[发明专利]气流控制装置

说明书

技术领域

本公开内容涉及在诸如化石燃料发电设备或废物焚化设备的工业处理设备中使用的诸如催化还原系统或静电除尘器系统的气体清洁系统。更具体而言，本公开内容涉及在排出气体清洁系统中使用的气流控制装置(arrangement)。该气流控制装置包括管道，排出气体经由该管道从第一端朝第二端流动，且气流控制器件布置在该管道中。

背景技术

在诸如化石燃料发电设备的工业处理设备中燃烧燃料如煤、油、泥煤、废物等的过程中会产生热过程气体，这种过程气体除其它成分外还包括有时称为飞灰的灰尘颗粒，以及氮氧化物。灰尘颗粒通常通过灰尘去除器件如静电除尘器(也称为ESP)或织物过滤器从过程气体中去除。ESP系统在US4502872中进行了描述，该专利通过引用以其整体并入本文中。

这种工业处理设备还可具有选择性催化还原(SCR)反应器，在其中发生过程气体中氮氧化物的催化引起的选择性还原。SCR系统在通过引用整体并入到本文中的WO2005/114053和US5687656中进行了描述。ESP系统和SCR反应器为在工业处理设备中使用的气体清洁系统中的气体清洁器件的实例。

气体清洁系统的一个目的在于处理过程气体以便尽可能高效地清洁(例如，去除/减少灰尘颗粒、氮氧化物等)过程气体。为了尽可能高效地清洁，过程气体需要在其到达气体清洁器件之前以一定方式予以处理。

US2009/0103393描述了一种用于将次级流体混合到第一流体或气体中或用于均化气体来平衡温度和/或浓度的静态混合器。静态混合器包括置于烟道气体管中的两个导叶对以便在其它情况下为线性流的过程气体中产生″旋流″。静态混合器的下游需要相对较长扩展区域(expanse)的管道，以便实现期望的混合或均化效应。尤其是在大型的处理设备尺寸的管道中，较长扩展区域的管道涉及大量的材料和资金费用。此外，这种静态混合器导致产生不期望的压降。

系统的压降是不期望的，因为这种压降导致实现特定要求或期望的气流速度需要更多能量。此外，压降导致气流速度较低，这引起混合较为低效。当过程气流需要从一个管道偏转或重新引导到另一管道时，通常会在气体清洁系统中导致压降。这种所需的过程气流偏转的实例是在部分过程气体清洁过程期间绕过清洁器件时。因此，这种系统需要一种在过程气体流动偏转期间比在现有技术中的引起更小压降的器件。

因此，需要减少或消除上述缺陷的用于高效地控制过程气流经过过程气体清洁系统的其它器件。

发明内容

本公开内容提供了一种气流控制装置，其减轻了与现有气流控制装置相关的前述缺陷中的至少一些。

根据本公开内容，提供了一种在排气/过程气体清洁系统中使用的气流控制装置。

本气流控制装置包括管道，经由该管道烟道气体从第一端朝第二端流动，该管道具有在其第一端与其第二端之间的纵向扩展区域，气流控制器件布置于其中。沿管道的纵向扩展区域的是垂直于管道纵向扩展区域的横向管道平面(A)。扩张式筛网形成在其第一外周边缘与其第二外周边缘之间延伸的筛网平面(P)。筛网平面定位成相对于横向管道平面(A)成角(α)。

适用于本装置的扩张式筛网限定为大致可塑性变形材料的平坦片材，且大致垂直于其平面形成经由其穿过的多个开孔。

通过在如上文所述那样布置的本气流控制器件中使用一个或多个扩张式筛网，过程气体可混合，以便实现在过程气体内颗粒的均匀分布。颗粒在过程气体内更为均匀的分布容许更为高效的清洁过程。气流控制装置从而可用作静态混合器。此外，通过使用一个或多个扩张式筛网来替代如US2009/0103393中描述的实心板或导叶，过程气体的混合便可仅发生在筛网下游和邻近筛网发生，从而需要较短的管道长度来实现这种混合。较短长度的管道需要较少的构建材料。因此，管道变得更轻，且构建和维护较为便宜。此外，不同于实心板或导叶，过程气体不但可围绕该扩张式筛网流动，而且还可流过扩张式筛网，从而减小上文所述的相关的不期望的压降。压降的减小与用以使过程气体移动经过系统的较低能量需求/消耗相关。过程气流经过系统的速度还可在整个清洁系统中保持得更为一致。此外，过程气流经过系统的速度可横越管道整个截面保持得更为均匀。此外，相比于制造实心板或导叶所需的那样，制造扩张式筛网需要较少的材料，从而提供了成本效益更为合算的气流控制器件。对于整个气流控制装置而言，材料需求可能较少，使得清洁系统更轻、操作和维护较为便宜，且更为紧凑。通过将扩张式筛网布置为成角地横向于或横越管道中空内部，过程气体的混合可更为有效和成本效益合算。此外，经过系统的过程气流可根据所需的特定清洁过程来引导。