CN208018410U - 陶瓷金属复合搅拌器及湿法烟气脱硫系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种陶瓷金属复合搅拌器及湿法烟气脱硫系统，涉及搅拌装置技术领域。陶瓷金属复合搅拌器包括搅拌桨、与搅拌桨的中部相连并垂直于搅拌桨所在的平面设置的搅拌轴、与搅拌轴远离搅拌桨的一端相连的用于驱动搅拌轴转动的驱动装置、套设于搅拌轴上的机械密封装置以及与机械密封装置相连并围设于机械密封装置的外部的用于将搅拌器安装于吸收塔的机架；搅拌桨由陶瓷金属复合材料制成，搅拌轴由合金钢材料制成，解决了现有技术中存在的搅拌器的叶片容易造成磨损和腐蚀，影响脱硫系统的正常作业的技术问题，通过采用陶瓷金属复合材料制作搅拌桨能够减小浆液对搅拌桨的酸性腐蚀、磨损和气蚀，提高了搅拌桨的使用寿命。

Description

陶瓷金属复合搅拌器及湿法烟气脱硫系统

技术领域

本实用新型涉及搅拌装置技术领域，尤其是涉及一种陶瓷金属复合搅拌器及湿法烟气脱硫系统。

背景技术

脱硫系统最早应用在火电厂的烟气系统中，由于煤炭中含有硫元素，在燃烧时容易产生二氧化硫，为减少对环境的污染，响应国家环保政策，需要将煤中的硫元素用钙基等方法固定成为固体，以防止燃烧生成的二氧化硫对大气的污染，而湿法烟气脱硫技术便是火电厂应用最多的一种脱硫技术。湿法脱硫是锅炉烟气经电除尘处理后进入FGD装置中，原烟气进入吸收塔后折流向上与喷淋下来的浆液充分接触，烟气被浆液冷却并达到饱和，烟气中的二氧化硫等酸性成分被吸收，再连续流经除雾器除去所含雾滴，经洗涤和净化的烟气流出吸收塔进入烟囱排放。

目前，湿式石灰石-石膏脱硫工艺是我国火力发电厂烟气脱硫的主导工艺，吸收塔是湿法脱硫装置的核心设备。石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行逆流洗涤，经雾化喷嘴喷出的石灰石浆液滴与烟气中的二氧化硫进行反应，生成可溶性亚硫酸钙和亚硫酸氢钙，并以小颗粒状流入到浆液池中，氧化风机把氧化空气喷入浆液池中，在搅拌器的作用下，使亚硫酸钙和亚硫酸氢钙几乎全部强制氧化生成石膏结晶。用石膏排出泵将浆液排出，送往石膏旋流器，进行浓缩及颗粒分级，最终得到石膏。

搅拌器位于浆液池的下部，是保证脱硫系统正常运行的重要部件。搅拌器能够防止固体颗粒在浆液池中沉淀，确保浆液能够均匀地输送到脱水系统，避免吸收塔内浆液沉积造成设备损坏，并且使得氧化空气的扩散加强，促进了亚硫酸钙的氧化及石膏晶体的成长和石灰石的溶解，避免了氧化不充分造成石灰石的利用率低，影响脱硫效率及石膏质量。

由于吸收塔内的浆液成分呈酸性，与钢铁相遇，会发生化学反应，产生硫酸盐、亚硫酸盐或其它化合物，造成化学腐蚀，在特殊结构处如缝隙、焊缝或表面缺陷处，由于缺氧、水解与离子扩散等原因的综合作用，造成局部高酸性环境，与金属基体的其它部分之间产生电位差形成原电池，从而造成电化学腐蚀，而喷淋管喷嘴喷出的浆液中含有固体颗粒，使得固体颗粒以一定的流速流过金属表面，对吸收塔塔壁及其他内件会产生冲刷腐蚀，由于搅拌器位于浆液池的下部，必然有颗粒物的摩擦、腐蚀，从而破坏搅拌器叶片金属表面的钝化膜，造成搅拌器的损坏，影响了脱硫系统的正常作业。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种陶瓷金属复合搅拌器及湿法烟气脱硫系统，以解决现有技术中存在的搅拌器的叶片容易造成磨损和腐蚀，影响脱硫系统的正常作业的技术问题。

