专利名称：振荡式行波磁场协同超声烟气脱硫净化分离装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种烟气脱硫技术领域，具体涉及到采用振荡式行波磁场协同超声波烟气脱硫净化分离装置。
背景技术：
锅炉烟气和工业废气中含有SO2，严重地污染了环境，烟气脱硫减排，已受到环境部门和生产单位的高度重视，SO2排放的严格控制是治理大气污染，减少酸雨区域和土壤、 水系酸化的根本举措。因此迫切需要加快发展适合我国国情的高效低耗脱硫新技术。磁流化床烟气脱硫作为高效低耗的脱硫新技术，目前受到专业领域人员的广泛关注与研究，并取得了一系列成果。专利号为ZL03158^4. 2、发明名称为《磁流化床烟气脱硫装置》的中国发明，公开了一种磁流化床烟气脱硫装置，其特点在于将具有催化脱硫功能的磁性颗粒用作流化床底料，将脱硫剂雾化喷入床内，并利用接通直流电的螺旋线圈所产生的外加磁场控制床内的气固两相运动，当含硫烟气流经这一用磁性颗粒作滤料的流化床时，喷入床内的雾滴将在磁性颗粒的催化作用和磁场影响下与烟气中的SO2S生反应，使反应效率提高。该发明专利公开的磁稳流化床结构，虽然对烟气脱硫效果有一定的提高，但存在的主要技术问题如下其一，脱硫过程中，脱硫产物和磁性颗粒极易结块，形成“死床”或沟流，因此无法连续性工作；其二，脱硫过程中，沉积在磁性颗粒表面的脱硫反应生成物无法脱落，即磁性颗粒表面无法更新，影响了后续烟气和脱硫剂与磁性颗粒表面的接触，因而磁性颗粒也就失去了催化作用。为了解决这一问题，专利公开号为CN101259374A、发明名称为《振磁耦合流化床烟气脱硫反应器》的中国发明专利，其主要结构是在流化床底部安装激振弹簧，通过驱动机构带动流化床床体振动，其实质是设想将振动流化床与磁流化床结合，提高脱硫效率。该烟气脱硫反应器的主要缺点是结构复杂，特别是床体的整体振动，并不能使磁性颗粒间发生相对运动，即不能从根本上解决床内磁性颗粒的凝聚、结块的技术问题，因此其脱硫效率提高非常有限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述烟气脱硫反应器的缺点，提供一种能脱硫效率高、可连续运转的振荡式行波磁场协同超声烟尘脱硫净化分离装置。解决上述技术问题所采用的技术方案是在壳体的上端设置有上盖，壳体外壁下部设置有与壳体内下部布气盘相联通的烟气进管，壳体内布气盘上方填装有磁性颗粒，壳体上右侧设置有与壳体内相联通的烟气出管，壳体外壁中部设置有绕组，穿出壳体外的脱硫剂进管上设置有雾化喷头，壳体外的右侧下部设置有与壳体内相联通的排渣阀门，在上盖设置有辐射端向下的功率超声换能器，功率超声换能器的辐射端上设置有伸入到壳体内的径向超声辐射管。上述的绕组由6个或12个通过三相电机正反转控制器与三相交流电源连接的设置在线圈骨架上的线圈连接构成，在绕组外部设置有铁芯。
本发明的绕组的各个线圈的匝数和绕向相同。本发明的布气盘为气盘的上表面设置有喷气嘴，一个喷气嘴与相邻一个喷气嘴之间设置有贯穿气盘上、下表面的排渣管，排渣管入口上设置有过滤网。本发明的磁性颗粒的装填量是壳体内空间总容积的50 % 70 %。本发明的有益效果为本发明采用在壳体外壁上设置线圈，将磁性颗粒置于上下振荡的行波磁场中，磁性颗粒在气体浮力、重力和行波磁场力的作用下，上下振动翻滚，实现了磁性颗粒间的相对运动，解决了现有磁流化床工作过程中磁性颗粒结块造成的“死床，， 或沟流问题，使磁性颗粒始终能与脱硫剂和烟气充分接触，控制气固两相运动，增进反应几率同时保证了装置的持续工作。本发明采用径向超声辐射管，使反应体系中超声场的辐射强度和均勻性显著提高。超声场作用于气固两相可抑制、消除了反应体系中的气泡，超声场产生的机械搅拌作用增强了反应体系中的脱硫剂、烟气和磁性颗粒间的传质效果，去除磁性颗粒表面的反应生成物，更新磁性颗粒表面，保证了后续脱硫反应的持续进行。本发明能够在线分离收集反应生成物，保证了装置的连续工作。
