專利名稱：節能型蒸汽引射消化氧化輸送一體化裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及物料輸送設備技術領域，特別適合應用于大氣環境污染治理中鍋爐煙氣脫硫技術領域，是一種節能型蒸汽引射消化氧化輸送一體化裝置。
背景技術：
目前，國內外固體粉料短距離的輸送方式有三種機械輸送(采用斗提機、埋刮板機、螺旋給料機、皮帶機等)；水利輸送；氣力輸送。機械輸送屬最經典的粉料輸送方式，由于其能耗低(一般是氣力輸送的50％)而被許多部門所采用，但由于其泄漏、磨損、噪聲、維修量大的缺點，目前在許多行業正逐步被被氣力輸送技術和設備所代替；水利輸送由于其輸送介質的原因受到極大限制，同時由于水資源緊缺的原因，只在一定的范圍內應用。氣力輸送一般采用羅茨風機或空氣壓縮機所產生的中高壓氣體作為氣源，電耗較高，但這種輸送方式維修量小、安靜、衛生、易自控，而被越來越多的企業所采用，但由于其能耗較高，使一些企業仍采用機械輸送。
噴射器是利用高能流體介質對低能流體進行引射增壓或加速的裝置。具有提高流體壓力而不直接消耗機械能的特點。在噴射器中，不同的兩股氣體相互混合，并發生能量交換，以形成一股居中壓力的混合氣體。所以采用它比采用機械的增壓設備(壓縮機、泵、鼓風機和引風機)簡單而可靠；此外，噴射器可與各種設備相聯接，系統簡單；制造也不復雜，鑒于此，目前國內外在動力、冶金、石油化工、建筑、制冷、電站及農業領域，噴射器獲得愈來愈廣泛應用。
引射器是噴射器的一種，其利用一種氣體引射另一種氣體，實現兩種氣體的混合并達到一定的氣體混合狀態。它可用于氣體的引射、制冷、抽真空等眾多用途，應用于電力、冶金、食品等許多工業領域，例如，電廠中汽輪機中把空氣從冷凝器中抽走、氣體噴燃器；噴氣式飛機隱射增壓器，對飛機發動機增壓、增推、降溫、提高紅外隱身性能發揮關鍵作用。
發明內容
本發明的目的是提供節能型蒸汽引射消化氧化輸送一體化裝置，其結構簡單、設備加工費用較低、運行費用較低、維修維護工作量極少、消化氧化輸送效果較好；它可用于電廠、水泥廠、煤廠、化工廠、冶金廠等部門的脫硫灰、粉煤灰、石灰粉、石灰石粉、煤粉、水泥生料等粒徑在10mm以下的粉料輸送，特別適合應用于大氣環境污染治理中鍋爐煙氣脫硫及各種工業和電站鍋爐的煙氣脫硫方面脫硫劑和脫硫灰的輸送，同時達到脫硫灰(劑)消化氧化的目的。
為實現上述目的，本發明采取以下設計方案一種節能型蒸汽引射消化氧化輸送一體化裝置，其特征在于它包括一個輸送器和一個引射器；所述的輸送器包括一個水平輸入管和一個與該水平輸入管相通的水平輸出管，在水平輸入管和水平輸出管之間的上部連通一個物料吸入管；所述的引射器包括有混合氣管、錐形管、固定管、噴嘴、蒸汽輸入管；所述的混合氣管插入輸送器的水平輸入管內，該混合氣管的前端設置在物料吸入管內的下部，該混合氣管的后端伸出水平輸入管的后部，并與錐形管的前端連接，該錐形管的后端與固定管的前端連接，該固定管的后端內設有固定支架，在該固定支架的中部穿入連接有一根蒸汽輸入管，在該蒸汽輸入管的前端連接有噴嘴。
所述的固定支架包括有一個帶有內螺紋的中心環套，在中心環套的四周連接有支桿，所述的蒸汽輸入管與固定支架的中心環套是螺紋連接；所述的蒸汽輸入管的前端與噴嘴是螺紋連接。
