专利名称：立式模块集成反应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传质反应装置，是高效率、高可靠、低能耗、低成本， 可广泛适用的模块集成反应装置，尤其适用于钢铁厂、焦化厂、水泥厂、火力 发电厂等的烟气净化以及其它传质混合反应工程。
技术背景九十年代未我国自主开发的几种基于气、液、固旋转流动反应的脱硫除 尘一体化反应装置，具有较高的技术经济优势，然而这类反应装置只适用于 小型烟气脱硫工程。而大型燃煤电厂采用的石灰-石膏法，必须设置能耗及造 价很多的增压风机器、电除尘器及气-气加热器，全糸统庞杂，造价高，运行 压力降大，远不能满足工程的实际需要。电厂脱硫工程浩大，研制一套合适 脱硫技术决非易事；而且每建造一套脱硫设施除了有限的标准部件可采购订 货，大部分工作要在现场制造安装或特殊定货，全工程程序复杂冗长；采用 石灰脱硫消耗资源，怕结街，石裔品位不高。现有的脱硫糸统使燃煤脱硫工 程原本均有的脱硫剂即粉煤灰却被当作废弃物难于加以利用。本发明是提供一种立式模块集成反应装置，可解决上述诸种矛盾。 发明内容本立式模块集成反应装置由集成外壳、集成壳支架、集成壳下斗、生成物出口、 模块支承、烟气进口、集成壳上斗、烟气出口、吸收剂料接管、吸收剂喷头及 多个模块组成。每个模块有模块外壳，其内下部是搅拌调速电机、搅拌器支架、 搅拌轮轴、多级搅拌涡轮、涡轮叶片构成搅拌器，其内上部是由除沫调速电机、 除沫器支架、扇叶转轴、多级除沫扇叶构成除沫器，模块外有模块间互相联接 座及联接元件。各模块采用多级搅拌涡轮可提高吸收效率，多级除沫扇叶可提 高除沫效果及增加排烟气压。传统搅拌反应器的罐体结构是在圆形筒内设置多
块挡板，本发明采用圆角多边形筒结构，比传统结构可提高搅拌效果，无流动死角，更降低能耗；增加罐体的实用面积与占地面积比，圆角多边形筒结构易 于制作，便于联接。搅拌及除沫由能调速电动机驱动，动态调整运行参数，节 省能耗。搅拌涡轮上的涡轮叶片可以是片面上穿有小孔的筛板结构，使经叶片 搅拌后的流体呈丝状束流增加搅拌效果，减少搅拌阻力。模块内安装的吸收剂 料接管、吸收剂喷头，能使气态、液态或粉态的吸收剂可以加入到模块内。模 块是独立易于拼接的结构，便于集成大的反应装置；有了脱硫工程时，根据工 程规模建造一大壳体，在壳体上设有总烟气进口、烟气出口、吸收剂料接管及 生成物出口 ，将满足工程工况所需模块的规格及数量的并安装反应装置。有益效果是-1 .使大中小型烟气净化工程均有了高的技术经济优势反应有装置，可广泛用 于如钢铁厂、焦化厂等各种工况。2 .在遵循研制工况与实际工程工况一致的 原则下，使规模宏大、需多年反覆实验的电站烟气脱硫技术创新工程转变成既 简单又能在实验室或工厂车间进行的研制工作，使创新研制总费用降至常规投 入的几百至上千分之一。3.将投资巨大，程序复杂的大型脱硫工程转变成由 工厂车间批量生产元件，工地简单安装，为广泛迅速推广应用最优脱硫设施奠 定坚实基础。4.吸收剂可以是石灰石、碱性泥沙如高岭土等物料或粉煤灰。 可用磨细粉煤灰作吸收剂，脱硫后仍可是水泥活性掺混料。5.集脱硫、除尘 及增压于一体，实用液气比小，排烟气温度高，可以省去庞大昂贵的耗能的电除 尘器、气一气加热器及增压风机。6 .大幅降低设施建设成本及运行成本。7 .占 地面积小，建造周期短。8.搅拌场内空间各点可同时进行溶解、吸附及化学 吸收作用，采用多级旋流除沫，除尘脱硫效率，运行可靠，不怕结裙和磨损。9.能动态调整脱硫流场各处运行参数，使运行到达最佳状。IO.可用于高硫燃 煤烟气脱硫，拓宽煤炭开掘范围，增加煤矿资源利用率。
