖4是本發(fā)明實(shí)施例3中循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件安裝示意圖；
[0032]其中，1-連接桿，2-布風(fēng)孔，3-布風(fēng)板，4-內(nèi)構(gòu)件，5-流化床反應(yīng)器。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為更好地說(shuō)明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。但下述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的簡(jiǎn)易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
[0034]如圖1和圖2所示，圖1是本發(fā)明所述循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件的俯視結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1中A-A’截面的剖視圖。
[0035]本發(fā)明提供了一種循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件，所述內(nèi)構(gòu)件4包括連接桿I和布風(fēng)板3，布風(fēng)板3為半圓形；布風(fēng)板3直徑所在的邊固定于連接桿I上，連接桿I的兩端固定于流化床反應(yīng)器5的內(nèi)壁；布風(fēng)板3的直徑小于連接桿I的長(zhǎng)度，連接桿I的長(zhǎng)度小于流化床反應(yīng)器的直徑；布風(fēng)板3上開(kāi)有布風(fēng)孔2。
[0036]連接桿I的兩端處于同一水平面上焊接固定于流化床反應(yīng)器5的