一种适用于烟气和粉料混合反应的装置系统技术领域
本发明涉及烟气净化技术领域，具体涉及一种适用于烟气和粉料混合反
应的装置系统。
背景技术
现有的用于粉料与烟气混合反应的装置系统中，存放粉料的储罐在粉料
下落并进行对外输运过程中，粉料容易堆积在罐体底部，特别是易于吸湿的
粉料在受潮后容易结成硬块，使得堆积情况尤为严重。传统方案中对于这一
问题的解决通常采用吹送压缩空气或者机械搅拌来进行疏通，这类方案存在
如下缺点：1)吹送压缩空气的方式短时间内具有一定效果，但是由于压缩空
气中难免会混入水分，长时间持续供气吹送则容易使水分在罐体内累积后与
罐内粉料混合并逐渐为其吸收，从而加剧罐体内的粉料结块情况；2)机械搅
拌方式虽然效果较好，但是其装置结构设计复杂、体积较大、长期运行能耗
高，采用机械搅拌方式的初期投入成本和长期运行成本都较高。
另外，传统装置系统中用于粉料和烟气混合的反应釜内的粉体在循环时
常采用机械式气锁进行循环管道的密闭及粉料输送分配的控制。该结构存在
如下缺点：1)采用密闭效果较好的机械式气锁时，对于气锁的加工及配合精
度要求较高，在粉料结成硬块的情况下容易造成气锁卡死或者加速磨损；2)
采用加工质量和配合精度一般或者较差的机械式气锁时，密闭效果较差，容
易产生漏气现象。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种适用于烟气和粉料混合反应的装置系统，
解决以上技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种适用于烟气和粉料混合反应的装置系统，包括一反应釜，粉料和烟
气在其内腔混合后发生反应，烟气中的有害物质在反应中被清除，其特征在
于，所述反应釜为直立筒状结构的反应釜，其顶部设有用于输入粉料的粉料
入口、其底部设有用于输出粉料的粉料出口、其外壁套设一夹套，夹套的内
壁与反应釜的外壁之间间隔一定距离后形成一供烟气流通的气流腔室，反应
釜内腔通过底部开口联通气流腔室，反应釜侧壁的上部设有便于输入烟气至
反应釜内腔的烟气进口，夹套侧壁的上部设有对外排出反应后的烟气的烟气
出口，含有有害物质的烟气从烟气进口进入反应釜内腔后与其内粉料发生反
应，反应后产生的清洁烟气经由反应釜底部粉料出口排出后流经气流腔室，
最终从烟气出口排出；
夹套底部呈倒立圆锥体的漏斗结构，其漏斗结构的下部开口向下连接一
竖直设置的下料管道，反应釜内未参与反应或者反应不完全的剩余粉料在从
粉料出口排出后下落途中落入下料管道内，下料管道的下方设有一文丘里管，
所述文丘里管的吸附腔入口向上连接所述下料管道，所述文丘里管的进气口
向左联通外部供气管道、出气口向右联通一用于输送粉料的输料管道的一端，
输料管道的另一端经循环管道联通反应釜的顶部，便于，未参与反应或者反
应不完全的剩余粉料重新回到反应釜内继续参与反应。
本发明的工作原理是：文丘里管的进气口通过外部供气管道充入气体后，
因文丘里效应在下料管道内产生向下的管内负压，烟气进口和烟气出口通过
设置流量差后在反应釜内产生方向向上的釜内负压，两个负压与釜内和下料
管道内的粉料自重的综合作用决定粉料的运动方向：1)当管内负压与粉料自
重的综合作用不足以平衡釜内负压的作用时，粉料保持在反应釜和下料管道
内，无法继续掉落；2)当管内负压与粉料自重的综合作用大于釜内负压的作
用时，粉料被吸入文丘里管的吸附腔，再被喷射进入输料管道内，经过循环
管道后再次回到反应釜内继续参与反应。相比较传统采用在下料管道内设置
机械式气锁来限制粉料下落的结构，本发明具有更好的密封性能，也无需担
心因潮湿和粉料结块的情况而造成机械式气锁卡死和磨损的问题。
所述文丘里管通过流量调节阀连接所述外部供气管道，以便通过调节文
丘里管的进气量来控制下料管道内的负压大小。
所述输料管道上设有一粉料输入接口，所述输料管道通过所述粉料输入
接口联通一用于存放粉料的储料罐，以便通过储料罐对反应釜进行及时补料。
所述储料罐的底部呈倒立圆锥体状的漏斗结构，所述储料罐底部的倾斜
内壁上设有向储料罐内输送气流的喷嘴，所述喷嘴连接一间歇性向喷嘴供气
的脉冲供气装置，通过设定间隔时间使脉冲供气装置间歇性工作实现喷嘴向
储料罐内以脉冲方式送气，利用脉冲气流疏松罐体内壁堆积的粉料，并对内
壁上已结块的粉料硬块进行破碎处理。
所述脉冲供气装置采用气动阀。本发明工作前，先调整脉冲供气装置的
工作时间间隔，从而由脉冲供气装置间歇性供气给喷嘴，通过喷嘴向储料罐
