[发明专利]通风系统和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2005年9月16日提交的美国专利申请No.11/228,379 的权益，其全部内容通过参考合并在此。

技术领域

本发明涉及一种用于将气体注入流体的设备和方法，更特别地， 涉及一种用于将空气注入泥浆的喷头和搅拌器构造和相关的方法。

背景技术

在一些传统的废气脱硫系统中，潮湿的净气器将载硫气体与石灰 石/水泥浆接触。在废气中的硫与石灰或者石灰石反应，从而产生亚硫 酸钙(CaSO₃)。包含亚硫酸钙的泥浆被包含在大的容器当中。典型地， 空气被注入进泥浆，从而将亚硫酸钙氧化为硫酸钙(CaSO₄)。氧化反 应使得泥浆更容易处理，并且副产品(硫酸钙作为石膏更为人所熟知) 具有价值并且可以回收。

质量转移系数，该系数为耗氧量的比率和氧缺少量之间的比例系 数，是通风装置或者构造在氧或者其他气体转移到水或者其他流体中 的效率的常用测量。具体而言，质量转移系数kla对于具体装置或者构 造在下面等式中是常量：

dc/dt＝kla(C_s-C)

其中：dc/dt＝气体在溶液中的浓度的变化率

kla＝总的质量转移系数

C_s＝气体在溶液中的饱和浓度

C＝气体在溶液中的真实浓度

传统的用于将空气注入泥浆中的系统在公布的英国专利申请GB 2 164 576A中公开并且在图1(现有技术)中示出。传统的系统包括容 器100，大体垂直的气体喷枪102和推动器104。空气喷枪102和推动 器104都潜在泥浆106内。来自推动器的流，其在图1中由指向箭头I 示意性地示出，促进了在气体和流体之间的质量转移。

推动器的操作产生了涡流，该涡流在涡流或者漩涡中心形成了低 压区。退出喷枪102的气体可以朝着推动器104向后流入低压区，该 流动在图1中用指向箭头F示意性地示出。术语“溢流”(flooding) 用来指指其中来自喷枪102的空气与推动器104的叶片接触的状况。 在溢流期间，系统的质量转移效率大大地降低，并且推动器或者其驱 动器的寿命可能会缩短。

发明内容

提供一种系统，用于将气体引入布置在容器内的泥浆内。该系统 包括推动器和优选与该推动器间隔开的喷枪。该喷枪相对于该容器静 止。气体优选是用于氧化废气脱硫系统中的亚硫酸钙的泥浆的空气。 该推动器被布置在容器内，用于搅动泥浆。该喷枪被布置在该推动器 的流出侧上。喷枪包括气体穿过的管道，和至少一个连接到该管道的 叶片。该管道具有形成在其内的出口，该出口通常指向远离该推动器。

说明两种主要的实施例用于解释。在第一实施例中，叶片是单个 近似平面的桨叶。在第二实施例中，叶片是包括布置在喷枪的相对侧 上的一对叶片。该对叶片中的第一个相对于该对叶片中的第二个向下 倾斜，并且该叶片在与推动器的涡流的方向相反的方位向下倾斜。优 选地，喷枪的出口部分大体平行于推动器的旋转轴线。

还提供了一种将气体注入泥浆的方法。该方法包括以下步骤：(a) 提供包含泥浆的容器；(b)提供包括推动器的搅拌器；(c)提供在推 动器的流出侧上布置在容器内的气体喷枪；(d)将气体穿过气体喷枪 注入容器内；以及(e)旋转推动器以在气体喷枪上产生泥浆流。该气 体喷枪包括出口和至少一个叶片，该出口被大体指向远离该推动器。

发明人的理论是，喷枪和推动器系统将来自推动器的流动进行导 向，并且将来自推动器的涡流的至少一部分转换为纵向流，这将易于 提高如在质量转移系数中所证实的质量转移，并且减少溢流。

附图说明

图1(现有技术)是传统的喷枪和推动器系统的示意图；

图2是根据本发明的第一实施例的喷枪和推动器系统的示意图；

图3是图2中示出的喷枪的视图；

图4是图2中示出的实施例和图1中现有技术构造的性能曲线图； 和

图5是本发明另一实施例的视图。

具体实施方式