一种烟气净化反应器及烟气净化系统的制作方法

本实用新型涉及烟气净化技术，具体涉及一种烟气净化反应器及烟气净化系统。

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。其中，湿法吸收是目前应用最广泛的方式。

现有吸收法烟气净化系统包括烟气净化反应器。要净化的烟气(待净化烟气)通入烟气净化反应器中，在烟气净化反应器中，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。

本专利申请人在中国专利文献CN103566728B中提出了一种烟气净化反应器，该烟气净化反应器包括壳体，壳体围成预定的反应空间，反应空间内设置由锥形圈和锥体配合形成锥体结构件，还设置用于供给吸收剂浆液的浆液管，浆液管从顶部伸入反应空间内，浆液管内端形成浆液入口；壳体上方形成烟气入口，通过烟气入口将待净化烟气引入到反应空间中。在反应空间中，从浆液入口供给的吸收剂浆液与待净化烟气混合，再流向配合使用的锥形圈与锥体，使吸收剂浆液与待净化烟气进行接触，以实现对待净化烟气中污染物的吸收。

待净化烟气一般来源于相应工业系统(如，金属冶炼炉或锅炉)，产生的待净化烟气温度有高有低，差别较大，如有色冶炼系统产生的烟气温度可能在350度左右，特殊情况下可以达到400～500度，非正常的状态(如事故)可达到600-700度；对于铝、镁、稀土冶炼产生的烟气，可能低至65度以下；对于电力系统锅炉产生的待净化烟气，其温度可能在120度～-140度之间。

待净化烟气在不同环境条件下对反应器腐蚀作用也存在很大的差别；其中，温度是决定气态烟气腐蚀性的重要因素。例如，在常温下，稀酸溶液基本上不腐蚀不锈钢，但在较高温度下，就很容易腐蚀不锈钢。

为了延长反应器的使用寿命，适合不同的待净化烟气的需要，往往用不同的材料制作反应器；这就增加了反应器制作的工艺过程及成本。

但在针对同一工业系统时，在不同工况下，其产生烟气的温度也有很大的差别，使得反应器很难适应特殊工况(如事故工况)下烟气温度较高的情形。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种烟气净化反应器，该烟气净化反应器可以适应不同温度的待净化烟气，具有较强的适应性。

基于该烟气反应器，本实用新型还提供一种包括该烟气净化反应器的烟气净化系统。

基于上述目的，本发明提供的一种烟气净化反应器包括壳体、浆液管及配合使用的锥体和锥形圈；所述锥体及所述锥形圈均位于所述壳体围成的反应空间中；所述浆液管伸入所述反应空间中；所述壳体上端形成烟气入口，所述壳体中，至少靠近所述烟气入口的部分设置有冷却装置。在烟气净化反应器进行净化反应工作时，待净化烟气会通过烟气入口进入反应空间中，在靠近烟气入口的部分设置的冷却装置可以对进入待净化烟气进行冷却，以降低待净化烟气的温度。这样，在处理由不同工业系统产出的温度差别较大的待净化烟气，或者处理由同一工业系统在不同工况下产生的温度差别较大的待净化烟气时，可以通过冷却装置的冷却，降低待净化烟气的温度，或者使进入反应空间的待净化烟气保持在适当的范围之内，使烟气净化反应器的材料可以适合该温度范围，保持相应的耐腐蚀性，提高烟气净化反应器的适应性，增加烟气净化反应器的使用寿命。

可选技术方案中，所述冷却装置为设置在壳体壁中的冷媒管道，所述冷媒管道具有进液口和出液口。在冷媒管道中循环的冷媒可以吸收待净化烟气的热量，实现对待净化烟气的冷却。

进一步的可选技术方案中，所述冷却装置还包括内端与所述冷媒管道相连的散热片，所述散热片的外端向所述壳体外延伸。设置散热片，可以增加散热面积，改善换热效率，提高冷却装置的冷却速度。

另一种可选技术方案中，所述冷却装置包括喷淋管和与所述喷淋管相通的多个喷淋口，所述喷淋口朝向所述反应空间。通过喷淋口向反应空间中直接喷淋冷却液，可以更快地冷却待净化烟气，提高冷却速度，保证冷却效果。