内以脉冲方式送气。
所述喷嘴采用喷射角度范围在10度～35度之间的喷嘴，优选采用喷射角
度为15度～25度的喷嘴。
储料罐底部的漏斗结构的内壁上位于同一水平高度设有至少两个所述喷
嘴，且位于同一水平高度的喷嘴均布于储料罐底部内壁后组成一破桥层，用
于对储料罐内的堆积粉体进行疏松和对粉料结块进行破碎；
同一破桥层上的相邻喷嘴之间的间隔距离相等。
所述破桥层设有至少2层。
优选的，所述破桥层设有2层～3层，且相邻的破桥层之间的上下间隔距
离相等。
优选的，任一所述破桥层上的喷嘴数量为3个～5个。
位于同一破桥层上的喷嘴均与同一脉冲供气装置连接，由同一脉冲供气
装置供气，即是说，同一破桥层的工作时间由该层喷嘴连接的脉冲供气装置
的工作时间而定。
上下相邻的破桥层的工作时间间隔相差1秒～3秒，优选间隔差为1.5秒。
所述喷嘴采用如下结构设置于储料罐底部内壁上：任一喷嘴的中心线与
该喷嘴在其所在破桥层的圆周外切线之间的夹角范围为10度～75度，优选为
55度～70度；任一喷嘴的中心线与水平面的夹角范围为15度～35度，优选
30度。
竖直方向上，上下相邻破桥层之间的距离相等。
上下相邻破桥层上设置的喷嘴数量和相邻喷嘴之间间隔距离均一致，上
下相邻的破桥层为错位分布，即是说，位于下方的任一破桥层上的任一喷嘴
的设置位置相对于其上方破桥层上对应的喷嘴的设置位置顺时针或者逆时针
转过一特定角度，转过角度的范围在40度～130度，优选45度～120度。
本发明通过将破桥层进行错位分布，配合喷嘴在每一破桥层上的设置角
度，实现了喷嘴工作时在储料罐内创造一螺旋气流环境来实现破桥效果，以
便通过螺旋气流实现搅拌棒的效果来对堆积和结块的粉料进行疏导，不仅可
以起到更好的粉碎和疏松效果，还可以有效减少喷嘴的作用盲区。
本发明使用时，根据需要对脉冲供气装置的通电周期进行设定后实现对
喷嘴的间歇性供气，喷嘴喷向储料罐内腔的气流形成的螺旋形气流后不仅在
减少用气量的基础上确保了破桥效果，而且有助于提高脉冲供气装置的使用
寿命，增加系统的可靠性，还能避免持续供气导致的粉料在罐内起泡的问题。
所述储料罐与所述输料管道的连接处设有一计量螺旋输送机，其入口向
上联通储料罐内腔、出口向下联通输料管道，储料罐内的粉料下落时先流经
计量螺旋输送机，再被计量螺旋输送机主动地送至输料管道内，这一过程中，
粉料的通过流量被准确测得，便于控制储料罐的补料量和补料时机。
所述储料罐与所述计量螺旋输送机之间设有一阀门，用于控制储料罐的
开闭，所述阀门优选采用电磁阀。
有益效果：由于采用上述技术方案，本发明相比较传统烟气粉料反应装
置系统具有如下优点：
1)控制负压量来控制反应釜内的粉料下落，避免了机械气锁寿命
短、易堵塞、易被水汽腐蚀后产生锈蚀的问题；
2)文丘里管产生的气锁效果在精度和密封性上优于传统机械气锁；
3)利用间歇性向储料罐内送气来形成螺旋气流的破桥效果确保粉
料在罐内不易堆积结块，确保储料罐的储料质量和输送效果。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1的局部结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了
解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
参照图1，一种适用于烟气和粉料混合反应的装置系统，包括一直立筒状
结构的反应釜1，其顶部设有粉料入口、底部设有粉料出口、外壁套设夹套，
夹套的内壁与反应釜1的外壁之间间隔一定距离后形成供烟气流通的气流腔
室2，反应釜内腔通过底部开口联通气流腔室2，反应釜侧壁的上部设有烟气
进口101，夹套侧壁的上部设有烟气出口201。未经处理的含有有害物质的烟
气自烟气进口101输入反应釜1内腔，经过与其中的粉料混合发生反应，烟
气中的有害物质在反应中被清除，处理后的洁净烟气经反应釜底部开口流经
气流腔室2，再从烟气出口201排放。夹套底部呈倒立圆锥体的漏斗结构，其
漏斗结构的下部开口向下连接竖直设置的下料管道3。下料管道3的下方设有
文丘里管4，文丘里管4的吸附腔入口向上连接下料管道3，文丘里管4的进
气口向左通过流量调节阀501连接外部供气管道5、出气口向右联通用于输送
粉料的输料管道6的一端，输料管道6的另一端经循环管道联通反应釜1的
顶部。部分未参与反应或者未反应完全的粉料在洁净烟气从反应釜1向气流
腔室2输送过程中掉落并集中到夹套底部再掉入下料管道3中。输料管道6
