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活性炭喷射器 应用、设计、制造和安装

发布时间:2016-3-11
活性炭喷射器应用、设计、制造和安装

摘要:活性炭喷射器,通过螺旋电子称和风机工作,实现气流输送活性炭的现场控制。通过专用风机往活性炭喷射器内鼓风,高速流动空气在活性炭喷射器喉部产生负压,供给的活性炭被吸入,经活性炭喷射器从入口喷入烟道,并通过强烈的湍流与烟气均匀混合,对烟道中的烟气净化处理,以达到排放标准。活性炭喷射器专为吸附烟气中的重金属和二噁英、呋喃等污染物而设计的工程装置。

关键词:
活性炭喷射器、应用、设计、制造、安装

1、概述
我国大部分火电厂面临着加强控制SO2和NOX排放问题。目前限制推广脱硫脱氮技术的主要因素是初投资大、运行费用高、治污产物利用难、存在一定程度的二次污染。活性炭吸附法脱硫脱氮技术具有能够实现治污产物资源化利用脱硫脱氮效率高等优点被认为是一种有发展前景的脱硫脱氮技术。在各种烟气治理方法中活性炭吸附法是唯一一种能脱除烟气中每一种杂质的方法,其中包括SO2、氮氧化物、烟尘粒子、汞、二恶英、呋喃、重金属、挥发分有机物及其他微量元素。发展此类烟气脱硫脱氮技术有效控制我国燃煤SO2和NOX排放,对于国民经济的可持续性发展意义重大。
2、工作原理
活性炭喷射器是一种文丘里结构形式,通过压缩空气或风机在一定的压力下产生很高的风速,从而形成一定的负压,将活性炭卷吸入喷射器管道中,从扩散管中高速喷出,输送到一定距离和高度的烟道中,将活性炭均匀地喷射分布到烟气管道截面中,有利于活性炭和烟气的充分反应和吸收。
3、活性炭喷射器的结构
活性炭喷射器是一种气相和固相混合输送的特殊文氏管,设备结构上设计有可调喷嘴、加料斗装置、吸入口、扩散管组成。见喷射器结构工艺图。
一般在整个工艺装置中另外配套有螺杆输送秤、离心风机、料仓、自动秤重装置及电器自控装置,实现整个输送工艺的定量给料、定量输送、定时输送、故障自动报警等功能。
3、活性炭喷射器的设计
活性炭喷射器是一种稀相气力输送设备,从原理上需要知道以下几个工艺参数后按稀相气力输送进行设计。
风机的参数:风量(Nm3/min)、风压(KPa);
活性炭参数:输送量(Kg/h)、活性炭颗料大小(一般为200目)、堆积密度(Kg/m3);
输送距离:水平距离(m)、提升高度(m)、通过多少个弯头及变径管;
由以上参数确定输送比:u,活性炭和空气的重量比;
由公式计算活性炭的悬浮速度:Vt=d2s(ρs-ρf)g/18µf
由公式计算设备的经济流速:uf=Kl*(ρs/1000)0.5+Kd*Lt
Vt——悬浮速度(m/s)
ds——输送物料的当量球径(m)
ρs——输送物料的堆积密度,(Kg/m3)
ρf——工作气体的密度,(Kg/m3)
µf——工作气体的粘度,(pa.s)
uf——气体流速,(m/s)
Lt——输送距离,(m)
Kl——输送物料的粒度系数
Kd——输送物料的特性系数
4、活性炭喷射器的制造
4.1活性炭喷射器喷嘴的制造
喷射器的喷嘴是一个圆锥形喷口,在制造中要保证喷嘴的圆锥度;一般要先粗车后精车,并且保证喷嘴的同心度,在一个基准面上一次加工成形。由于喷嘴的气流速成度达到音速,很容易产生磨损在结构上要有一个特殊工艺要求;
■在喷嘴的出口段制造时要有3-5mm的直段,保证要有一定的使用时间,增加其耐用度。
■喷嘴的材质分碳钢和不锈钢二种;在喷嘴上要进行必要的热处理。
碳钢喷嘴我们进行渗碳淬火处理,渗碳深5-8mm,淬火硬度为45-52HRC。
不锈钢要进行渗氮处理,渗氮深度2-4mm。
4.2活性炭加料管的制造
活性炭的加料管一般都规格不大,如采用直角三通形式焊接,活性炭的下料容腔较小,不利于活性炭的吸入和喷出;在制作时我们采用下料管和喷射腔进行斜30°斜接管,增加了下料面积。
4.3下料腔底板的制作
活性炭喷射器的下料腔比喷嘴和扩散管相对大,有一定的容积存在,有利于活性炭的下料,但也不利于活性炭的全部喷射出来,通过喷嘴和接受管的锥形,我们设计一个类似于硫化板的工艺板,按活性炭的流向设计在喷嘴和接受室间。
4.4扩散管的制作
扩散管是起到喷射和提升压力的零件,必需和喷嘴保证同心度;通过前后工艺法兰制作同心工装,在组焊时确保同心时焊接,同时焊接后固定3-4h后折除工装,消除焊接引力产生的误差。
扩散管同样要进行耐磨的热处理要求,工艺同喷嘴一样。
5、活性炭喷射器的安装
活性炭喷射器是由喷嘴和接受室,扩散管组成的一个整体设备。进出口为法兰联接,方便简单。但本设备的喷嘴为可调结构,通过调节喷嘴的伸出长度,改变喷嘴距(喷嘴和喉管入口之间的距离),从而改变负压的大小,实现喷射量的微调。本设备的喉嘴距为可调式,通过喷管的调节手把螺纹的旋动,调节前后距离,调整喷嘴距。合适后用压紧螺母压紧,一般喷嘴出口端面到接受室垂直时负压为最大。如下图所示。

结束语
活性炭喷射器能够实现定时、定量、均匀地向烟道内喷射活性炭。当活性炭混合气体进入烟道时,能以一定的气速通过强烈的湍流与烟气来实
现均匀混合,有效地吸附烟气中的杂质。该装置易于控制、工作稳定,已用于垃圾处理工程设计中,也可用于具有一定喷速的微量粉末物料喷射场所。
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