图l.立式模块集成反应装置总图。图2.图1中C部放大图，也即单个模块轴向图。图3.图1中A-A剖视。图4.图3中D部放大图。图5.图1中B-B剖视。图6.图1及图2中E部放大图。图7.图6中F向图。图8.图7中G向图。图9.外置调速电机模块集成反应装置总图。图中标示除沫扇叶U)，扇叶转轴(2)，除沫调速电机(3),除沬器支架(4), 搅拌调速电机(5)，搅拌器支架(6)，吸收剂料接管(7)，吸收剂喷头(8), 搅拌涡轮(9)，搅拌轮轴(IO)，模块外壳(ll)，集成外壳(12)，集成壳支架(U)， 集成壳下斗(14)，生成物出口 (15)，模块支承(16)，烟气进口 (17),集成 壳上斗(18),烟气出口 (19)，模块联接座(20),联接元件(21),外置调速 电机(22)，搅拌轴承盒子(23),传动齿轮付(24)，轴封盒子(25),齿轮箱 盒(26)，搅拌传动轴(2 7),涡轮叶片(2 8)。穿孔涡轮叶片(29)。各图说明在图l.立式模块集成反应装置总图所示实施例中，集成外壳(12) 下接集成壳下斗(14),上接集成壳上斗(18)，集成壳下斗(14)下部是生成 物出口 (15),集成壳上斗(18)上部是烟气出口 (19)，在集成外壳(12)下 部设有烟气进口 (17),中部安装吸收剂料接管(7)，集成壳下斗(14)由集成 壳支架(13)支承；在集成外壳(12)内部的下端固联模块支承(16)。在模块
支承(16)上安装有多套模块，每个模块如图2.单个立式模块轴向图所示。在图2.的模块外壳(11)内，上部安装除沫器，下部安装搅拌器。除沫器是 除沫器支架(4)固定在模块外壳(11)的上内壁上，其上装除沫调速电机(3), 除沫调速电机(3)与扇叶转轴(2)联接，多片除沫扇叶(1)固定在扇叶转轴 (2)上；搅拌器是搅拌器支架(6)固定在模块外壳(11)的下内壁上，上 装搅拌调速电机(5),搅拌调速电机(5)与搅拌轮轴(10)联接，搅拌轮轴(IO) 上装多个搅拌涡轮(9)，搅拌涡轮(9)上装多片涡轮叶片(2 8)。 图3.是多个模块集成的搅拌器部位的布置图。图4.中模块联接座(20)是各搅拌模块的联接装置，联接元件(21)是联接装 置的紧固件。图5 .是多个模块集成的除沫器部位的布置图。 图6.是搅拌涡轮(9)的径向视图。 图7.是搅拌涡轮(9)的轴向视图。 图8.是搅拌涡轮(9)上的穿孔涡轮叶片(2 8)。图9,外置调速电机模块集成反应装置总图中，装有多台外置调速电机(22),每 台外置调速电机(22)与搅拌传动轴(2 7)相联。搅拌传动轴(2 7)由多个 轴封盒子(25)密封，并与多个传动齿轮付(24)联接，每个传动齿轮付(24) 分别与搅拌轮轴(IO)联接。搅拌轮轴(10)上装有搅拌轴承盒子(23),传动齿轮 付(24)安装在齿轮箱盒(26)内。
具体实施方式
各烟气脱硫工程的烟温、风压、风量及含硫量含尘量等参数各不相同的，但其 烟温、风压及含硫量变化幅度不是特别巨大，而烟气的流量的变化幅度却可能
