CN106268234A - 用于烟气处理的反应器及烟气处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于烟气处理的反应器及烟气处理装置。其中，反应器包括：第一反应器壳体，具有设置在顶部的烟气入口；在所述第一反应器壳体内从上至下设置有第一反应模组、浆料池，所述第一反应模组包括多个第一锥形模块；在所述第一反应器壳体侧壁上且位于所述第一反应模组下方的位置上设置有第一烟气排出口；在所述第一反应器壳体内从顶部到底部设置有立柱，所述立柱形成用于将浆料从顶部送到顶部的进料通道。与现有技术相比，本发明提供的反应器在处理烟气时具有更高的效率。由于具有相对应的技术特征，提供的排烟装置及烟气处理装置也具有相应的技术效果。

Description

用于烟气处理的反应器及烟气处理装置
技术领域
本发明涉及环保设备技术领域，具体涉及一种用于烟气处理的反应器、排烟装置及烟气处理装置。
背景技术
硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)是两种主要的空气污染物，主要是由煤燃烧排放出，其危害性已为世界各国所共识。如何经济有效地控制燃煤中的SOx和NOx的排放是世界能源和环保领域急需解决的关键性问题。目前，烟气脱硫脱氮的技术分类有很多种。按脱硫/氮剂进行分类，有钙法(石灰石/石灰法)、氨法、镁法、钠法、碱铝法、氧化铜法、锌法、活性炭法、磷铵法等；按产物是否应用分类，有回收法和抛弃法；按净化原理分类，有吸收法、吸附法、催化氧化法和催化还原法等等。
关于脱硫脱氮已经开发了很多技术，如果仅从理论角度来看，这些技术都能够达到很好的处理效果，但很多技术却在实际运行过程中的效果并不好，其根本原因在于不仅设备本身造价很高，且运营成本也很高。尤其是想达到理想的处理效果，成本更会剧烈增加。因此，现有的脱硫脱氮技术在实际运行过程中的使用受到了很大的限制。
宁波太极环保设备有限公司经过多年研究，成功开发了以包括高炉渣、钢渣在内的各种“废气炉渣”为吸收剂的烟气脱硫技术，在包头、唐山等地的钢厂已经得到了应用，具有十分良好的效果。该项技术最有价值的地方在于使用的原料是成本低的工业金属冶炼废渣作为吸收剂，因此解决了以往脱硫脱氮技术的成本居高不下这一根本问题，是最具有前景的脱硫脱氮技术之一，并且已经申请了多项专利。
中国专利CN105344218A公开了一种用于烟气脱硫脱氮的设备，由两个多相反应器***组成。在第一个多相反应器***内，设置有烟气进入口，第一多相反应器***处于浆料池的上方，料浆排出装置与浆料池相连，浆料池与第二多相反应器***之间通过出气管道连通，水淋装置设置在第二多相反应器***上；第一多相反应器***与浆料池之间设有缩径圈，缩径圈底部设有辅助多相反应器；在第一多相反应器外面设置有包括水泵和水管的水循环***，设置在第一多相反应器外面的水管进水端连通浆料池，水管出水端处于第一外壳的中心处。
本设计人发现，该烟气脱硫脱氮的设备中，浆料通过设置在外面的水管将浆料循环利用时，效率较低，不够节能，甚至影响烟气处理效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于烟气处理的反应器及烟气处理装置。
本发明提供一种用于烟气处理的反应器，包括：
第一反应器壳体，具有设置在顶部的烟气入口；
在所述第一反应器壳体内从上至下设置有第一反应模组、浆料池，所述第一反应模组包括多个第一锥形模块；
在所述第一反应器壳体侧壁上且位于所述第一反应模组下方的位置上设置有第一烟气排出口；
在所述第一反应器壳体内从顶部到底部设置有立柱，所述立柱形成用于将浆料从顶部送到顶部的进料通道。
优选的，所述第一锥形模块的至少部分组件固定在所述立柱上。