本实用新型提供的陶瓷金属复合搅拌器包括搅拌桨、与所述搅拌桨的中部相连并垂直于所述搅拌桨所在的平面设置的搅拌轴、与所述搅拌轴远离所述搅拌桨的一端相连的用于驱动所述搅拌轴转动的驱动装置、套设于所述搅拌轴上的机械密封装置以及与所述机械密封装置相连并围设于所述机械密封装置的外部的用于将所述搅拌器安装于吸收塔的机架；

所述搅拌桨由陶瓷金属复合材料制成，所述搅拌轴由合金钢材料制成。

进一步的，所述搅拌桨包括与所述搅拌轴的端部相连的轮毂以及沿所述轮毂的周向均匀设置的多个螺旋叶片；

每个所述螺旋叶片远离所述轮毂的端部均设置有弧形导流板。

进一步的，所述机械密封装置包括动环、静环以及密封圈；

所述搅拌轴穿过所述吸收塔的侧壁并与所述吸收塔的侧壁之间具有轴向间隙，所述动环位于所述轴向间隙中并套设于所述搅拌轴上，所述静环的一端伸入所述轴向间隙中并分别与所述吸收塔和所述动环抵接，另一端与所述吸收塔的外壁抵接，所述密封圈套设于所述搅拌轴上并与所述吸收塔的内壁抵接；

所述动环、所述搅拌轴、所述密封圈以及所述吸收塔之间构成净水腔，所述静环上设置有与所述净水腔相连通的冲洗水孔。

进一步的，所述密封圈由聚四氟乙烯材料制成。

进一步的，所述驱动装置包括驱动电机以及分别与所述驱动电机的输出端和所述搅拌轴相连的减速机。

本实用新型提供的湿法烟气脱硫系统，包括吸收塔以及设置于所述吸收塔的下部的如如上述技术方案中任一项所述的陶瓷金属复合搅拌器。

进一步的，所述陶瓷金属复合搅拌器沿所述吸收塔的周向均匀设置有多个；

每个所述陶瓷金属复合搅拌器的轴线与水平线之间的夹角为10°，每个所述陶瓷金属复合搅拌器的轴线在水平面的投影与所述吸收塔的径向之间的夹角为4-12°。

进一步的，所述陶瓷金属复合搅拌器沿所述吸收塔的轴向均匀设置有多个；

相邻平面上设置的多个所述陶瓷金属复合搅拌器之间均匀交错设置。

进一步的，所述吸收塔上设置有接管，所述陶瓷金属复合搅拌器通过所述接管与所述吸收塔相连；

所述接管与所述吸收塔的侧壁通过加强筋板相连。

进一步的，所述吸收塔内设置有护板，所述护板设置于所述陶瓷金属复合搅拌器的上部；

所述护板为网状栅格护板，并且，所述护板向靠近所述搅拌桨的方向倾斜设置。

本实用新型提供的陶瓷金属复合搅拌器包括搅拌桨、搅拌轴、驱动装置、机械密封装置以及机架，搅拌轴与搅拌桨相连，并且，搅拌轴垂直于搅拌桨所在的平面与搅拌桨的中部相连，驱动装置与搅拌轴远离搅拌桨的一端相连，通过驱动装置为搅拌轴的转动提供驱动力，并使搅拌轴带动搅拌桨旋转，从而实现搅拌功能。由于搅拌器穿过吸收塔与吸收塔内的浆液池连通，为避免浆液泄漏，在搅拌轴上套设有机械密封装置，用于对搅拌轴起到良好的密封作用，避免浆液由搅拌轴泄漏，为便于机械密封装置和驱动装置的安装，在机械密封装置的外部围设有机架，机架与机械密封装置相连，通过设置机架使得搅拌器能够安装于吸收塔上，保证脱硫系统的正常作业。

由于搅拌器位于浆液池的下部，搅拌桨容易受到浆液的磨损和腐蚀，为避免搅拌桨损坏严重使搅拌器的功能无法实现，影响脱硫系统的正常作业，搅拌桨由陶瓷金属复合材料制成，搅拌轴由合金钢材料制成，由于陶瓷金属复合材料既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又具有较好的金属韧性、高导热性和良好的热稳定性，应用非常广泛，通过采用陶瓷金属复合材料制作搅拌桨能够减小浆液对搅拌桨的酸性腐蚀、磨损和气蚀，使搅拌桨不会受到损坏，从而提高搅拌桨的使用寿命，由于搅拌轴较搅拌桨的磨损较轻，采用耐磨及耐腐蚀性能较好的合金钢材料能够保证搅拌轴具有较好的使用性能，降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的陶瓷金属复合搅拌器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的陶瓷金属复合搅拌器的机械密封装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的湿法烟气脱硫系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的湿法烟气脱硫系统的搅拌器的结构布置图；