在水平輸入管內的混合氣管上設置有前支撐盤和后支撐盤，在水平輸入管的端口處設置有端蓋，所述的混合氣管由端蓋中部插入輸送器內。
本節能型蒸汽引射消化氧化輸送一體化裝置，采用噴氣式航空器引射原理，利用蒸汽具有壓力溫度濕度的特點將其作為第一氣體動力源，在本引射器中，采用引射原理將空氣(或煙氣)吸進引射器的錐形管和混合氣管內；利用蒸汽具有較高溫度的特點，將蒸汽溫度傳給空氣(或煙氣)并使其膨脹，膨脹后的空氣(或煙氣)產生新的推動力，作為第二氣體動力源從混合氣管的前端噴出，在輸送器中產生負壓，利用產生的負壓將物料吸入，利用混合氣體的高速，達到輸送粉料原料的目的；利用蒸汽與CaO的快速反應達到CaO消化為Ca(OH)2的目的，利用混合氣體中的高溫空氣蒸汽混合氣與CaSO3反應達到氧化的目的。
在干法、半干法脫除二氧化硫工藝系統中，設置有脫硫劑(CaO)消化器，通過噴水將CaO變成Ca(OH)2，以提高脫硫效率。采用本節能型蒸汽引射消化氧化輸送一體化裝置輸送脫硫劑(CaO)時，由于蒸汽中含有水，可以在輸送過程當中將CaO變成Ca(OH)2，將傳統的消化、氧化、輸送三個工藝環節合并為一個環節，降低了工程投資。由于混合氣中含有O2，在輸送過程中使CaSO3氧化為CaSO4。
在干法、半干法脫硫工藝的氣固反應過程中，脫硫劑(CaO)利用率比較低，因此需要大量的脫硫灰輸送至脫硫塔內，以提高脫硫劑(CaO)利用率。在脫硫灰中除未被利用的CaO外，主要成分是粉煤灰，粉煤灰中成分雖然變化較大，但總體上鈣、鎂、鉀、鈉等堿性氯化物平均含量在10％以上。粉煤灰中堿性物質是在鍋爐爐膛的高溫下燒成的，屬于過燒堿性物質，如CaO，未過燒的CaO在水中很快生成Ca(OH)2，而過燒CaO在水中需要30～50分鐘才能生成Ca(OH)2，必須要快速激活粉煤灰中過燒堿性物質和脫硫劑中過燒CaO的活性，才能有效地降低脫硫劑的用量。而脫硫灰中的堿性氧化物要在高溫下(100℃以上)才能被活化，形成堿性氫氧化物，使得脫硫灰中的堿性物質得到充分利用；利用CaSO3在有氧條件下，可氧化為CaSO4(石膏)的原理，在采用本發明裝置進行脫硫灰的輸送時，可達到此目的，解決目前的脫硫灰氧化的難題。
在輸送脫硫劑或者脫硫灰的過程中，CaO生成Ca(OH)2為發生放熱反應，產生的熱量被混合氣體吸收，氣體又獲得能量，進一步膨脹，增強了混合氣體的輸送能力。
用蒸汽與空氣的混合氣輸送脫硫劑、脫硫灰(粉煤灰)的同時發生如下反應
從上述反應可知，在蒸汽混合氣條件下，粉煤灰中釋放出以鈣為主的許多堿性物質，這些堿性物質與煙氣中SO2迅速發生反應，生成亞硫酸鹽，因此在脫硫過程中具有實際意義，可提高脫硫效果。
本發明的優點(1)、經濟合算現有氣力輸送的氣源多為高壓風機、羅茨風機產生的壓縮氣體，設備投資比較高，由于現場的工作環境比較惡劣，高壓風機、羅茨風機的日常維護和檢修成為了一項比較重要的工作，電力消耗也是輸送系統的主要運行成本；而節能型蒸汽引射消化氧化輸送一體化裝置使用的是二次能源——蒸汽，引射的介質是沒有成本的空氣(或煙氣)，混合后作為氣力輸送的氣源，不僅降低了設備投資，還減少了電力消耗和設備維護維修工作。