图1是本发明实施例1的结构示意图。图2是图1中布气盘10的结构示意图。图3是本发明实施例2的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和各实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。实施例1在图1中，本实施例的振荡式行波磁场协同超声烟气脱硫净化分离装置由壳体1、 上盖2、功率超声换能器3、径向超声辐射管4、橡胶密封垫5、脱硫剂进管6、雾化喷头7、烟气出管8、排渣阀门9、布气盘10、磁性颗粒11、烟气进管12、铁芯13、线圈骨架14、线圈15、 三相电机正反转控制器16联接构成。壳体1的上端用螺纹紧固联接件固定联接有上盖2，上盖2中心位置加工有通孔， 在通孔位置用螺纹紧固联接件固定联接安装有功率超声换能器3，功率超声换能器3的辐射端向下，功率超声换能器3的中心线与上盖2的中心线相重合，功率超声换能器3的辐射端上通过螺纹联接安装有径向超声辐射管4，径向超声辐射管4伸入到壳体1内，功率超声换能器3、径向超声辐射管4与壳体1之间安装有橡胶密封垫5，径向超声辐射管4将功率超声换能器3产生的超声波向外径向辐射，消除反应体系内的气泡，增强气固传质。壳体1 内壁的下部用螺纹紧固联接件固定联接有布气盘10，壳体1外壁的下部通过螺纹联接安装有烟气进管12，烟气进管12与布气盘10相联通。壳体1内布气盘10上部填充有磁性颗粒 11，本实施例的磁性颗粒11采用!^e3O4颗粒，磁性颗粒11的装填量是壳体1内空间总容积的70%。壳体1上右侧用螺纹紧固联接件固定联接安装有烟气出管8，烟气出管8与壳体1 内相联通。壳体1内上部安装有脱硫剂进管6，脱硫剂进管6的端部穿出壳体1外，脱硫剂进管6上通过螺纹联接安装有4个雾化喷头7，4个雾化喷头7均布在径向超声辐射管4周围，脱硫剂从雾化喷头7向下喷出，本实施例的脱硫剂采用石灰水溶液，也可采用其它脱硫剂。壳体1外的右侧下部通过螺纹联接安装有排渣阀门9，排渣阀门9与壳体1内相联通， 打开排渣阀门9，可将脱硫生成物经排渣阀门9排出到壳体1外。在壳体1外设置有三相电机正反转控制器16，型号为LSF-T4Z15DD2，由杭州晶谷电子有限公司销售，三相电机正反转控制器16输入端通过导线接三相电源。在与壳体1内磁性颗粒11高度相对应的壳体1外壁上安装有6个线圈骨架14，每个线圈骨架14上绕制有1个线圈15，每个线圈15的匝数和绕向均相同，线圈15与三相电机正反转控制器16的输出端相连，线圈15通过三相电机正反转控制器16与三相电源接通，在三相电机正反转控制器16上设定和控制下交替改变连接线圈15的三相交流电的相序，在壳体1内交替产生由下向上或由上向下的振荡式行波磁场，线圈骨架14的外部安装有铁芯13，铁芯13用胶粘接在壳体1的外表面。本实施例线圈15相互之间、线圈15与三相电机正反转控制器16的连接关系如下6个线圈15的左侧a、b、C、d、e、f端为各个线圈15的首端，6个线圈15对应的右侧a’、b’、c’、d’、e’、f’端为各个线圈15的尾端。其连接方法采用星型连接法，也可采用三角型连接法。星型连接法为线圈15的尾端a’、d’相连，线圈15的尾端b’、e’相连，线圈15的尾端c’、f’相连。线圈15的首端b、d、f相连，线圈15的首端a、c、e分别与三相电机正反转控制器16的输出端相连接。