图5为本实用新型实施例提供的湿法烟气脱硫系统的接管的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的湿法烟气脱硫系统的护板的结构示意图。

图标：100-搅拌桨；200-搅拌轴；300-驱动装置；400-机械密封装置；500-机架；600-吸收塔；110-轮毂；120-螺旋叶片；130-弧形导流板；310-驱动电机；320-减速机；410-动环；420-静环；421-冲洗水孔；430-密封圈；610-接管；620-加强筋板；630-护板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对实施例1及实施例2进行详细描述：

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供了一种陶瓷金属复合搅拌器，包括搅拌桨100、与搅拌桨100的中部相连并垂直于搅拌桨100所在的平面设置的搅拌轴200、与搅拌轴200远离搅拌桨100的一端相连的用于驱动搅拌轴200转动的驱动装置300、套设于搅拌轴200上的机械密封装置400以及与机械密封装置400相连并围设于机械密封装置400的外部的用于将搅拌器安装于吸收塔600的机架500，具体而言：

搅拌桨100由陶瓷金属复合材料制成，搅拌轴200由合金钢材料制成。

陶瓷金属复合搅拌器包括搅拌桨100、搅拌轴200、驱动装置300、机械密封装置400以及机架500，搅拌轴200与搅拌桨100相连，并且，搅拌轴200垂直于搅拌桨100所在的平面与搅拌桨100的中部相连，驱动装置300与搅拌轴200远离搅拌桨100的一端相连，通过驱动装置300为搅拌轴200的转动提供驱动力，并使搅拌轴200带动搅拌桨100旋转，从而实现搅拌功能。由于搅拌器穿过吸收塔600与吸收塔600内的浆液池连通，为避免浆液泄漏，在搅拌轴200上套设有机械密封装置400，用于对搅拌轴200起到良好的密封作用，避免浆液由搅拌轴200泄漏，为便于机械密封装置400和驱动装置300的安装，在机械密封装置400的外部围设有机架500，机架500与机械密封装置400相连，通过设置机架500使得搅拌器能够安装于吸收塔600上，保证脱硫系统的正常作业。

由于搅拌器位于浆液池的下部，搅拌桨100容易受到浆液的磨损和腐蚀，为避免搅拌桨100损坏严重使搅拌器的功能无法实现，影响脱硫系统的正常作业，搅拌桨100由陶瓷金属复合材料制成，搅拌轴200由合金钢材料制成，由于陶瓷金属复合材料既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又具有较好的金属韧性、高导热性和良好的热稳定性，应用非常广泛，通过采用陶瓷金属复合材料制作搅拌桨100能够减小浆液对搅拌桨100的酸性腐蚀、磨损和气蚀，使搅拌桨100不会受到损坏，从而提高搅拌桨100的使用寿命，由于搅拌轴200较搅拌桨100的磨损较轻，采用耐磨及耐腐蚀性能较好的合金钢材料能够保证搅拌轴200具有较好的使用性能，降低成本。

本实施例的可选方案中，搅拌桨100包括与搅拌轴200的端部相连的轮毂110以及沿轮毂110的周向均匀设置的多个螺旋叶片120，通过多个螺旋叶片120易于实现对浆液池的搅拌，避免固体颗粒在浆液池底部的沉积，并且，每个螺旋叶片120远离轮毂110的端部均设置有弧形导流板130，弧形导流板130能够提高螺旋叶片120端部的耐磨性，提高螺旋叶片120的使用寿命，同时具有导流功能，使搅拌器的功能更易于实现，效率更高，搅拌效果更好。

一种具体的实施方式中，机械密封装置400包括动环410、静环420以及密封圈430，搅拌轴200穿过吸收塔600的侧壁并与吸收塔600的侧壁之间具有轴向间隙，动环410位于轴向间隙中并套设于搅拌轴200上，使动环410能够随搅拌轴200的转动而转动，静环420的一端伸入轴向间隙中并分别与吸收塔600和动环410抵接，另一端与吸收塔600的外壁抵接，通过动环410和静环420的紧密抵接，实现机械密封装置400的密封作用，密封圈430套设于搅拌轴200上并与吸收塔600的内壁抵接，起到隔离作用。动环410、搅拌轴200、密封圈430以及吸收塔600之间构成净水腔，静环420上设置有与净水腔相连通的冲洗水孔421，通过冲洗水孔421外接净水，使净水腔与密封环外部的浆液池内形成压差，以实现机械密封装置400的密封功能。