(2)、提高了鈣的利用率在混合氣作用下，通過使CaO特別是過燒CaO變成Ca(OH)2，激活了脫硫灰中的堿性物質，脫硫劑及脫硫灰中過燒堿性金屬氧化物(鈣、鎂、鐵、鈉、鉀、鈦)都轉化成對應的氫氧化物，提高了Ca的利用率，降低了鈣硫比。
(3)、由于粉煤灰是燃煤鍋爐的廢棄物，因此將其用于煙氣脫硫將在經濟效益和環境效益上都具有吸引力。
(4)、由于干法、半干法脫硫灰中含有大量的化學性質不穩定的CaSO3，使其應用受到限制，采用本發明的輸送設備時，使CaSO3在輸送過程中得到氧化，生成化學性質穩定的CaSO4，使得干法、半干法脫硫灰可以直接用于建材、水泥行業。
(5)、節能型蒸汽引射消化氧化輸送一體化裝置的輸送氣源是蒸汽與空氣的混合氣體，含有一定量的水，在物料的輸送過程中增加了煙氣的濕度，提高了粉塵導電性能、降低了煙溫，對改善煙塵的比電阻，提高除塵器除塵效率有明顯作用。
圖1是本發明的結構示意2是本發明的輸送器結構示意3是本發明的端蓋結構示意4是本發明的混合氣管、錐形管、固定管連接結構示意5是本發明的混合氣管結構示意6是本發明的錐形管結構示意7是本發明的固定管和固定支架結構示意8是圖7左視示意9是本連接管示意10是本發明的噴嘴結構示意11是圖10左視示意12是本發明的蒸汽輸入管結構示意圖
具體實施例方式
參見圖1～圖12所示一種節能型蒸汽引射消化氧化輸送一體化裝置，它包括有一個輸送器2和一個引射器5；所述的輸送器2包括有一個水平輸入管4和一個與該水平輸入管相通的水平輸出管1，在水平輸入管和水平輸出管之間的上部連通有一個物料吸入管3；所述的引射器5包括有混合氣管14、錐形管10、固定管9、噴嘴6、蒸汽輸入管8；所述的混合氣管14插入輸送器的水平輸入管4內，該混合氣管14的前端設置在物料吸入管3內的下部，該混合氣管14的后端伸出水平輸入管4的后部，并與錐形管10的前端連接，該錐形管10的后端與固定管9的前端連接，該固定管9的后端內設有固定支架7，在該固定支架7的中部穿入連接有一根蒸汽輸入管8，在該蒸汽輸入管8的前端連接有噴嘴6。在固定管9的后端焊接有連接管，用于吸入空氣(或煙氣)。
所述的固定支架7包括有一個帶有內螺紋的中心環套15，在中心環套的四周連接有支桿16，所述的蒸汽輸入管8與固定支架的中心環套是螺紋連接；所述的蒸汽輸入管8的前端與噴嘴6是螺紋連接。
在水平輸入管內的混合氣管上設置有前支撐盤13和后支撐盤12，在水平輸入管4的端口處設置有端蓋11，所述的混合氣管14由端蓋中部插入輸送器2內。
蒸汽經過噴嘴壓縮時，增大流速、增大壓力；通過噴嘴后形成負壓，將周圍的空氣(或煙氣)吸入，形成混合氣體；蒸汽將熱量傳遞給空氣(或煙氣)，使其加熱膨脹，形成輸送的氣力源，從混合氣管輸出，形成負壓，將輸送器上部下來的物料從輸出管輸出，輸送至指定的地點。
蒸汽溫度為100℃～3000℃，蒸汽壓力4-35kg/cm2。輸送距離在0～500m，輸送高度在0～50m。
輸送物料為粒徑小于10mm的固體粉料。
