烟尘脱硫设备中的混和搅拌技术

 


  在提高烟尘脱硫设备的经济性过程中,气体的混和搅拌技术有着重要的作用。新型气体搅拌混和技术可以大大地提高烟尘脱硫设备的经济效益。Ekato搅拌设备技术公司研制开发的气体搅拌混和系统可以节省设备投资、生产运行和维护保养的费用。对于电站经营者来说,这是非常具有竞争力的。

文/ J?g Kempf博士



在传统的火力发电站中,燃烧烟尘中的氧化硫在湿式过滤设备中经化学反应生成钙基物质而被从气体中**出来;从而减少了酸雨,减少了环境污染。而在湿式烟尘过滤设备的底部,积累下来的钙基物质必须再次被转换成石膏类产品,必须转换成符合建筑业使用要求的石膏产品。为了达到这一目的,在湿式烟尘过滤设备的底部安装了一台气体搅拌混和装置;由它通过气体的混和、搅拌从空气中提供氧化反应所需的氧气;氧化反应后生成的固体石膏应保留在烟尘过滤器的*低层。Ekato搅拌设备技术公司产品研发与应用技术部门的领导层Werner Himmelsbach先生说:?烟尘脱硫设备中,所使用的空气搅拌机功能如何,对脱硫的效果和经济性有着决定性的影响。?

从80年代起,随着人们环保意识的不断增强、有关烟尘排放的法律法规越来越严格,企业中使用的烟尘脱硫设备也越来越多。Ekato公司在烟尘脱硫技术方面研发出了自己的独特产品:带有空气气体搅拌混和系统的搅拌装置??Wingjet系统。它的问世在烟尘脱硫设备中带来了一场**,到2000年时,世界上大约80%的大型热电厂的现代化热电设备中都改换了这种可以对气体进行搅拌混和的烟尘脱硫搅拌设备。气体搅拌混和系统安装在反应塔的一侧,由三个叶片的螺旋桨组成,它所喷出的气流不对沉降过程中的石膏物质发生干扰。

长寿命和高效率

烟尘中悬浮物的沉降在很大程度上取决于烟尘中固体物质的含量和烟尘含量。新型Wingjet气体搅拌混和系统研制开发时的一个目的就是延长设备的使用寿命;而延长烟尘脱硫设备使用寿命的前提条件是改善设备的机械磨损。对此,Himmelsbach先生说:?在经过了一系列详细的研究分析、经过了大量的数字化模拟试验后,*终借鉴了飞机制造业中的经验,找到了合适的解决办法:在先进的Wingjet气体搅拌混和系统中的螺旋桨叶片的顶端设计了一个压力补偿减震块,由它来平衡、补偿空气搅拌系统工作时压力不均衡而带来的震动。?

经过分析研究,Wingjet气体搅拌混和系统在螺旋桨叶片的顶端安装了减震块后大大的减少了螺旋桨工作时的震动,从根本上解决了磨损的问题。螺旋桨的各个叶片是单独浇铸生产的,它们与锻造的叶片轮毂焊接成整体的空气推进螺旋桨。与整体铸造的螺旋桨相比,这种分体铸造螺旋桨的优点在于:可以使用不同的金属材料来制造螺旋桨部件。螺旋桨叶片可利用非常耐磨的上等钢铸造而成,螺旋桨叶片的轮毂则可以采用耐腐蚀的高合金钢材料制造。按照这种方法制造的冷却喷射系统使用寿命长、维护保养费用低。

与钢板制造螺旋桨叶片的工艺技术相比,铸造的螺旋桨叶片有着非常高的形状一致性和扭转角度。从而可以将它的液体动力学效果,即:螺旋桨叶片的输入、输出功率之比提高到一个新的水平。另一个全新的效果是:在氧化反应中有着更好的气流分布。



烟尘脱硫设备的示意图:在提高经济性方面,所使用的气体搅拌混和技术发挥着重要的作用。

这一申请了砖利的Wingjet气体搅拌混和系统带有一个空心毂和三个安装在螺旋桨轴上的、位于螺旋桨叶片前的输气管。空气由空心毂进入,经三个输气管排出。在空心毂与输气管之间的过渡处,形成了无接触的、无磨损的、易于维修保养的空气分配器。空气输气管出口的横截面不垂直于输气管轴线,而是与输气管旋转方向相反的、带有一定角度的斜面,从而在旋转时可以形成负压。负压的数值大于输气管中气流损失的数值,从而可以防止密封处的空气泄漏。输气管的直径是按照螺旋桨叶片*大湍流数据而设计的,从而可以保证有*佳的弥散效果和空气利用率。

节约效果明显

经过这样优化的空气分配器在输入功率相同的情况下有着很高的气体传送效率和很高的空气利用率。在使用这种气体搅拌混和系统之后,减少了空气压缩机在生产和维修费用。尤其是对那些功率达几兆瓦的大型设备中,使用和维修费用的节约更加引人注目。利用这种旋转式空气分配器可以大大的减少气流输送时的损失,每个搅拌设备可以多输送50%的气体。空气分配、输送设备的工作效率可以在设备的生产过程中通过对配备供气系统的检测来确定。

?使用Wingjet技术后可以降低的生产成本、可以节约的费用不能一概而论。这一方面是由于Wingjet气体搅拌混和系统的使用寿命延长了;特别是在处理强力磨损介质的流程工业设备中,这些设备的设计使用寿命都很长,长期的生产费用投资与设备投资之间的比率没有统一的计算平衡方法。另一方面,长期的使用寿命不仅仅是省略了螺旋桨叶片的更换费用,而且也省略了设备停产检修的时间的费用。总之,通过采取这些措施,明显地提高了经济效益。?Himmelsbach先生解释到。

而*大的费用节省还是来自旋转式气体分配器极高的氧化反应能力,采用新型的Wingjet空气分配器的气体搅拌混和系统时,节省了25%的空气搅拌装置,同时还节约了空气输送管道和电气控制设备的投资。由于搅拌设备的数量减少,整个设备的运行费用节约就更大了,可达到65%。从2000年起,在西欧对大型的流程工业设备的空气输送设备进行了现代化改造;这种气体搅拌混和系统的性能也达到了美国标准的要求。一些位于东欧的火力发电站、新建的火力发电厂也纷纷要求改装这种现代化的Wingjet技术设备。在亚洲,尤其是在中国,这种需求也在增加 。

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