具体地，密封圈430由聚四氟乙烯材料制成。聚四氟乙烯材料具有良好的耐腐蚀性，采用聚四氟乙烯材料制作密封圈430能够保证机械密封装置400具有良好的密封功能，同时提高机械密封装置400的使用寿命。

本实施例的可选方案中，驱动装置300包括驱动电机310以及分别与驱动电机310的输出端和搅拌轴200相连的减速机320。利用驱动电机310和减速机320实现驱动装置300的功能，结构简单，功能易行，成本较低，能够保证搅拌器的正常运行。

实施例2

如图3所示，本实施例提供了一种湿法烟气脱硫系统，包括吸收塔600以及设置于吸收塔600的下部的实施例1中的陶瓷金属复合搅拌器。吸收塔600用于实现烟气在吸收塔600内的脱硫净化，净化后的烟气由吸收塔600进入烟囱排出。搅拌器位于浆液池的下部，能够防止固体颗粒在浆液池中沉淀，确保浆液能够均匀地输送到脱水系统，避免吸收塔600内浆液沉积造成设备损坏，并且使得氧化空气的扩散加强，促进了亚硫酸钙的氧化及石膏晶体的成长和石灰石的溶解。

搅拌器在吸收塔600底部的布置可有多种方式，搅拌器在吸收塔600底部应布置合理，以充分发挥搅拌器的功能，避免吸收塔600内浆液沉，一种具体的实施方式中，如图4所示，搅拌器沿吸收塔600的周向均匀设置有多个，使得每个搅拌器能够搅拌相同体积的流体，避免流场之间产生干扰，并且，每个陶瓷金属复合搅拌器的轴线与水平线之间的夹角为10°，即搅拌器相对于水平面倾斜设置，每个陶瓷金属复合搅拌器的轴线在水平面的投影与吸收塔600的径向之间的夹角为4-12°，即搅拌器的轴线在所处的吸收塔600平面内的投影线与该处吸收塔600的直径线之间的夹角，如果搅拌器沿吸收塔600相互垂直的直径线安装，搅拌器之间和吸收塔600内壁附近的浆液就搅拌不到，会出现沉淀结垢，如果径向角度过大，可能会造成浆液绕着中心旋转，在中心区域产生沉淀，只有在搅拌器经过优化布置后，才能保证容器中没有固体颗粒的沉积，保证搅拌器的作用效果。

本实施例的可选方案中，搅拌器沿吸收塔600的轴向均匀设置有多个，相邻平面上设置的多个陶瓷金属复合搅拌器之间均匀交错设置。通过沿吸收塔600的轴向设置多层搅拌器。优选地，搅拌器设置两层，下层搅拌器的作用在于防止吸收塔600内浆液沉积、结垢或堵塞，使得经过氧化反应的脱硫副产品可以均匀、顺利地进入到脱水系统完成整个工艺流程，上层搅拌器的上部设置氧化喷枪，脱硫系统运行时从氧化喷枪向吸收塔600浆池鼓入氧化空气，上层搅拌器的作用是增强氧化空气的扩散，促进亚硫酸钙的氧化，确保在任何时候经过中和反应产生的亚硫酸钙能够被充分氧化成二水石膏。设置双层搅拌器的脱硫系统，由于两层搅拌器功能相对独立，在技术方面较设置单层搅拌器的系统简单，运行方面较设置单层搅拌器的系统更加可靠。

由于搅拌器通常通过焊接在吸收塔600上的接管610进行安装，吸收塔600的直径较大，塔壁较薄，而搅拌器的重量较大，在搅拌器高速旋转时，会产生很大的扭力和弯曲力，若接管610刚度不够，则会使搅拌器运转中产生振动，破坏机械密封装置400的性能。本实施例的可选方案中，如图5所示，接管610与吸收塔600的侧壁通过加强筋板620相连。通过设置加强筋板620提高了接管610的刚度，保证了搅拌器的稳定运行。