本節能型蒸汽引射空氣輸送裝置替代羅茨風機和直接用蒸汽輸送經濟分析以輸送450t/h的脫硫劑灰為例，采用節能型蒸汽引射空氣輸送裝置替代羅茨風機作為動力源，需耗蒸汽約2.7t/h(按輸送30t/h用蒸汽0.18t/h)，折合148.5元；若采用羅茨風機輸送，需4臺75KW的電機總電功率為300KW；同時為了保證脫硫效率，需添加生石灰消化系統(包括石灰消化器，水泵、循環水泵、輸送風機、給料機、熟石灰儲罐、布袋除塵器等)，電力消耗約122.5KW，總電力消耗約422.5KW，折合169元；需耗水0.3t/h，折合0.3元，共計169.3元；若采用蒸汽輸送，蒸汽消耗約12t/h，每噸蒸汽按55元計算，折合660元，同時節約設備投資約170萬元，每年節省設備維修費約2.625萬元。經濟和節能效果顯。詳細經濟情況見表2。
表1不同輸送方式經濟性比較 縱上所述，當本發明用蒸汽混合煙氣脫硫，并輸送脫硫灰時，能達到脫硫灰消化氧化的目的；當用壓縮空氣代替蒸汽時，可以直接輸送粉煤灰、石灰粉、石灰石粉、煤粉等粒徑在10mm以下的粉料，使設備加工費用降低、運行費用降低、維修維護工作量減少。
權利要求
1.一種節能型蒸汽引射消化氧化輸送一體化裝置，其特征在于它包括有一個輸送器(2)和一個引射器(5)；所述的輸送器(2)包括有一個水平輸入管(4)和一個與該水平輸入管相通的水平輸出管(1)，在水平輸入管和水平輸出管之間的上部連通有一個物料吸入管(3)；所述的引射器(5)包括有混合氣管(14)、錐形管(10)、固定管(9)、噴嘴(6)、蒸汽輸入管(8)；所述的混合氣管(14)插入輸送器的水平輸入管(4)內，該混合氣管(14)的前端設置在物料吸入管(3)內的下部，該混合氣管(14)的后端伸出水平輸入管(4)的后部，并與錐形管(10)的前端連接，該錐形管(10)的后端與固定管(9)的前端連接，該固定管(9)的后端內設有固定支架(7)，在該固定支架(7)的中部穿入連接有一根蒸汽輸入管(8)，在該蒸汽輸入管(8)的前端連接有噴嘴(6)。
2.根據權利要求1所述的節能型蒸汽引射消化氧化輸送一體化裝置，其特征在于所述的固定支架(7)包括有一個帶有內螺紋的中心環套(15)，在中心環套的四周連接有支桿(16)，所述的蒸汽輸入管(8)與固定支架的中心環套是螺紋連接；所述的蒸汽輸入管(8)的前端與噴嘴(6)是螺紋連接。
3.根據權利要求1所述的節能型蒸汽引射消化氧化輸送一體化裝置，其特征在于在水平輸入管內的混合氣管上設置有前支撐盤(13)和后支撐盤(12)，在水平輸入管(4)的端口處設置有端蓋(11)，所述的混合氣管(14)由端蓋中部插入輸送器(2)內。
全文摘要
一種節能型蒸汽引射消化氧化輸送一體化裝置，它包括有一個輸送器和一個引射器；所述的輸送器包括有一個水平輸入管和一個與該水平輸入管相通的水平輸出管，在水平輸入管和水平輸出管之間的上部連通有一個物料吸入器；所述的引射器包括有混合氣管、錐形管、固定管、噴嘴、蒸汽輸入管；本發明結構簡單、設備加工費用較低、運行費用較低、維修維護工作量極少、消化氧化輸送效果較好；它用于電廠、水泥廠、煤廠、化工廠、冶金廠等部門的脫硫灰、粉煤灰、石灰粉、石灰石粉、煤粉等粒徑在10mm以下的粉料輸送，特別適合應用于大氣環境污染治理中鍋爐煙氣脫硫，適用于各種工業和電站鍋爐的煙氣脫硫方面脫硫劑和脫硫灰的輸送，并能達到脫硫灰消化氧化的目的。
文檔編號B65G53/04GK1919424SQ200610112458
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月18日 優先權日2006年8月18日
發明者張凡, 田剛 申請人:中國環境科學研究院