三角型连接法为线圈15尾端的连接与星型连接法相同，线圈15的首端a、b与三相电机正反转控制器16的一个输出端相连，线圈15的首端c、d与三相电机正反转控制器 16的另一个输出端相连，线圈15的首端e、f与三相电机正反转控制器16的第三个输出端相连。线圈15与电源接通后，壳体1内的磁性颗粒11在气体浮力、重力和上下振荡的行波磁场力的共同作用下，上下振动翻滚，使磁性颗粒11均能与烟气和脱硫剂充分接触，消除了反应体系中的气泡，强化了气固传质，并且由于磁性颗粒11间的相对运动，解决了现有磁流化床运转过程中磁性颗粒11结块造成的“死床”或沟流问题，同时磁性颗粒11的振动和相互间的碰撞摩擦，使附着其上脱硫生成物脱落到壳体1内底部，经排渣阀门9排出到壳体1外。在图2中，本实施例的布气盘10由过滤网10-1、排渣管10-4、喷气嘴10_2、气盘 10-3联接构成。气盘10-3用螺纹紧固联接件固定联接安装在壳体1内侧壁的下部，气盘 10-3的上表面用螺纹紧固联接件固定联接安装有喷气嘴10-2，含硫烟气从烟气进气管12 进入，经喷气嘴10-2喷出。一个喷气嘴10-2与相邻一个喷气嘴10-2之间安装有贯穿气盘 10-3上、下表面的排渣管10-4，气盘10-3的上表面排渣管10-4入口上用螺纹紧固联接件固定联接安装有过滤网10-1，过滤网10-1用于防止壳体1内的磁性颗粒11落入壳体1内底部，使得脱硫生成物经排渣管10-4脱落到壳体1内底部。实施例2在图3中，在与壳体1内填装磁性颗粒11采用!^e3O4颗粒，与磁性颗粒11高度相对应的壳体1外壁部位安装有12个线圈骨架14，每个线圈骨架14上绕制有1个线圈15， 每个线圈15的匝数和绕向均相同，线圈15与三相电机正反转控制器16的输出端相连，线圈骨架14的外部安装有铁芯13，铁芯13用胶粘接在壳体1的外表面。本实施例线圈15相互之间、线圈15与三相电机正反转控制器16的连接关系如图3所示，具体方法如下12个线圈15的左侧3丄、(、(1、6^4、11、丨、」、1^1端为各个线圈15的首端，12个线圈15对应的右侧^’、(’、(1’、6’、广g’、h’、i’、j’、k’、l’端为各个线圈15的尾端。
其连接方法采用星型连接法，也可用三角型连接法。星型连接法为线圈15的尾端a’、d’相连，线圈15的尾端b’、e’相连，线圈15的尾端c’、f’相连，线圈15的尾端g’、j’相连，线圈15的尾端h’、k’相连，线圈15的尾端 i’、l，相连。线圈15的首端d、g相连，线圈15的首端e、h相连，线圈15的首端f、i相连。 线圈15的首端b、j、1相连，线圈15的首端a、c、k分别与三相电机正反转控制器16的输出端相连接。三角型连接法为线圈15尾端的连接与星型连接法相同，线圈15的首端d、g相连，线圈15的首端e、h相连，线圈15的首端f、i相连；线圈15的首端a、b与三相电机正反转控制器16的一个输出端相连，线圈15的首端c、j相连后与三相电机正反转控制器16 的另一个输出端相连，线圈15的首端k、1与三相电机正反转控制器16的第三个输出端相连。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。实施例3在以上的实施例1、2中，壳体1内布气盘10上部填充有磁性颗粒11，本实施例的磁性颗粒11采用狗304颗粒，磁性颗粒11的装填量是壳体1内空间总容积的60%。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。实施例4在以上的实施例1、2中，在壳体1内布气盘10上部填充有磁性颗粒11，本实施例的磁性颗粒11采用!^e3O4颗粒，磁性颗粒11的装填量是壳体1内空间总容积的50%。