优选的，所述第一锥形模块包括第一锥形体组件、设置在所述第一锥形体组件下面的第一锥形圈组件，所述第一锥形体组件固定在所述立柱上。
优选的，所述第一锥形体组件包括从底部连接在一起的两个锥形体，所述第一锥形圈组件包括从顶部连接在一起的两个圆台壳体，所述第一锥形圈组件内形成一个截面口径不大于锥形体最大直径的第一喉口。
本发明提供一种用于烟气处理的反应器，其特征在于，包括：
第一反应器壳体，具有设置在顶部的烟气入口；
在所述第一反应器壳体内从上至下设置有第一反应模组、第二反应器壳体、浆料池；所述第一反应模组包括多个第一锥形模块；
所述第二反应器壳体的入口与第一反应器壳体通过口径从上至下逐渐缩小的缩径圈连接，使得从所述烟气入口到第二反应器壳体的入口形成第一反应空间；
在所述第一反应器壳体上、且与第二反应器壳体对应的位置处设置有第一烟气排出口
在所述第一反应器壳体内从顶部到底部设置有立柱，所述立柱形成用于将浆料从顶部送到顶部的进料通道。
优选的，在所述第二反应器壳体内设置有第二锥形模块。
优选的，所述第一锥形模块和/或第二锥形模块的至少部分组件固定在所述立柱上。
优选的，所述第一锥形模块包括固定在所述立柱上的第一锥形体组件、设置在所述第一锥形体组件下面的第一锥形圈组件，所述第一锥形体组件包括从底部连接在一起的两个锥形体，所述第一锥形圈组件包括从顶部连接在一起的两个圆台壳体，在所述第一锥形圈组件内形成一个截面口径不大于锥形体最大直径的第一喉口。
优选的，所述第二锥形模块包括固定在所述立柱上的第二锥形体组件、设置在所述第二锥形体组件下面的第二锥形圈组件，所述第二锥形体组件包括从底部连接在一起的两个锥形体，所述第二锥形圈组件包括从顶部连接在一起的两个圆台壳体，在所述第二锥形圈组件内形成一个截面积小于锥形体最大直径的第二喉口。
本发明提供一种烟气处理装置，包括用于处理烟气的第一反应器，用于将所述第一反应器排出的烟气排出的排烟装置，所述第一反应器和排烟装置通过烟气管道连接；
所述第一反应器包括第一反应器壳体，具有设置在顶部的烟气入口；
在所述第一反应器壳体内从上至下设置有第一反应模组、第二反应器壳体、浆料池；所述第一反应模组包括多个第一锥形模块；
所述第二反应器壳体的入口与第一反应器壳体通过口径从上至下逐渐缩小的缩径圈连接，使得从所述烟气入口到第二反应器壳体的入口形成第一反应空间；
在所述第一反应器壳体上、且与第二反应器壳体对应的位置处设置有第一烟气排出口；
在所述第一反应器壳体内从顶部到底部设置有立柱，所述立柱形成用于将浆料从顶部送到顶部的进料通道。
优选的，所述第一锥形模块的至少部分组件固定在所述立柱上。
优选的，所述第一锥形模块包括第一锥形体组件、设置在所述第一锥形体组件下面的第一锥形圈组件，所述第一锥形体组件固定在所述立柱上。
优选的，所述第一锥形体组件包括从底部连接在一起的两个锥形体，所述第一锥形圈组件包括从顶部连接在一起的两个圆台壳体，所述第一锥形圈组件内形成一个截面口径不大于锥形体最大直径的第一喉口。
优选的，在所述第二反应器壳体内设置有第二锥形模块。
优选的，所述第二锥形模块的至少部分组件固定在所述立柱上。
优选的，所述第二锥形模块包括固定在所述立柱上的第二锥形体组件、设置在所述第二锥形体组件下面的第二锥形圈组件，所述第二锥形体组件包括从底部连接在一起的两个锥形体，所述第二锥形圈组件包括从顶部连接在一起的两个圆台壳体，在所述第二锥形圈组件内形成一个截面积小于锥形体最大直径的第二喉口。
