专利名称：导流装置及具有该导流装置的烟气循环流化床脱硫系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及烟气循环流化床脱硫技术领域，具体涉及一种导流装置及具有该装置
的烟气循环流化床脱硫系统。
背景技术：
烟气循环流化床脱硫技术是以循环流化床反应器原理为基础，通过对吸收剂的多 次循环利用，延长吸收剂与烟气反应的接触时间，从而提高吸收剂的利用率和脱硫效率；其 采用部分洁净烟气再循环的方式，可以提高脱硫系统在低负荷时的运行可靠性和脱硫塔床 料的稳定。具体请参见图l，该图示出了现有一种烟气循环流化床脱硫系统的示意图。
在该烟气循环流化床脱硫系统中，当产生烟气的设备负荷率下降到一定值时，其
产出的烟气量较小，使得烟气流经文丘里管(群)io的速度偏低，导致一部分颗粒状的脱硫
剂向下穿越文丘里管喉部、并降低循环流化床反应器20内的脱硫剂浓度，进而降低脱硫剂 利用率和脱硫效率。于是，为增强烟气循环流化床脱硫系统对产生烟气的设备负荷率的适 应性，从该系统脱硫后除尘器出口烟道30中引取一部分的洁净烟气，并使之回流到进口烟 道40中与原始烟气混合，以确保通过文丘里管或文丘里管群的总烟气量接近于其设计值， 从而最大限度的消除产生烟气的设备负荷率变化对脱硫剂利用率和脱硫效率的影响。
此外，该方案的返流烟气管道50的末段通过与进口烟道40的异型汇流三通60斜 向相交，并在异型汇流三通60的接纳返流烟气管段(或返流烟道末段)内设置若干导流板 70，从而使返流烟气行进方向接近于原始烟气在异型汇流三通60进气端的行进方向，进而 减小混合烟气在异型汇流三通60出气端上下部或左右部的流速差。且在脱硫塔入口弯头 80的两个折弯处分别设置有一组导流板90，使得文丘里管(群)出气端的烟气具有比较均 匀、稳定的流场和不过低的最低流速。这样，当产生烟气的设备负荷率降低至一定范围内 时，因所需的返流烟气量与原始烟气量之比值较小，通过上述导流板、脱硫塔入口弯头内的 两组导流板和文丘里管(群)的导流、整流，尚可保证文丘里管(群)出气端的烟气平均流 速、最低流速和脱硫塔反应器内流场分布的均匀性符合设计要求，从而避免发生塔底落灰 量过多和流化床不稳定的问题。 但是，若产生烟气的设备负荷率继续下降，则所需的返流烟气量越来越大。特别 是，当其负荷率下降到所需的返流烟气量大致与原始烟气量相等时，现有烟气循环流化床 脱硫系统的文丘里管(群)出气端和脱硫塔反应器内的气流分布均匀性较差，且文丘里管 (群)内的烟气最低流速过低，由此将引发塔底落灰量过多和流化床不稳定的问题，甚至出 现塌床。 有鉴于此，亟待针对现有烟气循环流化床脱硫系统进行优化设计，以进一步增强 烟气循环流化床脱硫系统对产生烟气的设备负荷率的适应性。
发明内容
针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种用于改善脱硫系统内流场
3分布的导流装置。在此基础上，本发明还提供一种具有该导流装置的烟气循环流化床脱硫 系统。 本发明提供的导流装置，用于烟气循环流化床脱硫系统，该系统具有设置在出口 烟道与进口烟道之间的返流烟气管道；该导流装置设置在与所述返流烟气管道交汇处的进 口烟道内，其包括n个与进口烟道相平行的导流板，以将所述进口烟道分隔为n+1个相平行 的烟气通道；所述n个导流板由上至下依次斜向排列，且所述n个导流板的上游侧外缘之间 的连线与其下游侧进口烟道的对称中心线之间的夹角为锐角。 优选地，所述n个导流板的上游侧外缘之间的连线与其下游侧进口烟道的对称中
心线之间的夹角为10° 80° 。 优选地，每个所述烟气通道的高度相等。 优选地，该导流装置还包括至少n+1个隔板，分别设置在所述n+1个烟气通道内且 分别与所述导流板相垂直，以分隔每个所述烟气通道。 本发明提供的烟气循环流化床脱硫系统，该系统具有设置在出口烟道与进口烟道 之间的返流烟气管道；与所述返流烟气管道交汇处的进口烟道内设置有导流装置；所述导 流装置包括n个与进口烟道相平行的导流板，以将所述进口烟道分隔为n+1个相平行的烟 气通道；所述n个导流板由上至下依次斜向排列，且所述n个导流板的上游侧外缘之间的连 线与其下游侧进口烟道的对称中心线之间的夹角为锐角。 优选地，所述n个导流板的上游侧外缘之间的连线与其下游侧进口烟道的对称中
