本技术属于燃煤电站污染物控制,具体涉及一种高温烟气中吸附剂喷射及高效利用系统。
背景技术:
1、我国“富煤贫油少气”的能源现状决定了我国燃煤发电站数量巨大,目前我国在烟气脱硫脱硝方面的设施已基本完善,但煤炭燃烧产生的尾部烟气中还含有种类繁多的重金属,包括金属汞、砷、铅等,这些重金属的排放对自然环境以及人体健康都会造成非常大的危害。吸附剂喷射技术因其结构简单、布置灵活、占地面积小、便于物料回收等优点俨然已成为了燃煤电厂脱除重金属最常用的技术,其中吸附剂喷射的均匀性是影响粉状吸附剂发挥吸附作用的重要因素之一。
2、目前常采用的吸附剂喷射装置存在下述缺陷:1)无法实现均匀喷射,使得在烟气管道截面或较长流程的烟道的各个位置吸附结果差异较大,出现部分位置吸附剂喷射过多,带来喷射剂的浪费;2)吸附剂的流动轨迹过窄,使得吸附剂的喷射范围过窄且吸附效率低;3)吸附剂在管道中停留时间较短,仅一次利用易造成吸附剂的浪费;4)未对吸附剂的用量进行合理的控制,吸附剂用量的不合理可能导致重金属脱除效果不佳或增加吸附剂及风机能耗的成本。
技术实现思路
1、有鉴于此,本实用新型实施例的目的在于提供一种高温烟气中吸附剂喷射及高效利用系统,用以克服背景技术中现有吸附剂喷射装置存在的一项或多项缺陷。
2、为了实现上述目的,本实用新型实施例提供一种高温烟气中吸附剂喷射及高效利用系统,所述系统包括喷射组件,喷射组件经输送管道接收第一料仓流出的吸附剂,所述喷射组件包括多根喷管,喷管的一端伸入烟道内部且沿烟道内烟气流向顺序均匀排布,喷管位于烟道外部的另一端与所述输送管道相连通,每个喷管位于烟道内部的侧壁均开设有第一朝向的广角扇形喷嘴和第二朝向的广角扇形喷嘴,第一朝向的广角扇形喷嘴喷射的吸附剂逆着烟气流向,第二朝向的广角扇形喷嘴喷射的吸附剂顺着烟气流向。
3、可选的,所述广角扇形喷嘴具有喷嘴盘和导流面,所述喷嘴盘内设置有喷口,所述喷口的圆心与喷嘴盘的圆心不重合,所述导流面通过两个具有半径差异的弧面切向连接而成,当喷口喷射出的吸附剂到达导流面后,第一弧面处于吸附剂喷射轨迹的上游,第二弧面处于吸附剂喷射轨迹的下游,所述第一弧面为具有较大半径的弧面,第二弧面为具有较小半径的弧面。
4、可选的,所述第一弧面和第二弧面为1/4球面。
5、可选的,第二弧面半径为第一弧面半径的1/10~1/5。
6、可选的,第一弧面半径小于等于喷管直径的1/3。
7、可选的,所述喷管上第一朝向和第二朝向的广角扇形喷嘴沿喷管的中轴线方向排列,每相邻两个第一朝向的广角扇形喷嘴之间均设有一个第二朝向的广角扇形喷嘴。
8、可选的,相邻喷管的广角扇形喷嘴沿平行于喷管中轴线的方向相互穿插排列,使得相邻喷管的所有广角扇形喷嘴离喷管与输送管道连通一端的距离互不相同。
9、可选的,所述烟道的中轴线与各个喷管的中轴线垂直。
10、可选的,所述喷管上任意相邻广角扇形喷嘴之间的间距大于等于广角扇形喷嘴自身喷嘴盘与导流面的最大垂直高度,最靠近输送管道的喷嘴离喷管靠近输送管道的一端的高度至少为1/3喷管直径。
11、可选的,所述系统还包括布袋除尘器,所述布袋除尘器连接于所述烟道的下游,布袋除尘器的尾部连接有灰斗,所述灰斗连接有废料管和返料管,所述返料管远离灰斗的一端连通加热再生室,所述加热再生室连接有给料机,所述给料机出口与所述第一料仓连接,且给料机出口与第一料仓的连通通路上设置有储气罐。
12、可选的,所述系统还包括在线监测组件和流量控制阀,所述流量控制阀安装在沿烟气流向设置的第二根喷管至最后一根喷管上,所述在线监测组件用于检测烟气中的重金属浓度,并根据重金属浓度控制流量控制阀以实时调节经流量控制阀的吸附剂流量大小。
13、可选的,所述在线监测组件包括检测探头和重金属在线检测仪,所述检测探头与所述重金属在线检测仪电连接,所述烟道内任意相邻两个喷管之间均放置所述检测探头,所述重金属在线检测仪用于根据检测探头的检测数据计算烟气中的重金属浓度,并根据重金属浓度生成流量调节信号,然后将流量调节信号发送至流量控制阀。
14、本实用新型具有的有益效果包括:
15、1)首先,通过多根喷管在烟气流动方向的顺序均匀设置,且每个喷管侧壁均开设广角扇形喷嘴,广角扇形喷嘴使得由其喷口喷出的吸附剂依托其具有的扇形导流面,在较低流动阻力下顺势改变吸附剂进入烟道的流向,产生的喷射形状更宽,进而吸附剂在烟道内的流动轨迹更宽,喷射范围更广;
16、其次,采用具有相反朝向的广角扇形喷嘴,第一朝向的广角扇形喷嘴所喷射的吸附剂逆着烟气流向,即逆流喷入,增加了气流间的扰动,提高了吸附效率,第二朝向的广角扇形喷嘴所喷射的吸附剂顺着烟气流向,即顺流喷入,降低了吸附剂的喷射阻力,增加了喷射距离,减少了吸附剂的喷射动作对烟道内烟气流动的阻力影响;