通过其上的粉料输入接口联通用于存放粉料的储料罐7，以便通过储料罐7、
输料管道6、循环管道对反应釜1进行及时补料。输料管道6与储料罐7之间
设有计量螺旋输送机9，计量螺旋输送机9与储料罐7之间设有启闭储料罐输
出通道的阀门601，阀门601优选采用电磁阀。未参与反应或者反应不完全的
剩余粉料经过输料管道6和循环管道重新回到反应釜1内继续参与反应，在
粉料循环输运过程中，储料罐7的补充粉料被计量螺旋输送机9送入输料管
道6内，与未参与反应或者反应不完全的剩余粉料混在一起进入反应釜1内
参与下一轮烟气粉料反应。
本发明的工作原理是：文丘里管的进气口通过外部供气管道充入气体后，
因文丘里效应在下料管道内产生向下的管内负压，烟气进口和烟气出口通过
设置流量差后在反应釜内产生方向向上的釜内负压，两个负压与釜内和下料
管道内的粉料自重的综合作用决定粉料的运动方向：1)当管内负压与粉料自
重的综合作用不足以平衡釜内负压的作用时，粉料保持在反应釜和下料管道
内，无法继续掉落；2)当管内负压与粉料自重的综合作用大于釜内负压的作
用时，粉料被吸入文丘里管的吸附腔，再被喷射进入输料管道内，经过循环
管道后再次回到反应釜内继续参与反应。相比较传统采用在下料管道内设置
机械式气锁来限制粉料下落的结构，本发明具有更好的密封性能，也无需担
心因潮湿和粉料结块的情况而造成机械式气锁卡死和磨损的问题。
储料罐7的底部呈倒立圆锥体状的漏斗结构，其倾斜内壁上设有向储料
罐内腔输送气流的喷嘴8，喷嘴8连接一间歇性向喷嘴8供气的脉冲供气装置，
脉冲供气装置采用气动阀。本发明工作前，先调整脉冲供气装置的工作时间
间隔，从而由脉冲供气装置间歇性供气给喷嘴8，通过喷嘴8向储料罐内以脉
冲方式送气，利用脉冲气流疏松罐体内壁堆积的粉料，并对内壁上已结块的
粉料硬块进行破碎处理。喷嘴8的喷射角度范围在10度～35度之间，优选采
用喷射角度为15度～25度的喷嘴。储料罐底部的漏斗结构的内壁上位于同一
水平高度设有至少两个喷嘴8，且位于同一水平高度的喷嘴8均布于储料罐底
部内壁后组成一破桥层，用于对储料罐7内的堆积粉体进行疏松和对粉料结
块进行破碎；同一破桥层上的相邻喷嘴8之间的间隔距离相等。破桥层设有
至少2层。优选的，破桥层设有2层～3层，且相邻的破桥层之间的上下间隔
距离相等。优选的，任一破桥层上的喷嘴8数量为3个～5个。位于同一破桥
层上的喷嘴8均与同一脉冲供气装置连接，由同一脉冲供气装置供气，即是
说，同一破桥层的工作时间由该层喷嘴8连接的脉冲供气装置的工作时间而
定。上下相邻的破桥层的工作时间间隔相差1秒～3秒，优选间隔差为1.5秒。
参照图2，喷嘴8采用如下结构设置于储料罐底部内壁上：任一喷嘴8的
中心线与该喷嘴8在其所在破桥层的圆周外切线之间的夹角范围为10度～75
度，优选为55度～70度；任一喷嘴8的中心线与水平面的夹角范围为15度～
35度，优选30度。竖直方向上，上下相邻破桥层之间的距离相等。上下相邻
破桥层上设置的喷嘴8数量和相邻喷嘴8之间间隔距离均一致，上下相邻的
破桥层为错位分布，即是说，位于下方的任一破桥层上的任一喷嘴8的设置
位置相对于其上方破桥层上对应的喷嘴8的设置位置顺时针或者逆时针转过
一特定角度，转过角度的范围在40度～130度，优选45度～120度。通过将
破桥层进行错位分布，配合喷嘴8在每一破桥层上的设置角度，实现了喷嘴8
工作时在储料罐7内创造螺旋气流环境来实现破桥效果，以便通过螺旋气流
实现搅拌棒的效果来对堆积和结块的粉料进行疏导，不仅可以起到更好的粉
碎和疏松效果，还可以有效减少喷嘴的作用盲区。
本发明使用时，根据需要对脉冲供气装置的通电周期进行设定后实现对
喷嘴的间歇性供气，喷嘴喷向储料罐内腔的气流形成的螺旋形气流后不仅在
减少用气量的基础上确保了破桥效果，而且有助于提高脉冲供气装置的使用
寿命，增加系统的可靠性，还能避免持续供气导致的粉料在罐内起泡的问题。
上述内容显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和
说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提
下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发
明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。