进一步的可选技术方案中，所述喷淋口的开口与所述壳体的内壁面平齐；这样可以减少喷淋口对待净化烟气的阻挡，使待净化烟气顺畅地进入反应空间中。

进一步的技术方案中，在所述反应空间中，所述烟气入口下方形成锥形通道；从上向下的方向上，所述锥形通道的截面积逐渐增加。在待净化烟气通过锥形通道时，由于截面积增加，其流动速度下降，可以增加气液接触时间，使待净化烟气更好地与喷淋的冷却液接触，改善冷却效果。

进一步的技术方案口，所述喷淋口的朝向向上倾斜。这样可以使喷淋的冷却液更早地与待净化烟气接触，改善冷却效果。

进一步的技术方案中，所述喷淋管的入口与所述浆液管相通。即用与待净化烟气反应的浆液作为冷却液通过喷淋口喷入，这就不需要另外单独设置供给冷却液的装置，进而，一方面可以简化烟气净化反应器的结构，提高烟气净化反应器的可靠性，另一方面，可以避免单独供冷却液对作为吸收剂浆液的稀释作用；在确定作为吸收剂浆液的配比及浓度时，就不需要再单独考虑冷却液的稀释作用，进而可以简化烟气净化反应器的操作过程。

进一步的技术方案中，在所述反应空间中，所述烟气入口下方形成旋流通道；所述旋流通道内壁面具有向内伸出、呈螺旋状延伸的导流板。这样可以引导待净化烟气旋转，改善待净化烟气的冷却效果。

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，其中，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所述吸收剂浆液池相通，所述吸收剂循环管路的出液口与所述浆液管的外端相通。由于烟气净化反应器能够上述技术效果，该烟气净化系统也能够产生相应的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的烟气净化反应器的结构原理示意图。

图2为本实用新型另一实施例提供的烟气净化反应器的结构原理示意图。

图2-1为图2中部分结构放大图。

具体实施方式

以下描述本实用新型提供的烟气净化反应器及烟气净化系统的具体实施方式，该烟气净化反应器及烟气净化系统可以用于脱硫或/和脱硝或者去除烟气的其他污染物。

请参考图1，该图为本实用新型实施例一提供的烟气净化反应器的结构原理示意图。

该烟气净化反应器包括壳体100、浆液管300及配合使用的锥体220和锥形圈210。所述锥体220及所述锥形圈210均位于所述壳体100围成的反应空间101中，并形成锥形结构件。本实施例中，反应空间101中设置有多个锥体220和锥形圈210；相应的锥体220和锥形圈210配合形成多组锥形结构件。

所述浆液管300伸入所述反应空间101中；浆液管300可以与适当的吸收剂循环管路相通，以向反应空间101中供给作为吸收剂的浆液。

所述壳体100上端形成烟气入口102。烟气入口102与适当的烟气管道相通，以将预定工作系统产生的待净化烟气引入，使待净化烟气通过烟气入口102进入烟气净化反应器中，与作为吸收剂的浆液接触并反应，实现对烟气的净化。

壳体100中，靠近所述烟气入口102的部分设置有冷却装置。本实施例中，冷却装置为设置在壳体100壁中的冷媒管道410，冷媒管道410具有进液口和出液口，以使作为冷却液的冷媒在冷媒管道中循环流动，持续吸收待净化烟气的热量，实现对待净化烟气的冷却。为了便于热量传导，改善冷却效果，设置有冷媒管道410的部分壳体100可以由金属材料制造。当然，在冷媒管道410一部分可以暴露在反应空间101，此时，壳体100也可以由其他材料制造。根据实际需要，可以设置多个(组)冷媒管道410，也可以根据实际需要确定冷媒管道410在上下方向上的分布，以保证冷却效果。

在该烟气净化反应器进行净化反应工作时，待净化烟气会通过烟气入口102进入反应空间中，在靠近烟气入口102的部分设置的冷媒管道410可以吸收待净化烟气的热量，实现对进入待净化烟气进行冷却，降低待净化烟气的温度。

利用该烟气净化反应器，在处理由工业系统(如有色冶炼系统)产出的较高温度的待净化烟气时，可以通过加大冷媒管道410中冷媒的循环速度或者保持冷媒较低温度等方式提高冷却效率，吸收待净化烟气热量，使其温度下降较大的幅度；在处理由工业系统(如电力系统锅炉)产出的较低温度的待净化烟气时，可以通过调整相应参数，使待净化烟气温度下降较小的幅度；进而，使相同材料制造的烟气净化反应器可以适应于处理不同工业系统产生的不同温度的待净化烟气，保持预定的耐腐蚀性。