心线之间的夹角为10° 80° 。 优选地，每个所述烟气通道的高度相等。 优选地，所述导流装置还包括至少n+l个隔板，分别设置在所述n+l个烟气通道内 且分别与所述导流板相垂直，以分隔每个所述烟气通道。 优选地，每个所述烟气通道内设置一个隔板，且分别设置于相应烟气通道的纵向 中心线上。 优选地，在与所述进口烟道相垂直的投影面内，所述进口烟道与返流烟气管道的 宽度相等；每个所述烟气通道内设置复数个隔板，且分别沿相应烟气通道的宽度方向均布 设置。 优选地，所述返流烟气管道与其上游侧进口烟道的对称中心线之间的夹角为 10° 90° 。 本发明提供的导流装置设置在与所述返流烟气管道交汇处的进口烟道内，以调匀 原始烟气与洁净烟气混合处上下部及左右部的烟气流动速度；其包括若干与进口烟道相平 行的导流板，从将进口烟道分隔为多个相平行的烟气通道；同时，若干导流板由上至下依次 斜向排列，大致呈阶梯状排列，且各导流板的上游侧外缘之间的连线与其下游侧进口烟道 的对称中心线之间的夹角为锐角。 工作过程中，当产生烟气的设备负荷率较高且不需要洁净烟气返流时，该导流装 置中的各导流板及隔板板面皆与烟气方向平行，从而将烟气梳流使得脱硫塔内流场分布得 到改善。当产生烟气的设备负荷率较低且需要洁净烟气返流，特别是较大流量洁净烟气返 流时，洁净烟气与原始烟气在与返流烟气管道交汇处的进口烟道中汇合成一股较大流量的 混合烟气，尔后流经导流装置；尽管在不同高程上的气流通道入口截面内的烟气平均流速及其分布均匀性具有一定差异，但是，经其四侧壁板的强烈均流作用之后，各股烟气在气流 通道出口截面的气流分布均匀性已获得很大改善，因而自该导流装置流出的混合烟气之气 流分布均匀性亦获得很大改善。此后，混合烟气经脱硫塔入口弯头内的两组导流板的导流 作用之后，进入文丘里管群内和脱硫塔反应器内的流场分布，则比采用现有技术时更均匀 胜。 与现有技术相比，在产生烟气的设备负荷率较低时，应用本发明所述导流装置的 烟气循环流化床脱硫系统可避免出现塔底落灰量过多和流化床不稳定的问题，进而大大提 高了烟气循环流化床脱硫系统的适应性。 进一步地，在同等的设备负荷率下，本发明所述导流装置在适当减少返流烟气量
的情况下，仍可保证文丘里管(群)出气端的烟气平均流速、最低流速和脱硫塔反应器内流
场分布的均匀性等各项指标均符合设计要求，从而一定程度上降低了烟道系统和脱硫塔以
及除尘器的阻力，使得引风机配套的电机功耗下降，具有一定的节能效果。 本发明提供的导流装置可用于任何类型的烟气循环流化床脱硫系统，特别适用于
燃煤锅炉烟气、垃圾焚烧炉烟气和烧结烟气脱硫系统中。
图1是现有一种烟气循环流化床脱硫系统的示意图；
图2是第一实施例所述烟气循环流化床脱硫系统的示意图；
图3是图2的I部放大图；
图4是图3的A向视图； 图5示出了第二实施例中返流烟气管道与进口烟道的宽度比例关系；
图6示出了第三实施例中每个烟气通道内的隔板布置方式。 图7是第一实施例中的导流装置在返流烟气量与原始烟气量之比为1 : 2时的均 流效果图(CFD模拟计算结果)； 图8是第一实施例中的导流装置在返流烟气量与原始烟气量相等时的均流效果 图(CFD模拟计算结果)；
图2-8中 进口烟道1、1' 、1〃 ；烟气通道11、11";文丘里管群2;脱硫塔反应器3;消石灰仓 4;除尘器5;出口烟道6;返流烟气管道7、7'7〃 ；导流装置8、8' 、8〃 ；导流板81、81";
隔板82、82"。
具体实施例方式