17、综上所述,本实用新型实现了对烟气内重金属的均匀吸附且吸附效率高;
18、2)通过将导流面设置为特殊的扇形结构,即:由两个具有半径差异的弧面切向连接而成,例如弧面优选为1/4球面且两个1/4球面的半径差异较大,此种特殊的扇形结构进一步降低了吸附剂的流动阻力,增宽了喷射形状,增大了吸附剂的喷射范围,提升了吸附效率;
19、3)喷管上任意相邻广角扇形喷嘴之间的间距大于等于广角扇形喷嘴自身喷嘴盘与导流面的最大垂直高度,最靠近输送管道的喷嘴离喷管靠近输送管道的一端的距离至少为1/3喷管直径,第一弧面半径小于等于喷管直径的1/3,基于此,喷管的结构稳定度得以提升;
20、4)通过布袋除尘器和加热再生室的设置,将部分吸附剂回收,实现吸附剂的循环利用,克服了传统吸附剂喷射装置仅一次利用造成的吸附剂浪费问题;
21、5)通过在线监测组件和流量控制阀的设置,根据烟道内重金属的实时浓度在线调节进入喷管内的吸附剂流量大小,提升了吸附剂用量的合理性,降低了吸附剂及风机能耗的成本。
1.一种高温烟气中吸附剂喷射及高效利用系统,所述系统包括喷射组件,喷射组件经输送管道接收第一料仓流出的吸附剂,其特征在于,所述喷射组件包括多根喷管,喷管的一端伸入烟道内部且沿烟道内烟气流向顺序均匀排布,喷管位于烟道外部的另一端与所述输送管道相连通,每个喷管位于烟道内部的侧壁均开设有第一朝向的广角扇形喷嘴和第二朝向的广角扇形喷嘴,第一朝向的广角扇形喷嘴喷射的吸附剂逆着烟气流向,第二朝向的广角扇形喷嘴喷射的吸附剂顺着烟气流向。
2.根据权利要求1所述的一种高温烟气中吸附剂喷射及高效利用系统,其特征在于,所述广角扇形喷嘴具有喷嘴盘和导流面,所述喷嘴盘内设置有喷口,所述喷口的圆心与喷嘴盘的圆心不重合,所述导流面通过两个具有半径差异的弧面切向连接而成,当喷口喷射出的吸附剂到达导流面后,第一弧面处于吸附剂喷射轨迹的上游,第二弧面处于吸附剂喷射轨迹的下游,所述第一弧面为具有较大半径的弧面,第二弧面为具有较小半径的弧面。
3.根据权利要求2所述的一种高温烟气中吸附剂喷射及高效利用系统,其特征在于,所述第一弧面和第二弧面为1/4球面。
4.根据权利要求2所述的一种高温烟气中吸附剂喷射及高效利用系统,其特征在于,第二弧面半径为第一弧面半径的1/10~1/5。
5.根据权利要求2所述的一种高温烟气中吸附剂喷射及高效利用系统,其特征在于,第一弧面半径小于等于喷管直径的1/3。
6.根据权利要求1所述的一种高温烟气中吸附剂喷射及高效利用系统,其特征在于,所述喷管上第一朝向和第二朝向的广角扇形喷嘴沿喷管的中轴线方向排列,每相邻两个第一朝向的广角扇形喷嘴之间均设有一个第二朝向的广角扇形喷嘴。
7.根据权利要求1所述的一种高温烟气中吸附剂喷射及高效利用系统,其特征在于,相邻喷管的广角扇形喷嘴沿平行于喷管中轴线的方向相互穿插排列,使得相邻喷管的所有广角扇形喷嘴离喷管与输送管道连通一端的距离互不相同。
8.根据权利要求1所述的一种高温烟气中吸附剂喷射及高效利用系统,其特征在于,所述烟道的中轴线与各个喷管的中轴线垂直。
9.根据权利要求1或6所述的一种高温烟气中吸附剂喷射及高效利用系统,其特征在于,所述喷管上任意相邻广角扇形喷嘴之间的间距大于等于广角扇形喷嘴自身喷嘴盘与导流面的最大垂直高度,最靠近输送管道的喷嘴离喷管靠近输送管道的一端的高度至少为1/3喷管直径。
10.根据权利要求1所述的一种高温烟气中吸附剂喷射及高效利用系统,其特征在于,所述系统还包括布袋除尘器,所述布袋除尘器连接于所述烟道的下游,布袋除尘器的尾部连接有灰斗,所述灰斗连接有废料管和返料管,所述返料管远离灰斗的一端连通加热再生室,所述加热再生室连接有给料机,所述给料机出口与所述第一料仓连接,且给料机出口与第一料仓的连通通路上设置有储气罐。
11.根据权利要求1所述的一种高温烟气中吸附剂喷射及高效利用系统,其特征在于,所述系统还包括在线监测组件和流量控制阀,所述流量控制阀安装在沿烟气流向设置的第二根喷管至最后一根喷管上,所述在线监测组件用于检测烟气中的重金属浓度,并根据重金属浓度控制流量控制阀以实时调节经流量控制阀的吸附剂流量大小。
12.根据权利要求11所述的一种高温烟气中吸附剂喷射及高效利用系统,其特征在于,所述在线监测组件包括检测探头和重金属在线检测仪,所述检测探头与所述重金属在线检测仪电连接,所述烟道内任意相邻两个喷管之间均放置所述检测探头,所述重金属在线检测仪用于根据检测探头的检测数据计算烟气中的重金属浓度,并根据重金属浓度生成流量调节信号,然后将流量调节信号发送至流量控制阀。