一种烟气净化反应器及烟气净化系统的制作方法

本发明涉及烟气净化技术，具体涉及一种烟气净化反应器及包括该烟气净化反应器的烟气净化系统。

背景技术：

当前，火力发电和金属冶炼等企业生产中会由于燃煤燃料而产生烟气；这些烟气中含有so2及nox等污染物，这些污染物已经形成大气污染的主要根源。

目前，有多种对烟气进行净化方法，根据原理不同，有吸收法、吸附法、催化转化法、生物法及等离子法等。其中，吸收法是最常用的方式，其主要原理是通过吸收将烟气中的污染物分离出来，进而达到除去so2及nox等污染物的目的。

现有的利用吸收法净化烟气的系统包括烟气净化反应器，利用烟气净化反应器可以利用吸收剂将烟气中污染物进行吸收，实现对烟气的净化，然后将净化后的烟气再排出或进行其他处理；被吸收的污染物可以进行无害化处理或进行相应的回收。

本专利申请人首先提出利用企业产生的废渣与水制成吸收剂浆液，用吸收剂浆液作为吸收剂来吸收烟气污染物的技术方案，基于该技术方案，在美国专利文献us8,119,083b2提出一种可以实现气、液、固三相接触的烟气净化反应器(多相反应器)。该烟气净化反应器利用配合的锥形圈与锥体形成锥体结构件；吸收剂浆液自上而下流动过程中，会在锥形圈小口和锥体周边形成不同直径的多道环形水幕墙；烟气在自上而下的流动中会在锥体结构件的引导下改变流速和方向并穿过水幕墙，实现吸收剂浆液和烟气的充分接触，保证吸收剂对烟气中污染物的吸收。

在上述反应器基础上，如何进一步提高对污染物的吸收效果，是本专利申请努力的方向。

技术实现要素：

本发明提供一种烟气净化反应器，该烟气净化反应器可以提高对烟气中污染物的吸收。

本发明还提供一种包括该烟气净化系统，利用该烟气净化系统可以提高对烟气的处理效率。

本发明提供的烟气净化反应器包括壳体和壳体内的锥体结构件，所述锥体结构件包括锥体和锥形圈；壳体上方设置有烟气入口和吸收剂入口，在壳体中至少设置一个混流筒，所述混流筒的最小通流截面小于壳体内部横截面的80％。已知的反应器中，利用锥体结构件可以迫使烟气穿过吸收剂浆液形成的环形水幕，进而促进烟气与吸收剂浆液的接触和反应。与已知的反应器相比，本发明提供的烟气净化反应器中，由于设置通流截面较小的混流筒，在吸收剂浆液及烟气通过混流筒时，可以增强吸收剂浆液和烟气的碰撞与混合，进而有利于烟气和吸收剂的反应，进而促进吸收剂对烟气污染物的吸收，提高烟气净化效果。

可选技术方案中，所述混流筒包括锥筒段和直筒段，所述锥筒段的通流截面从上到下逐渐减小，所述直筒段上端与所述锥筒段下端相接。锥筒段可以收集烟气及吸收剂浆液，使气态烟气和液态吸收剂可以更柔和方式接触并混合。

可选技术方案中，所述锥筒段上端的外边沿与壳体内壁相配合。这样可以使进入反应器的烟气和吸收剂浆液全部通过混流筒流动，可以提高吸收剂浆液对烟气污染物的吸收效果。

可选技术方案中，所述锥筒段上端与一个锥形圈相对应，且锥筒段上端直径大于该锥形圈的最小通流直径。

可选的技术方案中，所述锥筒段上端面与该锥形圈相配合。

可选技术方案中，所述直筒段下端面下方设置有锥体，所述锥体的最大直径大于所述直筒段下端的通流直径。下方设置锥体可以分散气液混合体，促进烟气与吸收剂的分离。

可选的技术方案中，所述直筒段的高度不少于2.3米。利用这样的高度，可以保证烟气与吸收剂浆液的混合、吸收剂与烟气与污染物的反应，有利于提高净化效率。

可选的技术方案中，所述混流筒或者直筒段下方设置吸收剂液池。

可选的技术方案中，所述混流筒还包括扩径段，所述扩径段的通流截面从上到下逐渐加大；所述直筒段下端与所述扩径段上端相接。气液混合体到达扩径段，由于通流截面增加可以使气液混合体流速降低，有利于烟气与吸收剂的分离。