本发明提供一种用于烟气处理的反应器，包括：第一反应器壳体，具有设置在顶部的烟气入口；在所述第一反应器壳体内从上至下设置有第一反应模组、浆料池，所述第一反应模组包括多个第一锥形模块；在所述第一反应器壳体侧壁上且位于所述第一反应模组下方的位置上设置有第一烟气排出口；在所述第一反应器壳体内从顶部到底部设置有立柱，所述立柱形成用于将浆料从顶部送到顶部的进料通道。与现有技术相比，处理后的浆料通过设置在第一反应器壳体内的立柱循环回至第一反应模组顶部，具有更短的回路，更加节能，而且浆料温度几乎不变，因此可以达到更好的烟气处理效果。
附图说明
图1为本发明烟气处理装置第一种实施方式示意图；
图2为本发明烟气处理装置第二种实施方式示意图。
具体实施方式
为了描述的方便，以下在对本发明提供的烟气处理装置进行描述的同时，对本发明提供的用于烟气处理的反应器、用于烟气处理的排烟装置进行描述。对于本发明提供的用于烟气处理的反应器及用于烟气处理的排烟装置的具体实施方式不再单独描述，但本领域普通技术人员可以理解，用于烟气处理的反应器及用于烟气处理的排烟装置均可以作为独立的技术方案。
请参见附图1，本发明提供的烟气处理装置一种实施方式的示意图。按照本发明，烟气处理装置包括用于烟气处理的第一反应器1，用于将第一反应器1处理过的烟气进行进一步处理的排烟装置9，最后烟气从排烟装置9的顶部排出，第一反应器1与排烟装置9通过排烟管道连接。
按照本发明，第一反应器包括竖直设立的第一反应器壳体1a，第一反应器壳体1a的截面形状优选为基本呈圆形的形状，当然也可以为近似圆形的形状，对此本发明并不进行特别的限制。第一反应器1的顶部为烟气入口1b，待处理烟气从烟气入口1b从上向下进入第一反应器1。在第一反应器壳体1a内，从上至下设置有第一反应模组2，第二反应器壳体3，浆料池4，所述第一反应模组2包括多个第一锥形模块。当然，可以根据实际需要，在这些部分之间设置其他需要的部分或部件。
在本实施方式中，对于第一反应器壳体1a的直径，本发明并无特别的限制，可以根据待处理烟气的量具体而定。对于第一反应器壳体1a从上到下的直径大小，优选包括上下两个部分，上面的部分与第一反应模组2对应，下面的部分与第二反应器壳体3和浆料池4对应，上面的部分的直径优选小于下面部分的直径。
对于第一锥形模块的数量，本发明并无特别的限制，可以根据工艺具体而定。例如可以为2组－10组，优选为3组－5组；在本实施方式中第一锥形模块的数量为三组。以其中一个锥形模块来说明锥形模块的构造；第一锥形模块包括第一锥形体组件22和设置在第一锥形体组件22下方的第一锥形圈组件21；所述第一锥形体组件22包括在锥底部连接在一起的两个锥形体，这样两个锥形体的锥顶分别朝向向下和向上的方向，第一锥形体组件22通过支架23固定在第一反应器壳体1a内，两个锥形体优选具有相同的尺寸。在第一锥形体组件22下面设置有第一锥形圈组件21，第一锥形圈组件21包括通过锥顶部连接在一起的两个圆台壳体，这样在中间形成一个与所述锥形体的锥顶相对应的、用于使烟气和浆料的混合物流下的第一截面入口21a，本发明称为第一喉口；所述第一喉口21a的直径大小优选小于锥形体的最大直径。第一锥形圈组件21固定连接(如铆接或焊接)在第一反应器壳体1a内，第一锥形圈组件21形成从上至下直径逐渐缩小到所述的第一喉口21a处，然后直径再逐渐扩大的结构。
在第一反应模组下面设置有第二反应器壳体3，在第二反应器壳体3内设置由第二反应模组，第二反应器壳体3的顶部为烟气入口；第二反应器壳体3的顶部的入口通过口径从上到下逐渐缩小的缩径圈30与第一反应器1连接；这样从所述第一反应器1的烟气入口1b到缩径圈30之间形成了第一反应空间，烟气与浆料的混合物在第一反应空间充分接触进行反应，混合物从缩径圈30进入到第二反应器壳体3内。