很大。因此，第一步将烟气中可能的含硫量按由低到高分成几个挡次，然后分 别对各挡作模块设计。第二步设计某一挡模块时也设定一合适模块烟气流量， 使其其余设计参数满足该挡烟气参数范围，以这条件照前述结构在实验室或工 厂车间研制模块，并使之优化定型批量生产。第三步根据工程特点选择吸收剂， 如石灰、石灰石、粉煤灰、海水、碱性泥土或其它可能的吸收剂材料。第四步 据烟气含硫量选择模块规格，计算所需及采购模块数。第五步在工程现场制造 或安装集成反应装置的壳体及管路，将购回模块安装在反应装置的壳体。反应装置的工作过是当欲净化的烟气从烟气迸口 (17)进入到集成外壳(12) 内的下部后，从每个模块外壳(11)的内部下端口进入后烟气向上流动，从吸收剂料接管(7)进入的流态吸收剂经吸收剂喷头(8)向下喷出，多级搅拌涡 轮(9)在搅拌调速电机(5)的驱动下转动时，烟气及流态吸收剂在各个搅拌 涡轮(9)搅拌下发生涡流流动，在此烟气与流态吸收剂进行混合吸收反应，流 态吸收剂吸收烟气中的被吸收组分后大部分下落至集成壳下斗(14)处从生成 物出口 (15)排出；流态吸收剂未下落部分与烟气在模块外壳(11)的内上升 至由除沫调速电机(3)转动的除沫扇叶(1)处，在离心力作用下，雾沫和粉 尘被抛至模块外壳(11)的上部沿内壁而下流，净化后的烟气从模块外壳(11) 的内部上端口流出后再向上流动到集成壳上斗(18)从烟气出口 (19)排出。模块外壳(11)采用易于集成联接的园角多边筒形结构，无搅拌挡板，无流动 死角，提高了搅拌效果，降低了阻力，提高了罐体断面有效通流面积。将涡轮 叶片(2 8 )制成穿孔涡轮叶片(29)的结构可以涡流形成丝状流束，减少能耗, 提高混合效果。排出烟气经由除沫扇叶(1)除雾除尘后升增压排出。
权利要求1.一种立式模块集成反应装置由集成外壳、集成壳支架、集成壳下斗、生成物出口、模块支承、烟气进口、集成壳上斗、烟气出口、吸收剂料接管、吸收剂喷头及多个搅拌模块组成，每个模块有模块外壳，其内下部是搅拌调速电机、搅拌器支架、搅拌轮轴、搅拌涡轮、涡轮叶片构成搅拌器，其内上部是由除沫调速电机、除沫器支架、扇叶转轴、除沫扇叶构成除沫器，模块外有模块联接座及联接元件，由其特征是集成反应装置是由多个具有搅拌传质混合及除沫功能的模块并排集合构成的装置。
2. 根据权利要求1所述的立式模块集成反应装置，其特征是立式模块的模块 外壳均是能拼接在一起的圆角多边形结构。
3. 根据权利要求1所述的立式模块集成反应装置,其特征是立式模块的搅拌 器及除沫器的旋转是由能调速电动机驱动。
4. 根据权利要求1所述的立式模块集成反应装置,其特征是立式模块中的搅 拌涡轮上的涡轮叶片可以是片面上穿有小孔的筛板结构。
5. 根据权利要求1所述的立式模块集成反应装置，其特征是立式模块内能安 装吸收剂料接管、吸收剂喷头。
6. 根据权利要求1所述的立式模块集成反应装置，其特征是立式模块的搅拌 器的旋转可以是由安装在集成外壳外部的调速电动机驱动。
专利摘要一种立式模块集成反应装置是由多个模块组合成为中型或大型的化学反应装置，主要用于中型或大型燃煤烟气净化工程。每个模块由立式多边筒形的多级搅拌器和多级转叶除沫器构成，其特征是将模块的高效率、低能耗、低造价、简单结构、可靠运行的小型化结构的经济技术优势应用于大中型反应工程；使大型工程的技术创新转变成在实验室或工厂车间完成的工作，将浩大、繁杂、周期冗长的大型工程简化成标准件组装。该装置适用于钢铁厂、焦化厂、化工厂的烟气净化以及其它反应工程，若用于火力发电厂烟气脱硫可节省占地、省去电除尘器、增压风机和气-气加热器，大幅度降低造价与运行成本。
文档编号B01D53/74GK201040226SQ200620098669
公开日2008年3月26日 申请日期2006年8月28日 优先权日2006年8月28日
发明者余汉明 申请人:余汉明