本发明提供的烟气净化系统包括烟气净化反应器、吸收剂浆液池和吸收剂循环管路，所述吸收剂循环管路中设置有循环泵，所述烟气净化反应器为上述任一种烟气净化反应器，所述吸收剂循环管路的进液口与吸收剂液池相通，所述吸收剂循环管路的进液口与所述吸收剂入口相接。由于烟气净化反应器具有上述技术效果，该烟气净化系统也具有相应技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的烟气净化反应器的结构示意图。

图2为本发明实施例二提供的烟气净化反应器的结构示意图。

图3为本发明另一实施例提供的烟气净化反应器中混流筒的结构示意图。

具体实施方式

以下描述本发明提供的烟气净化反应器具体实施方式，该烟气净化反应器可以用于脱硫或/和脱硝或者去除烟气的其他污染物。

请参考图1，该图为本发明实施例一提供的烟气净化反应器的结构示意图。

本发明提供的烟气净化反应器包括壳体10，壳体10形成一个筒体结构，上端可以按已知技术设置烟气入口和吸收剂入口，烟气入口可以与烟道(图中未示出)相连，下端可以安装在适当的基础之上，也可以安装在吸收剂容纳池中。壳体10内在上下方向上设置多组锥体结构件20，锥体结构件20可以采用已知的方式布置。锥体结构件20可以包括锥体21和锥形圈22，锥体21和锥形圈22对应设置，锥形圈22固定在壳体10内壁，锥体21可以通过支架(图中未示出)安装在壳体10中，且使其锥顶在锥形圈22中心线上，或者使锥体的中心线和锥形圈的中心重合。锥形圈22的通流截面自上而下逐渐减小；锥体21上表面截面逐渐增加，且锥体21最大直径不小于锥形圈22的最小通流截面直径。利用锥体21可以使吸收剂液浆形成水(液)幕；从锥体21边沿流下的吸收剂浆液到达锥形圈22或壳体10的内壁，沿锥形圈22或壳体10的内壁下流，沿锥形圈22下流的浆流也形成相应的水幕。烟气自上而下流动，会穿过锥体结构件20空间及锥体结构件20形成的水幕，促使烟气与吸收剂浆液接触并反应，实现对烟气的净化。为了更好引导烟气流动，避免烟气滞留，本实施例中，锥体21下表面也为锥形面，锥形面可以引导烟气流动，保持烟气流动顺畅。

本发明实施例一中，在壳体10中还设置混流筒30。该混流筒30包括锥筒段31和直筒段32。锥筒段31的通流截面从上到下逐渐减小，直筒段32为上下通流直径相等的直筒结构；直筒段32的上端与锥筒段31的下端可以相接，也可以相对应，二者中心线可以重合。本实施例中，直筒段32的通流截面为壳体10内部横截面的75％。本实施例中，锥筒段31的上端外边沿与壳体10内壁接触配合。

