一种烟气动力式湿法脱硫超声波雾化装置及其应用 技术领域 本发明用于火力发电厂湿法烟气脱硫系统喷淋塔喷雾中， 具体是指一种烟气动力 式湿法脱硫超声波雾化装置及其应用。
背景技术 随着湿式烟气脱硫技术的发展与广泛应用， 脱硫介质的高效雾化一直是人们关注 的焦点。 目前常用的雾化方式有机械雾化、 介质雾化 ( 蒸汽或空气等 )、 机械 + 介质雾化、 气 泡雾化等， 探索开发更高效、 更经济、 更适用的雾化技术成为提高脱硫效率， 降低脱硫成本 的重要课题。利用超声波技术雾化就是其中之一。20 世纪 80 年代末、 90 年代初以来， 超声 雾化作为一项新型雾化技术逐渐引起人们的关注。研究结果表明 ： 超声波雾化性能一般要 优于其它类型雾化器， 其雾化粒径较小 ( 在 100μm 以下 )， 雾化液滴的均匀性较好。因此， 采用超声波雾化器， 可以提高介质雾化效率， 降低投资成本、 操作维护成本和能源消耗等效 果。
超声波雾化喷嘴主要有两种形式 ： 电动式和流体动力式。电动式雾化喷嘴是采用 电动超声波发生器实现雾化的 ； 流体动力式雾化喷嘴是通过流体高速流动在共振腔中产生 超声波而雾化的。其原理是液体在流到喷嘴的过程中， 受表面张力和黏性力的作用形成一 层薄膜， 在超声波的振动作用下破裂而被雾化。 流体动力式喷嘴上装有超声波发生器， 当高 速流体从喷嘴喷出时， 流体的冲力会激发超声波发生器的共振腔振动产生超声波， 使液体 在超声波的作用下发生振动而被雾化。 随着超声波频率的增加， 雾化液滴越来越细， 一般超 声波的振动频率作用下可获得微米级的液滴。高强度声波的频率一般为 10 ～ 14kHz。由 于这种喷嘴的工作压力较宽， 气流在亚声速条件下， 都可以得到较高的声压， 且雾化处理量 大、 结构简单、 工作可靠、 成本较低， 具有较好的应用前景。
目前脱硫喷淋塔中一般采用机械雾化喷嘴， 此类喷嘴雾化效果较差， 需要通过浆 液循环泵反复抽取浆液雾化以提高浆液的利用率， 且脱硫装置所需喷嘴数目较多， 因此脱 硫成本比较高。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点和不足， 本发明的目的在于提供一种雾化性能好， 脱硫效率高的新型烟气动力式湿法脱硫超声波雾化装置。
本发明的另一目的在于提供上述烟气动力式湿法脱硫超声波雾化装置的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现 ： 一种烟气动力式湿法脱硫超声波雾化装 置， 包括喷嘴本体和共振腔， 共振腔通过中心杆设置于喷嘴本体的前端， 所述喷嘴本体包括 烟气通道、 浆液通道， 所述浆液通道套设于烟气通道的外部， 所述烟气通道的出口为文丘里 管。
所述浆液通道的出口为锥形收缩口。
所述浆液通道设置有浆液接头、 冲洗接头， 所述冲洗接头的轴线与浆液通道的轴线呈 45 度夹角。所述浆液接头、 冲洗接头之间的夹角为 40 度～ 50 度。
所述共振腔与中心杆为转动连接。
所述中心杆的一端伸入文丘里管的出口内， 中心杆的中部通过支撑架与喷嘴本体 固定连接。
所述喷嘴本体为碳化硅合成材料。
所述中心杆的轴线与烟气通道的轴线同轴， 所述共振腔为环状凹槽。
所述烟气通道的内径为 10mm， 文丘里管出口末端的内径为 5mm， 所述浆液通道与 烟气通道之间的间隔距离为 5mm， 所述烟气通道、 浆液通道的壁厚为 2mm， 所述喷嘴本体的 总长度为 147.5mm。
上述烟气动力式湿法脱硫超声波雾化装置的应用， 可用于火力发电厂湿法烟气脱 硫系统喷淋塔喷雾中。
相对于现有技术， 本发明具有以下优点与有益效果 ：
(1) 本发明烟气动力式湿法脱硫超声波雾化装置， 利用锅炉尾部排出的烟气作为 介质， 其优势在于利用原本需要脱硫的烟气作为介质， 不但有利于烟气介质的脱硫， 同时避 免了因引入其他介质使脱硫系统烟气量增大而引起风机电耗增大等负面影响 ； (2) 本发明的喷嘴本体包括烟气通道、 浆液通道。 该浆液通道套设于烟气通道的外 部， 烟气通道采用文丘里管， 烟气在文丘里管出口处达到超声速， 且与浆液在浆液通道出口 处混合并带动浆液沿中心杆传送到共振腔中共振产生超声波， 从而实现超声波雾化， 这种 结构可以改善浆液雾化性能， 提高脱硫效率 ；
(3) 本发明浆液通道设置有浆液接头和冲洗接头， 浆液接头的轴线与浆液通道的 轴线呈 45 度夹角， 浆液沿着浆液接头切向螺旋式进入， 可以有效避免浆液颗粒对烟气通道 外壁的冲刷磨损， 又避免浆液在浆液通道内可能出现的流动死区导致浆液停留或堵塞， 通 过冲洗接引入冲洗水， 可以定期对浆液通道进行冲洗， 防止浆液通道堵塞 ；
(4) 在烟气通道、 浆液通道的入口设置有滤网， 可防止大颗粒及异物进入通道内发 生通道堵塞现象 ；