在处理由同一工业系统产生的较高温度的待净化烟气时，可以使冷媒管道410保持较高的换热量；在相反的情况下，使冷媒管道410保持较低的换热量；进而，使进入反应空间的烟气温度保持在预定的范围之内，使该烟气净化反应器可以适应于处理不同温度的待净化烟气。

这样，利用该烟气净化反应器，可以减小进入反应空间101内待净化烟气的温度变化范围，或者使进入反应空间101的待净化烟气温度保持在适当的范围之内，使烟气净化反应器的材料可以适合该温度范围，保持相应的耐腐蚀性，提高反应器的适应性，增加烟气净化反应器的使用寿命。

优选技术方案中，所述冷却装置还可以包括内端与所述冷媒管道410相连的散热片(图中未示出)，所述散热片的外端向所述壳体100外延伸。设置散热片，可以增加散热面积，改善换热效率，提高冷却速度。当然，冷却装置还可以与适当的热量回收装置相连，以将冷却装置吸收的热量(通过散热片或者不通过散热片)进行回收，回收装置可以为与烟气净化反应器的排出口相通的通道，以加热净化后的烟气，实现对热量的回收。

请参考图2及2-1，该图为本实用新型另一实施例提供的烟气净化反应器的结构示意图及部分放大图。与实施例一不同之处在于：该冷却装置包括喷淋管421和与所述喷淋管421相通的多个喷淋口422。喷淋管421可以位于壳体101中；喷淋口422主沿周向均匀分布，且与喷淋管421相通。喷淋口422朝向所述反应空间101。冷却液通过喷淋管421、喷淋口422之后喷射到反应空间101中，并与从烟气入口102进入的待净化烟气进行接触，吸收待烟气热量；这样可以更快地冷却待净化烟气，提高冷却速度，保证冷却效果。

当然，根据实际需要，可以将喷淋管421设置在壳体100外部，同时使喷淋口422与喷淋管421保持相通(如通过适当的管路)。还可以使喷淋管421部分暴露在反应空间101中，在喷淋管421的外壁形成喷淋口422。本实用新型中，喷淋口422可以由独立于喷淋管422的部件形成，也可以由与喷淋管422一体成形的结构形成。

为了减少喷淋口422对待净化烟气的阻挡，使待净化烟气顺畅地进入反应空间101中，优选技术方案中，所述喷淋口422的开口与所述壳体100的内壁面平齐。

请参考图2，本实施例中，在所述反应空间101中，所述烟气入口102下方还形成有预定长度的锥形通道110。在从上向下的方向上，所述锥形通道110的截面积逐渐增加，即形成一个上部较小，下部较大的结构。在待净化烟气通过锥形通道110时，由于通流截面积增加，其流动速度会逐渐下降，进而可以更好地与喷淋的冷却液接触，改善冷却效果。

如图2-1所示，本实施例中，所述喷淋口422的朝向向上倾斜。这样可以使喷淋的冷却液更早与待净化烟气接触，改善冷却效果。当然，根据实际需要，可以使喷淋口422的朝向向下倾斜，或者向其他方向倾斜。

可以设置供给冷却液。由于冷却液被喷入反应空间101中后会与作为吸收剂浆液混合，进而会产生对作为吸收剂浆液的稀释作用；为了保证吸收效果，需要在供给作为吸收剂的浆液时，考虑冷却液的稀释作用。

本实施例中，所述喷淋管422的入口可以与所述浆液管421相通。即用与待净化烟气反应的浆液作为冷却液通过喷淋口422喷入，这样，就不需要另外单独供给冷却液。与单独设置并供给冷却液的结构相比，本实施例提供的烟气净化反应器，一方面可以简化结构，提高烟气净化反应器的可靠性；另一方面，可以避免单独供冷却液对作为吸收剂浆液的稀释作用；这样，在确定作为吸收剂浆液的配比及浓度时，就不需要再单独考虑冷却液的稀释作用，进而简化烟气净化反应器的操作过程。

进一步的可选技术方案中，在所述反应空间101中，可以在所述烟气入口102下方形成适当的旋流通道；所述旋流通道内壁面具有向内伸出、呈螺旋状延伸的导流板(图中未示出)。这样，可以引导待净化烟气旋转，改善待净化烟气的冷却效果。

基于上述烟气净化反应器，本实用新型实施例还提供一种烟气净化系统。该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，其中，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所述吸收剂浆液池相通，所述吸收剂循环管路的出液口与所述浆液管的外端相通。由于烟气净化反应器能够产生上述技术效果，该烟气净化系统也能够产生相应的技术效果。

上述描述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。