由于吸收塔600浆池液面至浆液喷淋层存在结垢物，硫酸钙结晶等结垢物垮塌时，面积大、质量重，产生的冲击力大，往往会造成搅拌器机械密封装置400损坏、轴弯曲等事故，造成脱硫系统无法正常作业，一种具体的实施方式中，如图6所示，吸收塔600内设置有护板630，护板630设置于搅拌器的上部，护板630为网状栅格护板630，并且，护板630向靠近搅拌桨100的方向倾斜设置。网状栅格护板630具有破碎作用，结晶硬度、密度较高的硫酸钙结晶脱落坠入浆液池后仍能保持较高的动能，而网状栅格护板630与结晶垮塌物接触的边口面，接触面积小，当两者相撞时，结晶破碎效果良好，大部分的硫酸钙结晶破碎后的碎片透过网状栅格护板630落入下方的浆液池中，并由搅拌器推走，避免在附近堆集，影响搅拌器运行。护板630倾斜设置，无法破碎的较大的硫酸钙结晶则会随斜面滑至吸收塔600中央的浆液池，保护搅拌器不被砸坏。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种陶瓷金属复合搅拌器，其特征在于，包括搅拌桨、与所述搅拌桨的中部相连并垂直于所述搅拌桨所在的平面设置的搅拌轴、与所述搅拌轴远离所述搅拌桨的一端相连的用于驱动所述搅拌轴转动的驱动装置、套设于所述搅拌轴上的机械密封装置以及与所述机械密封装置相连并围设于所述机械密封装置的外部的用于将所述搅拌器安装于吸收塔的机架；

所述搅拌桨由陶瓷金属复合材料制成，所述搅拌轴由合金钢材料制成。

2.根据权利要求1所述的陶瓷金属复合搅拌器，其特征在于，所述搅拌桨包括与所述搅拌轴的端部相连的轮毂以及沿所述轮毂的周向均匀设置的多个螺旋叶片；

每个所述螺旋叶片远离所述轮毂的端部均设置有弧形导流板。

3.根据权利要求1所述的陶瓷金属复合搅拌器，其特征在于，所述机械密封装置包括动环、静环以及密封圈；

所述搅拌轴穿过所述吸收塔的侧壁并与所述吸收塔的侧壁之间具有轴向间隙，所述动环位于所述轴向间隙中并套设于所述搅拌轴上，所述静环的一端伸入所述轴向间隙中并分别与所述吸收塔和所述动环抵接，另一端与所述吸收塔的外壁抵接，所述密封圈套设于所述搅拌轴上并与所述吸收塔的内壁抵接；

所述动环、所述搅拌轴、所述密封圈以及所述吸收塔之间构成净水腔，所述静环上设置有与所述净水腔相连通的冲洗水孔。

4.根据权利要求3所述的陶瓷金属复合搅拌器，其特征在于，所述密封圈由聚四氟乙烯材料制成。

5.根据权利要求1所述的陶瓷金属复合搅拌器，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机以及分别与所述驱动电机的输出端和所述搅拌轴相连的减速机。

6.一种湿法烟气脱硫系统，其特征在于，包括吸收塔以及设置于所述吸收塔的下部的如权利要求1-5中任一项所述的陶瓷金属复合搅拌器。

7.根据权利要求6所述的湿法烟气脱硫系统，其特征在于，所述陶瓷金属复合搅拌器沿所述吸收塔的周向均匀设置有多个；

每个所述陶瓷金属复合搅拌器的轴线与水平线之间的夹角为10°，每个所述陶瓷金属复合搅拌器的轴线在水平面的投影与所述吸收塔的径向之间的夹角为4-12°。

8.根据权利要求6所述的湿法烟气脱硫系统，其特征在于，所述陶瓷金属复合搅拌器沿所述吸收塔的轴向均匀设置有多个；

相邻平面上设置的多个所述陶瓷金属复合搅拌器之间均匀交错设置。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的湿法烟气脱硫系统，其特征在于，所述吸收塔上设置有接管，所述陶瓷金属复合搅拌器通过所述接管与所述吸收塔相连；

所述接管与所述吸收塔的侧壁通过加强筋板相连。

10.根据权利要求6-8中任一项所述的湿法烟气脱硫系统，其特征在于，所述吸收塔内设置有护板，所述护板设置于所述陶瓷金属复合搅拌器的上部；

所述护板为网状栅格护板，并且，所述护板向靠近所述搅拌桨的方向倾斜设置。