在第二反应器壳体3内设置有第二反应模组，第二反应模组包括多个第二锥形模块，对于第二锥形模块的数量，本发明并无特别限制，可以根据工艺而定，在本实施方式中为两组。第二锥形模块可以与第一锥形模块具有相同的结构，但可以具有更小的尺寸，可以包括第二锥形体组件32和第二锥形圈组件31，第二锥形体组件32可以具有与第一锥形体组件22相同的结构，但可以具有更小的尺寸；第二锥形圈组件31可以具有与第一锥形圈组件21相同的结构，但可以具有更小的尺寸。第二锥形圈组件31形成的第二喉口31a的直径小于第二锥形体组件32的最大直径，烟气与浆料的混合物从第二反应器壳体3的顶部缩径圈30进入后，在第二反应器壳体3内形成的第三反应空间内继续向下流并进行充分的吸附反应。
按照本发明，在第二反应器下面设置由浆料池4，浆料池4用于沉淀分离从上至下流入的烟气与浆料的混合物，沉淀物从浆料池4底部的浆料排出装置42排出，与沉淀物分离的浆液则进一步循环利用进行烟气处理。浆料池4的液面41与第二反应器壳体3底部预留有一定距离，这样第二反应器壳体3的外部和第一反应器壳体1a内部、第二反应器壳体3与浆料液面之间形成第二反应空间。在第二反应空间内，液体进入浆料池，烟气在第二反应空间内停留，但烟气此时含有大量的料浆成分。
在第二反应空间上部的第一反应器壳体1a上，设有第一烟气排出口；第一烟气排出口与第二反应器壳体3的位置对应。第一烟气排出口与排烟装置9的底部的第二烟气进入口连通，即烟气从排烟装置的底部进入。为了使第二反应空间内的烟气进行充分的停留，第二反应器壳体3底部被设置成具有一个高端部3a和一个低端部3b，所述低端部3b与浆料池4的液面距离比高端部3a与浆料池4的液面距离更近，所述第一烟气排出口设置在所述低端的一侧，这样从第二反应器壳体3排出的烟气可以流动更长的距离再从第一烟气排出口排出。
在本实施方式中，对于浆料的送入方式进行了进一步的优化，即在第一反应器壳体1a内设置有一个从上至下的空心的立柱52，立足52一方案一方面可以作为浆料的进料通道，另一方面还可以用于固定第一锥形体组件22和第二锥形体组件32。由于进料通道设置在内部，不但节省了了设计空间，而且循环浆料具有更短的循环回路，使浆料的温度几本不变，可以更好的处理烟气，并且更加节能。本发明提供的烟气处理装置还可以包括用于补充新浆料的料浆送入装置51，以及用于循环浆液的循环泵(未示出)。
按照本发明，排烟装置9包括第三反应器壳体94，在所述第三反应器壳体94内设置有第三反应模组，所述第三反应模组包括多个第三锥形模块，所述第三锥形模块可以具有与第一锥形模块或第二锥形模块相同的结构，包括第三锥形体组件92和第三锥形圈组件93，第三锥形体组件92通过支架95固定在第三反应器壳体94上。第三锥形模块与第一锥形模块和第二锥形模块的区别在于，第三锥形体组件92设置在下面，第三锥形圈组件93设置在上面；这样烟气从下向上流动时，可以促进烟气与喷淋水的混合，进一步净化烟气。关于第三锥形模块的具体结构，参见本发明人发明的中国专利CN1156332C中描述的多相反应器，在此不再赘述。对于第三反应模组的数量，本发明无特别限制，在本实施方式中为三组。在第三反应器壳体94内部也可以设置固定锥形体组件的立柱96，立柱可以为空心的，也可以为实心的
按照本发明，所述第三反应器壳体94的顶部为烟气排出口9a，第三反应器还设置有水淋装置91，所述的水淋装置91向第三反应器内喷淋水，喷淋水的温度优选为不超过35℃，用于进一步去除排出气体中的粉尘。烟气在第三反应器内的上升速度优选为不超过3.5m3/秒，对于烟气的上升速度，通过第三反应器壳体的横截面积大小来控制，第三反应器壳体94的截面优选设置为圆形形状，直径优选为1米－20米，可以根据工艺设计要求进行调整，对此本发明并无特别限制。