基于现有技术，本发明的核心是提供一种用于改善脱硫系统内流场分布的导流装 置。通过该导流装置可改善混合烟气的气流分布均匀性，进而保证文丘里管(群)出气端 的烟气平均流速、最低流速和脱硫塔反应器内流场分布的均匀性等各项指标均符合设计要 求。 下面结合说明书附图具体说明本实施方式。 请参见图2，该图是本实施方式所述烟气循环流化床脱硫系统的示意图。 该系统的进口烟道1经竖向设置的文丘里管群2与脱硫塔反应器3连通，消石灰仓4与进口烟道1连通，烟气与吸收剂一同进入脱硫塔反应器3中充分混合、反应后，经脱 硫塔反应器3的出口排出进入除尘器5 ;经除尘之后的洁净烟气经出口烟道6排出。同时， 在出口烟道6与进口烟道1之间设置有返流烟气管道7，以便于产生烟气的设备负荷率较低 时补充洁净烟气。需要说明的是，文丘里管群2、脱硫塔反应器3、消石灰仓4、除尘器5、出 口烟道6和返流烟气管道7以及未以附图标记标示的喷水系统、引风机等主要功能部件与 现有技术完全相同，故本文不再赘述。以下将详细说明本方案发明点所在设置于与返流烟 气管道7交汇处的进口烟道1内的导流装置8。 请一并参见图3和图4，其中，图3是图2的I部放大图，图4是图3的A向视图。
该导流装置8设置在与返流烟气管道7交汇处的进口烟道1内，其包括n个与进 口烟道1相平行的导流板81，每个导流板81的两端分别与进口烟道l的两侧内壁固定连 接，以将该处的进口烟道1分隔为n+l个相平行的烟气通道11 ;如图所示，仅以n = 5为例 示出导流装置8的导流板81 (五个导流板81形成六个烟气通道11)，以便于简洁示图。实 际上，该导流板81基于不同的系统需求可设置为多个，只要满足使用需要均在本申请保护 的范围内。优选地，各个导流板、各个隔板的结构和尺寸相同。这样，可以将导流板、隔板标 准化，有利于它们的生产。 图中所示，五个导流板81由上至下依次斜向排列，大致呈阶梯状布置；具体地，各 导流板81上游侧外缘之间的连线与其下游侧进口烟道1的对称中心线之间的夹角e为锐 角。优选地，各个导流板81的上游侧外缘之间的连线与其下游侧进口烟道的对称中心线之 间的夹角9为10° 、30° 、50° 、60°或者80° 。 如图所示，每个烟气通道11的高度相等，以利于根据所确定的各烟气通道11高度 确定夹角9 ，确保导流装置8的均流效果。 另外，该导流装置8还包括至少n+l个隔板82，分别设置在n+l个烟气通道11内 且分别与导流板81相垂直，以分隔每个烟气通道11。如图4所示，与烟气通道11对应设置 有六个隔板82。如此设计，可进一步减小各烟道的横截面积，从而使得在其内流动的小股 烟气受到更强烈的均流作用；显然，增设隔板82能够进一步改善混合烟气流经该导流装置 8后的气流分布均匀性。 如图3所示，本实施例中返流烟气管道7与其上游侧进口烟道1的对称中心线之 间的夹角P可为10° 、50°或者90° ;在制造成本可控制的前提下优选为30。 60° ，既 使得返流洁净烟气的行进方向接近于原始烟气在进口通道1内的行进方向，又可使下部烟 气流速适当增大，进而减小混合烟气在交汇处的流速差。如图4所示，在与进口烟道1相垂 直的投影面内，进口烟道1的宽度W1大于返流烟气管道7的宽度W2 ;每个烟气通道11内 设置一个隔板82，且分别设置于相应烟气通道11的纵向中心线上，使得在同一高度上的烟 气通道11的左右两侧的通流面积完全相同，确保流经导流装置8后的左右部的流动速度基 本一致。 当然，进口烟道1的宽度W1与返流烟气管道7的宽度W2之间的比例关系不局限
图中所示。同时需要明确的是，也可以选择在烟气通道11内设置加强筋(图未示)替代隔
板，具体地，各加强筋的两端直接焊在烟气通道11或进口烟道1的内壁上即可。 基于前述实施例的烟道及导流板建立模型，并以均匀进气为基础进行了 CFD模拟
计算，清楚的示出了本发明所述导流板下游侧进口烟道内的均流效果，具体参见图7和图
68，所选剖面位于与隔板和进口烟道侧板之间的距离都相等的直线上。其中，图7是第一实
施例中的导流装置在返流烟气量与原始烟气量之比为1 : 2时的均流效果图；图8是第一
实施例中的导流装置在返流烟气量与原始烟气量相等时的均流效果图。 请参见图5，该图示出了第二种实施例中进口烟道1'的宽度W1与返流烟气管道
7'的宽度W2之间的比例关系，S卩，进口烟道1'的宽度W1与返流烟气管道7'的宽度W2
相等。其他组成及连接关系与前述第一实施例完全相同。 产品试验后，检测结果表明在每个烟气通道内合理设置多个隔板，可明显提高整 个导流装置的均流作用。 进一步，请参见图6，该图示出了第三种实施例中所述隔板的布置方式。
