[发明专利]一种循环流化床反应器内构件及其应用

说明书

技术领域

本发明属于化工反应器领域，涉及一种循环流化床反应器内构件及其应用，尤其涉及一种安装在烟气脱硫脱硝的循环流化床底部的内构件及其应用。

背景技术

循环流化床技术因其高效的气固接触效率，被广泛地运用在工业烟气净化领域。随着环保要求的提高，开发操作简单、脱除效率高的脱硫脱硝技术，已经成为环保领域一大研究热点。为了改善气固两相在烟气脱硫脱硝循环流化床反应器内的停留时间分布，可以在循环流化床内设置内构件，以期能够调整流化床内气固流动不均匀这种自然属性，强化气固接触和混合，提高气固传质效率。

目前国内外常见的流化床反应器内构件形式有惯性式内构件、填料式内构件和复合型内构件等。

专利CN 101293189A公开了一种用于循环流化床反应器中的扰流型复合构件，所述构件包括：2～30根圆管、扰流板和导流板。该扰流型复合构件对上下行颗粒群进行有效扰动，并能对气流场的脉动进行调节，有效促进颗粒群更新，能够明显改善气固传质效果。但是这种内构件对强化气固接触作用有限，限制了脱硫脱硝效率的进一步提高。

专利CN 103446877A公开了一种流化床反应器及其内构件，所述流化床反应器包括一塔筒，多个内构件配置于塔筒内。各个内构件包括一结合面、一接触面与一导流面，结合面设置于塔筒的内壁面，接触面与导流面倾斜连接于结合面，并且于接触面与导流面之间形成一反曲点。该专利中设置的内构件使颗粒群在流化床反应器内分布更加均匀，强化了反应器内气固两相的轴向和径向混合，强化了颗粒内循环，提高了截面颗粒浓度，对于浓度场的优化起到了一定的促进作用。但是此内构件由于没有布气装置，气流对内构件会起到一定的磨损。

在实际应用中选择内构件时，应考虑到脱硫脱硝主反应区在循环流化床底部这个特点。因此，开发一种能够增加气固湍动程度，提高气固接触效率，并能够改善颗粒停留时间分布的内构件是很有必要的。

发明内容

针对现有技术中存在的循环流化床反应器内构件对强化气固接触作用有限以及内构件中没有布气装置且内构件易磨损等问题，本发明提供了一种能够提高循环流化床反应器内气固两相接触效率，增强气固两相动量交换的循环流化床反应器内构件。所述内构件集强化气固湍动程度和改善停留时间分布于一体，并带有布风功能，其不仅能够强化气固接触，提高反应效率，还能够增大吸收剂之间的摩擦，更新吸收剂表面，提高吸收剂的利用效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种循环流化床反应器内构件，所述内构件包括连接杆和布风板，布风板为半圆形；布风板直径所在的边固定于连接杆上，连接杆的两端固定于流化床反应器的内壁；布风板的直径小于连接杆的长度，连接杆的长度小于流化床反应器的直径；布风板上开有布风孔。

本发明中，所述连接杆的两端处于同一水平面上固定于流化床反应器的内壁。

优选地，连接杆的两端通过焊接固定在流化床反应器的内壁。

优选地，所述布风板表面为波浪形曲面。

本发明中，所述布风板的开孔率为40～70％，例如40％、43％、45％、47％、50％、53％、55％、57％、60％、63％、65％、67％或70％等，优选为60％。若布风板的开孔率小于40％，则系统压降过大，增加能耗；若布风板的开孔率大于70％，则反应器底部气流的湍动程度不能得到有效强化，对脱除效率影响有限。

优选地，所述布风板上布风孔呈正三角形或正方形排列。

本发明中，所述布风板直径为流化床反应器直径的0.5～0.9倍，例如0.5倍、0.6倍、0.7倍、0.8倍或0.9倍；若布风板直径太小，则气流会从反应器中心上行，气固动量不能得到有效交换。本领域技术人员在实际生产操作中可以根据需要来选择相应的布风板直径。

优选地，所述布风板的厚度为0.01～0.1m，例如0.01m、0.02m、0.03m、0.04m、0.05m、0.06m、0.07m、0.08m、0.09m或0.1m等，优选为0.1m。

本发明中，所述连接杆的长度为布风板直径的1.1～1.25倍，例如1.1倍、1.12倍、1.14倍、1.15倍、1.16倍、1.18倍、1.2倍、1.23倍或1.25倍等，优选为1.15倍；连接杆的长度决定了连接杆固定在流化床反应器径向截面的位置，连接杆的长度要小于等于流化床反应器的直径，若连接杆的长度超过这一范围，则内构件在流化床反应器内存在安装困难等问题。若连接杆长度小于布风板半径的1.1倍，则内构件与器壁的间隙过大，不利于气固动量交换。