[实用新型]烟气喷气管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种喷气管，尤其涉及一种用于鼓泡类吸收塔的喷气管。

背景技术

电力、冶金和化工企业排放的烟气中含有较高浓度的SO₂，对生态环境和人体健康造成了直接危害。当前，世界各国采用的烟气脱硫技术中以湿法脱硫技术占主导地位，其中以喷淋塔和鼓泡类吸收塔的应用最为广泛。鼓泡类塔内安装有若干根喷气管，管下端开有一定数量的排气孔，并浸没在吸收塔浆液中。鼓泡类吸收塔内的烟气洗涤过程为：烟气经增压风机加压后，进入吸收塔并冲入喷气管中，喷气管内的烟气克服浆液液位高差后，以气泡的形式从排气孔喷出，喷出的气泡经一定高度的浆液层及其上泡沫层的洗涤后，完成整个烟气洗涤过程。因此，喷气管是鼓泡类吸收塔内的关键反应部件，其结构形式直接关系到塔体的气动阻损、脱硫效率、结垢、堵塞倾向以及吸收塔外形尺寸等。

日本专利公开号为JP5317634和JP5317638分别都涉及到用于鼓泡类吸收塔内的直管型喷气管，如图1所示，其中A为脱硫塔下底板，B为喷气管，C为排气孔。在直管型喷气管B的下部开设有不同形状的排气孔C(如圆形、矩形等)，有的矩形排气孔甚至开设到喷气管B的底端。此类直管型喷气管B都存在如下不足，如图2所示，其中1’为排气孔内侧上缘的漩涡区，2’为气泡区，3’为排气孔，4’为喷气管，5’为喷气管内的主流区，6’为喷气管内的浆液液位：竖直安装的喷气管4’及其下部侧向开口的排气孔3’结构，使得竖直向下气流从排气孔3’水平冲出，在该过程中流线发生急剧偏转，即气流的运动方向发生90°的改变。根据流体力学原理，当流线发生急剧偏转时，由于惯性离心力的作用，在壁面处会发生流体边界层的“分离”现象，即必定伴有旋涡区的生成。针对直管型喷气管4’来说，即在其排气孔3’内侧的上缘产生一个旋涡区1’。由此带来两个问题：(1)排气孔内侧上缘旋涡区的存在，使得排气孔处流线受到挤压(见图2旋涡区1’下方)，迫使喷出气流无法充满整个排气孔截面，气流喷出速度变大。排气孔处流线受到的挤压程度越大，旋涡区范围也就越大，排气孔附近的局部阻损也相应增大，导致塔体阻损加大，增压风机功耗上升。(2)排气孔内侧上缘的旋涡区，会将一部分反冲入排气孔的浆液卷吸进来，伴随着旋涡区内的气流一起呈涡旋运动。由于原烟气与浆液存在5～40℃的温差，在旋涡区内的浆液会进一步蒸发，浆液中的固体物质则被析出；由此不仅加剧了旋涡区内气液固三相非定常涡旋运动对喷气管内壁面的磨损，更加快了吸附于壁面上的浆液的蒸发速度及固体物质的沉积速度，导致在旋涡区附近壁面上渐渐形成硬垢。随着塔内反应的进行，这种结垢情况会不断恶化，甚至会将整个排气孔包裹覆盖住，使得增压风机压头无法克服塔体阻损，系统被迫停运。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种烟气喷气管，使得流线急剧偏转的情况得以有效缓解，从而减小或消除了排气孔内侧上缘旋涡区的产生，起到降低气动阻力、防止排气孔口结垢及缓解孔口处壁面磨损的作用。并且大大缓解了旋涡区处壁面的结垢沉积情况，确保了吸收塔长期、稳定的运行。同时使得该种喷气管占用空间小，有利于吸收塔内的喷气管阵列紧凑排布。

本实用新型的技术构思为：将喷气管的下部结构设计为先渐缩后渐扩的形式。烟气从喷气管上部进入后，首先在上部直管段内保持均速；当进入渐缩段后，气流速度略有上升；当进入喷气管下部渐扩段后，气流速度又逐渐降低。本实用新型中，喷气管下部采用渐扩结构，因此靠近渐扩壁面的流线与喷气管轴线呈一定角度(α/2或β/2)。由此，不仅使得渐扩段烟气流速降低，流线受挤压程度减小；而且当烟气从渐扩段下部的排气孔喷出时，其流线偏转角度约为(90°-α/2)或(90°-β/2)，使得流线急剧偏转的情况得以有效缓解，从而减小或消除了排气孔内侧上缘旋涡区的产生，克服了传统直管型喷气管的弊端。旋涡区的减小或消除，不仅使得排气孔的气流喷出速度减小，局部阻力损失降低；更重要的是缓解甚至避免了旋涡区处壁面的结垢沉积情况，确保了鼓泡类吸收塔的长期稳定运行；此外，旋涡区的减小或消除，对于排气孔处内壁面磨损情况的改善也有重要作用。