(5) 本发明结构简单， 工作稳定， 将本发明应用于脱硫系统中， 不仅可以减少喷嘴 安装数量， 而且还可减少浆液在脱硫喷淋塔内的循环次数， 最终可以降低投资、 操作维护、 脱硫的成本， 而且减少了能源消耗。 本发明结构简单紧凑、 布局合理、 成本低廉， 便于推广应 用。
附图说明 图 1 是本发明烟气动力式湿法脱硫超声波雾化装置结构示意图。
图 2 是本发明烟气动力式湿法脱硫超声波雾化装置尾部 ( 烟气通道入口端 ) 的侧 面结构示意图。
图 3 是图 1 中的喷嘴本体与中心杆、 条形支撑架位置关系的侧面结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述， 但本发明的实施方式不限 于此。实施例
如图 1 所示， 本发明烟气动力式湿法脱硫超声波雾化装置， 包括喷嘴本体 4 和共振 腔 7， 共振腔 7 通过中心杆 6 设置于喷嘴本体 4 的前端， 所述喷嘴本体 4 包括烟气通道 9、 浆 液通道 10， 浆液是指石灰石浆液， 该烟气通道 9 和浆液通道 10 为圆筒形管状结构， 浆液通道 10 套设于烟气通道 9 的外部， 浆液通道 10 与烟气通道 9 之间的间隔距离大约为 5mm， 所述 烟气通道 9 的出口为文丘里管 5， 采用文丘里管 5 可以降低烟气在烟气通道 9 中的阻力， 并 使烟气充分扩展达到超声速。所述浆液通道 10 的出口 11 为锥形收缩口， 所述中心杆 6 的 一端伸入文丘里管 5 的出口内， 中心杆 6 的中部通过条形支撑架 8 与喷嘴本体 4 固定连接。 所述烟气通道 9 的内径为 10mm， 文丘里管 5 出口末端的内径大约为 5mm， 所述烟气通道 9、 浆 液通道 10 的壁厚为 2mm， 所述喷嘴本体 4 的总长度大约为 147.5mm。
图 2 是本发明烟气动力式湿法脱硫超声波雾化装置尾部 ( 烟气通道入口端 ) 的侧 面结构示意图。所述浆液接头的轴线与浆液通道的轴线呈 45 度～ 50 度夹角， 所述浆液接 头、 冲洗接头之间的夹角为 40 度～ 50 度。
图 3 是图 1 中的喷嘴本体 4 与中心杆 6、 条形支撑架 8 位置关系的侧面结构示意 图。
所述浆液通道 10 设置有浆液接头 12、 冲洗接头 13。该浆液接头 12 的轴线与浆液 通道 10 的轴线呈 45 度夹角布置， 使浆液螺旋式进入浆液通道 10， 可以有效避免浆液中的颗 粒对烟气通道 9 的外壁冲刷磨损， 又可避免浆液在浆液通道 10 内可能出现的流动死区导致 浆液停留或堵塞。通过冲洗接头 13 引入冲洗水可以定期对浆液通道进行冲洗， 防止通道及 通道出口 ( 喷嘴 ) 堵塞。
为了更好的达到雾化效果， 所述共振腔 7 与中心杆 6 可采用转动的方式连接， 所述 共振腔 7 采用环状凹槽。
在烟气通道 9 和浆液通道 10 的入口可安装滤网 ( 图中未示出 )， 滤网可防止大颗 粒及异物进入管道引起喷嘴本体 4 各个出口的堵塞。
因为烟气及其浆液具有较强的腐蚀、 磨损以及浆液易堵塞， 喷嘴本体 4 可采用防 腐蚀、 防磨损、 防堵、 高强度的特殊碳化硅合成材料制成。
为了使中心杆 6 更好的兼顾导流作用， 所述中心杆 6 的轴线与烟气通道 9 的轴线 同轴。
本发明的烟气动力式湿法脱硫超声波雾化装置， 应用于火力发电厂湿法烟气脱硫 系统喷淋塔喷雾中。锅炉尾部烟气经高压风机由烟气通道入口 A 进入烟气通道 9 内， 然后 由文丘里管 5 出口 5-1 喷出， 调节烟气的压力达到工艺所需的参数值 ( 烟气压力在 0.3 ～ 0.7MPa 之间 )。浆液经高压泵通过浆液接头 13 进入浆液通道 10 内， 然后由出口 11 喷出。 浆液压力可通过外部设备的调节阀进行调节 ( 根据生产工艺， 压力可在 0.2 ～ 0.6MPa 之 间 )。烟气在文丘里管 5 的出口 5-1 处达到超声速， 超声速烟气与浆液在喷嘴本体的出口 14 处混合并带动浆液， 沿中心杆 6 传送到共振腔 7 中共振产生超声波， 超声波振动带动浆液 偏离到波峰， 将浆液撕裂产生大直径颗粒 ； 随着颗粒在超声波的不断作用下， 液滴被分离破 碎， 产生更小颗粒到达良好的雾化效果 ( 雾化颗粒一般在 25 ～ 45um 之间 )。
如上所述便可较好的实现本发明。
上述实施例为本发明较佳的实施方式， 但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制， 其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、 修饰、 替代、 组合、 简化， 均应为等效的置换方式， 都包含在本发明的保护范围之内。