按照本发明，第一反应器1和排烟装置9通过排烟管道7连接，排烟管道7包括与所述第一反应器1的第一烟气排出口连接的第一段7a和与所述排烟装置9底部的进气口连接的第二段7b，所述第一段7a具有向上延伸的方向，所述第二段7b具有向下延伸的方向，所述第一段7a和第二段7b优选通过弧形过渡连接，这样即可以让烟气顺利从第一反应器排入到排烟装置内，也可以让烟气内的粉尘在第一段回流到第一反应器内，达到进一步的净化效果。
按照本发明，对于料浆成分，优选使用金属冶炼废渣与炼铜废渣、炼铁废渣、炼钢废渣、粉煤灰中的一种或多种混合物粉碎至100-250目后与水混合搅拌而成，浆液的浓度为5-20％，如在本发明人的中国专利ZL200710079615.8、ZL201010123046.4、ZL201010137024.3中所描述的，该专利的全部内容引入本专利。
以下以具体实施例说明烟气处理装置的工作方式：
料浆使用经磨粉设备磨至－250目占85％的炼铁炉渣，加入到制浆槽内用水调成浓度5-25％的浆液，从立柱52形成的进料通道送入第一反应器的顶部与待处理的烟气混合，烟气压力为3000Pa－800000Pa之间，烟气与浆液反应温度可以保持在50-90度，混合后的烟气与雾化浆液从上至下依次经过第一反应器的第一反应模组由缩径圈进入第二反应模组，然后再进入到第二反应空间通过第一烟气冷凝器8。第一烟气冷凝器8的冷凝水的温度为5-10度，此时烟气的温度和湿度都比较高，因此通过第一烟气冷凝器8进一步冷却后，烟气中的水雾冷凝下来形成水滴留下，留下的水滴可以进一步带下烟气中粉尘污染物，烟气被进一步净化。
通过第一烟气冷凝器8的烟气然后从排烟管道7排入排烟装置9中并通过第二烟气冷凝器97；排烟装置9内的第二烟气冷凝器97的冷凝水温度可以为5-10度，烟气被进一步冷却，水雾凝聚下来，达到更好的净化脱硫和脱销效果。在排烟装置9的第三反应器壳体94中，烟气从下至上经过第三反应模组，达到排放要求从顶部的烟囱排出。
利用上述方式，通过含氧空气和雾化浆液有效地控制排出烟气中污染物的含量，相对于传统的处理装置，利用本发明提供的烟气处理装置，对烟气的脱硫率可达到98.5％。
请见图2，为本发明第二种实施方式的示意图，与图1所述的第一种实施方式相比，第二种实施方式的唯一区别在于在第二反应器壳体内没有设置第二反应模组，其它没有区别，本发明在这里不再赘述，这样烟气与浆料混合物可以直接经由第二反应器壳体直接进入第二反应空间，在同样的条件下，但在上述同样的实验条件下，脱硫效率依然能够达到95.6％以上。
以上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。

Claims (16)

1.一种用于烟气处理的反应器，其特征在于，包括：
第一反应器壳体，具有设置在顶部的烟气入口；
在所述第一反应器壳体内从上至下设置有第一反应模组、浆料池，所述第一反应模组包括多个第一锥形模块；
在所述第一反应器壳体侧壁上且位于所述第一反应模组下方的位置上设置有第一烟气排出口；
在所述第一反应器壳体内从顶部到底部设置有立柱，所述立柱形成用于将浆料从顶部送到顶部的进料通道。
2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述第一锥形模块的至少部分组件固定在所述立柱上。
3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述第一锥形模块包括第一锥形体组件、设置在所述第一锥形体组件下面的第一锥形圈组件，所述第一锥形体组件固定在所述立柱上。
4.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于，所述第一锥形体组件包括从底部连接在一起的两个锥形体，所述第一锥形圈组件包括从顶部连接在一起的两个圆台壳体，所述第一锥形圈组件内形成一个截面口径不大于锥形体最大直径的第一喉口。