本实施例所述导流装置8〃与第二实施例的基本设置相同，如图6所示，在与进口 烟道1〃相垂直的投影面内，进口烟道1〃的内腔宽度W1等于返流烟气管道7〃的宽度W2。 如图6所示，两者的区别在于，本实施例的每个烟气通道11"内设置复数个隔板82"，与相 应的导流板81"垂直且分别沿相应烟气通道ll"的宽度方向均布设置。同样，隔板82"的 数量可基于具体的系统需求确定。可以理解的是，为使得图面更为简洁，图6中所示的每个 烟气通道ll"内仅均布示出了三个隔板82"。
从均流效果来看，本实施例优于第二实施例。 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
权利要求
导流装置，用于烟气循环流化床脱硫系统，该系统具有设置在出口烟道与进口烟道之间的返流烟气管道；其特征在于，该导流装置设置在与所述返流烟气管道交汇处的进口烟道内，其包括n个与进口烟道相平行的导流板，以将所述进口烟道分隔为n+1个相平行的烟气通道；所述n个导流板由上至下依次斜向排列，且所述n个导流板的上游侧外缘之间的连线与其下游侧进口烟道的对称中心线之间的夹角为锐角。
2. 根据权利要求l所述的导流装置，其特征在于，所述n个导流板的上游侧外缘之间的 连线与其下游侧进口烟道的对称中心线之间的夹角为10° 80° 。
3. 根据权利要求1所述的导流装置，其特征在于，每个所述烟气通道的高度相等。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的导流装置，其特征在于，该导流装置还包括至少 n+l个隔板，分别设置在所述n+l个烟气通道内且分别与所述导流板相垂直，以分隔每个所 述烟气通道。
5. 烟气循环流化床脱硫系统，该系统具有设置在出口烟道与进口烟道之间的返流烟气 管道；其特征在于，与所述返流烟气管道交汇处的进口烟道内设置有导流装置；所述导流 装置包括n个与进口烟道相平行的导流板，以将所述进口烟道分隔为n+l个相平行的烟气 通道；所述n个导流板由上至下依次斜向排列，且所述n个导流板的上游侧外缘之间的连线 与其下游侧进口烟道的对称中心线之间的夹角为锐角。
6. 根据权利要求5所述的烟气循环流化床脱硫系统，其特征在于，所述n个导流板的上 游侧外缘之间的连线与其下游侧进口烟道的对称中心线之间的夹角为10° 80° 。
7. 根据权利要求6所述的烟气循环流化床脱硫系统，其特征在于，每个所述烟气通道 的高度相等。
8. 根据权利要求5至7中任一项所述的烟气循环流化床脱硫系统，其特征在于，所述导 流装置还包括至少n+l个隔板，分别设置在所述n+l个烟气通道内且分别与所述导流板相 垂直，以分隔每个所述烟气通道。
9. 根据权利要求8所述的烟气循环流化床脱硫系统，其特征在于，每个所述烟气通道 内设置一个隔板，且分别设置于相应烟气通道的纵向中心线上。
10. 根据权利要求8所述的烟气循环流化床脱硫系统，其特征在于，在与所述进口烟道 相垂直的投影面内，所述进口烟道与返流烟气管道的宽度相等；每个所述烟气通道内设置 复数个隔板，且分别沿相应烟气通道的宽度方向均布设置。
11. 根据权利要求5所述的烟气循环流化床脱硫系统，其特征在于，所述返流烟气管道 与其上游侧进口烟道的对称中心线之间的夹角为10° 90° 。
全文摘要
本发明公开一种导流装置，用于烟气循环流化床脱硫系统，该系统具有设置在出口烟道与进口烟道之间的返流烟气管道；该导流装置设置在与返流烟气管道交汇处的进口烟道内，其包括n个与进口烟道相平行的导流板，以将进口烟道分隔为n+1个相平行的烟气通道；n个导流板由上至下依次斜向排列，且n个导流板的上游侧外缘之间的连线与其下游侧进口烟道的对称中心线之间的夹角为锐角。在产生烟气的设备负荷率较低时，应用本发明所述导流装置的烟气循环流化床脱硫系统可避免出现塔底落灰量过多和流化床不稳定的问题，进而大大提高了烟气循环流化床脱硫系统的适应性。在此基础上，本发明还提供一种具有该导流装置的烟气循环流化床脱硫系统。
文档编号B01D53/83GK101732980SQ20101000258
公开日2010年6月16日 申请日期2010年1月19日 优先权日2010年1月19日
发明者丘炳明, 李秋兰, 章荣发, 詹秋月, 陈威祥 申请人:福建龙净环保股份有限公司