在工作过程中，烟气和吸收剂浆液通过上部锥体结构件20向下流动，到达锥筒段31时，由于锥筒段31上端外边沿与壳体10接触配合，烟气及吸收剂浆液被迫进入锥筒段31，这样，锥筒段31可以起到收集烟气及吸收剂浆液的作用，进而使气态烟气和吸收剂浆液以更强烈方式接触并混合。在烟气和吸收剂浆液流动到混流筒30之后，由于混流筒30(特别是直筒段32)通流截面较小，大大增加吸收剂浆液和烟气接触的有效面积，进而可以迫使吸收剂浆液和烟气进行更有效的混合，进而有利于烟气和吸收剂的反应，进而有利于促进吸收剂对烟气污染物的吸收。与已知的反应器相比，除了利用锥体结构件20迫使烟气穿过吸收剂浆液形成的环形水幕，进而促进烟气与吸收剂的接触和反应之外，利用实施例一提供的烟气净化反应器，还可以使烟气与吸收剂更密切接触并保持较长时间的接触，因此具有更优的吸收效率和净化效果；更重要的是，设置通流截面更小的混流筒30时，吸收剂浆液和烟气在混流筒30中混合会形成气液混合体，该气液混合体可以使上下空间保持相对隔离。此时，气液混合体在自重作用下下落过程中，对上方的烟气及浆液会形成一种抽吸作用，进而降低烟气流动阻力，促进烟气和浆液的流动；气液混合体的形成及烟气加速流动及浆液快速循环，可以保证净化效果的同时，降低能耗。

本实施例中，直筒段32的高度不少于2.3米。利用这样的高度，可以保证烟气与吸收剂浆液的混合、吸收剂浆液与烟气与污染物的反应，有利于提高烟气净化反应器的净化效率。

实施例一中，直筒段32下端面下方设置有锥体21(当然，锥体21下方可以设置锥形圈)，且锥体21的最大直径大于所述直筒段下端的通流直径；这样，在气液混合体从混流筒30(直筒段32)下方流出时，下方的锥体21可以快速分散气液混合体，进而有助于烟气与吸收剂浆液的分离。当然，也可以将混流筒30设置在吸收剂浆液池上方，以使从混流筒30流出的分散气液混合体直接进入吸收剂液池。

根据上述描述，可以理解，混流筒30不限于以上述方式设置在壳体10中，如图2所示的本发明实施例二提供的烟气净化反应器的结构示意图，所述锥筒段31上端可以与一个锥形圈22相对应，且锥筒段22上端直径可以大于该锥形圈22的最小通流直径，以使吸收剂浆液及大部分烟气可以通过混流筒30下行。当然，为了避免烟气从锥筒段31外周通过，也可以使锥筒段31上端面与该锥形圈22相配合。

根据上述描述，本领域技术人员可以理解，混流筒30不限于上述锥筒段31和直筒段32的结构，也可以为其他结构，只要最小通流截面小于壳体内部的横截面80％，使反应器中的烟气和吸收剂浆液通过混流筒30向下流动，就能够在保证净化效果的同时，提高或保证烟气净化效率。请参考图3，该图为本发明另一实施例提供的烟气净化反应器中混流筒的结构示意图，该混流筒除了包括锥筒段31和直筒段32之外，还可以包括扩径段33，所述扩径段33的通流截面从上到下逐渐加大，且直筒段32下端与所述扩径段33上端相接。这样，在气液混合体到达扩径段33，气液混合体流速降低，有利于烟气与吸收剂的分离。

当然，混流筒30也可以为其他具体结构，如可以为一个具有预定长度的直筒结构；为了使烟气及吸收剂浆液通过混流筒30向下流动，可以使直筒上端与锥形圈22相对，并使该直筒上端的通流直径大于该锥形圈22的通流直径；也可以使直筒上端与锥形圈22下表面相接触或抵触，以使全部的烟气及吸收剂浆液通过混流筒30向下流动。当然，直筒结构下方也可以设置扩径段33。

根据上述描述，本领域技术人员可以理解，壳体10不限于设置一个混流筒30，也可以根据实际需要设置多个混流筒30，以保证烟气净化效率及净化效果。

基于上述烟气净化反应器，本发明提供的烟气净化系统包括烟气净化反应器、吸收剂液池和吸收剂循环管路，所述吸收剂循环管路中设置有循环泵，所述烟气净化反应器为上述任一种烟气净化反应器，所述吸收剂循环管路的进液口与吸收剂液池相通，所述吸收剂循环管路的进液口与所述吸收剂入口相接。由于烟气净化反应器具有上述技术效果，该烟气净化系统也具有相应技术效果。

上述描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。