5.一种用于烟气处理的反应器，其特征在于，包括：
第一反应器壳体，具有设置在顶部的烟气入口；
在所述第一反应器壳体内从上至下设置有第一反应模组、第二反应器壳体、浆料池；所述第一反应模组包括多个第一锥形模块；
所述第二反应器壳体的入口与第一反应器壳体通过口径从上至下逐渐缩小的缩径圈连接，使得从所述烟气入口到第二反应器壳体的入口形成第一反应空间；
在所述第一反应器壳体上、且与第二反应器壳体对应的位置处设置有第一烟气排出口
在所述第一反应器壳体内从顶部到底部设置有立柱，所述立柱形成用于将浆料从顶部送到顶部的进料通道。
6.根据权利要求5所述的反应器，其特征在于，在所述第二反应器壳体内设置有第二锥形模块。
7.根据权利要求5或6所述的反应器，其特征在于，所述第一锥形模块和/或第二锥形模块的至少部分组件固定在所述立柱上。
8.根据权利要求7所述的反应器，其特征在于，所述第一锥形模块包括固定在所述立柱上的第一锥形体组件、设置在所述第一锥形体组件下面的第一锥形圈组件，所述第一锥形体组件包括从底部连接在一起的两个锥形体，所述第一锥形圈组件包括从顶部连接在一起的两个圆台壳体，在所述第一锥形圈组件内形成一个截面口径不大于锥形体最大直径的第一喉口。
9.根据权利要求8所述的反应器，其特征在于，所述第二锥形模块包括固定在所述立柱上的第二锥形体组件、设置在所述第二锥形体组件下面的第二锥形圈组件，所述第二锥形体组件包括从底部连接在一起的两个锥形体，所述第二锥形圈组件包括从顶部连接在一起的两个圆台壳体，在所述第二锥形圈组件内形成一个截面积小于锥形体最大直径的第二喉口。
10.一种烟气处理装置，其特征在于，包括用于处理烟气的第一反应器，用于将所述第一反应器排出的烟气排出的排烟装置，所述第一反应器和排烟装置通过烟气管道连接；
所述第一反应器包括第一反应器壳体，具有设置在顶部的烟气入口；
在所述第一反应器壳体内从上至下设置有第一反应模组、第二反应器壳体、浆料池；所述第一反应模组包括多个第一锥形模块；
所述第二反应器壳体的入口与第一反应器壳体通过口径从上至下逐渐缩小的缩径圈连接，使得从所述烟气入口到第二反应器壳体的入口形成第一反应空间；
在所述第一反应器壳体上、且与第二反应器壳体对应的位置处设置有第一烟气排出口；
在所述第一反应器壳体内从顶部到底部设置有立柱，所述立柱形成用于将浆料从顶部送到顶部的进料通道。
11.根据权利要求10所述的烟气处理装置，其特征在于，所述第一锥形模块的至少部分组件固定在所述立柱上。
12.根据权利要求11所述的烟气处理装置，其特征在于，所述第一锥形模块包括第一锥形体组件、设置在所述第一锥形体组件下面的第一锥形圈组件，所述第一锥形体组件固定在所述立柱上。
13.根据权利要求12所述的烟气处理装置，其特征在于，所述第一锥形体组件包括从底部连接在一起的两个锥形体，所述第一锥形圈组件包括从顶部连接在一起的两个圆台壳体，所述第一锥形圈组件内形成一个截面口径不大于锥形体最大直径的第一喉口。
14.根据权利要求11至13任一项所述的烟气处理装置，其特征在于，在所述第二反应器壳体内设置有第二锥形模块。
15.根据权利要求14所述的烟气处理装置，其特征在于，所述第二锥形模块的至少部分组件固定在所述立柱上。
16.根据权利要求15所述的烟气处理装置，其特征在于，所述第二锥形模块包括固定在所述立柱上的第二锥形体组件、设置在所述第二锥形体组件下面的第二锥形圈组件，所述第二锥形体组件包括从底部连接在一起的两个锥形体，所述第二锥形圈组件包括从顶部连接在一起的两个圆台壳体，在所述第二锥形圈组件内形成一个截面积小于锥形体最大直径的第二喉口。
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