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。本发明的工作原理如下含硫烟气从烟气进管12进入，经布气盘10的喷气嘴10-2喷出至下而上进入壳体 1内，脱硫剂从脱硫剂进管6进入经雾化喷头7喷出到壳体1内布气盘10上方填充的磁性颗粒11上，脱硫剂与烟气中的硫接触进行反应生成硫酸钙。壳体1外壁绕制的线圈15在壳体1内的“烟气-脱硫剂-磁性颗粒11”构成的体系中产生上下振荡的行波磁场，磁性颗粒11在气体浮力、重力和上下振荡的行波磁场力的共同作用下振动翻滚，使磁性颗粒11均能与烟气和脱硫剂充分接触，消除了反应体系中的气泡，强化了气固传质，并且由于磁性颗粒11间的相对运动，解决了现有磁流化床运转过程中磁性颗粒11结块造成的“死床”或沟流问题。同时磁性颗粒11的振动和相互间的碰撞摩擦，使附着其上脱硫生成物脱落，经由布气盘10上的排渣孔落到圆柱状壳体1底部，由排渣阀门9定期抽出。在上述过程的同时，设置在壳体1内中轴线上的径向超声辐射管4辐射的超声波的作用下，消除了反应体系中的气泡，更新、活化磁性颗粒11表面，进一步强化了上述脱硫反应的进行。本发明与已有的磁流化床脱硫设备相比，具有快速、高效、连续烟气脱硫等优点O
权利要求
1.一种振荡式行波磁场协同超声烟气脱硫净化分离装置，在壳体(1)的上端设置有上盖O)，壳体(1)外壁下部设置有与壳体(1)内下部布气盘(10)相联通的烟气进管(12)， 壳体⑴内布气盘(10)上方填装有磁性颗粒(11)，壳体⑴上右侧设置有与壳体⑴内相联通的烟气出管(8)，壳体(1)外壁中部设置有绕组，穿出壳体(1)外的脱硫剂进管(6)上设置有雾化喷头(7)，壳体(1)外的右侧下部设置有与壳体(1)内相联通的排渣阀门(9)， 其特征在于在上盖( 上设置有辐射端向下的功率超声换能器(3)，功率超声换能器(3) 的辐射端上设置有伸入到壳体⑴内的径向超声辐射管⑷；所述的绕组由6个或12个通过三相电机正反转控制器(16)与三相交流电源连接的设置在线圈骨架(14)上的线圈(15) 连接构成，绕组外部设置有铁芯(13)。
2.按照权利要求1所述的振荡式行波磁场协同超声烟气脱硫净化分离装置，其特征在于所述的绕组的各个线圈(15)的匝数和绕向相同。
3.按照权利要求1所述的振荡式行波磁场协同超声烟气脱硫净化分离装置，其特征在于所述的布气盘(10)为气盘10-3的上表面设置有喷气嘴10-2，一个喷气嘴10-2与相邻一个喷气嘴10-2之间设置有贯穿气盘10-3上、下表面的排渣管10-4，排渣管10-4入口上设置有过滤网10-1。
4.按照权利要求1所述的振荡式行波磁场协同超声烟气脱硫净化分离装置，其特征在于所述的磁性颗粒(11)的装填量是壳体(1)内空间总容积的50% 70%。
全文摘要
一种振荡式行波磁场协同超声烟气脱硫净化分离装置，在壳体的上端设有上盖，壳体外壁下部设有与壳体内下部布气盘相联通的烟气进管，壳体内布气盘10-3上装有磁性颗粒，壳体上右侧设有与壳体内相联通的烟气出管，穿出壳体外的脱硫剂进管上设有雾化喷头，壳体外的右侧下部设有与壳体内相联通的排渣阀门，在上盖上设有辐射面向下的功率超声换能器，功率超声换能器的辐射面上设有伸入到壳体内的径向超声辐射管，壳体外壁中部设有绕组，该绕组由6或12个通过三相电机正反转控制器与三相交流电源连接的设在线圈骨架上的线圈连接构成，在绕组外部设有铁芯。
文档编号B01D53/50GK102258939SQ201110143519
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者任金莲, 党积玉, 张宗权, 杨宗立 申请人:陕西师范大学