專(zhuān)利名稱(chēng)：循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煙氣凈化裝置，尤其是一種循環(huán)流化床煙氣脫硫凈化裝置。
本實(shí)用新型所述的循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置是一種半干法脫硫裝置，包括石灰消化預(yù)增濕裝置、給料裝置、脫硫塔、分層噴水霧化增濕裝置、除塵器以及返料器。石灰消化預(yù)增濕裝置通過(guò)給料裝置與脫硫塔相連。脫硫塔內(nèi)的下部區(qū)域沿高度方向安裝有分層噴水霧化增濕裝置，即分層霧化噴嘴。在脫硫塔的上部出口處安裝有氣固慣性分離器，氣固慣性分離器再經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器和除塵器連接，兩級(jí)分離器通過(guò)一個(gè)共同的返料器與脫硫塔連通。除塵器的出口經(jīng)管路與引風(fēng)機(jī)連接。
脫硫塔下部安裝有文丘里布風(fēng)板。文丘里布風(fēng)板為由多個(gè)文丘里噴管排列的布風(fēng)孔板。文丘里布風(fēng)板的下部為風(fēng)室。風(fēng)室與除塵器之間裝有煙氣旁通管道。
除塵器下部裝有灰料輸送裝置和中間灰倉(cāng)。中間灰倉(cāng)下部設(shè)有機(jī)械排灰裝置。
脫硫塔還裝有水箱和霧化風(fēng)機(jī)。
采用石灰消化預(yù)增濕裝置，可使進(jìn)入脫硫塔的消石灰預(yù)增濕到含水量5％～30％。
傳統(tǒng)的氣固分離技術(shù)一般采用一級(jí)旋風(fēng)分離器，單級(jí)旋風(fēng)分離器分離效率不高，影響脫硫劑的循環(huán)利用率，進(jìn)而影響脫硫效率。只有保證脫硫灰與煙氣有效分離并回送到脫硫塔內(nèi)，對(duì)脫硫劑進(jìn)行多次循環(huán)利用，才能在較低鈣硫比的條件下，保證比較高的脫硫效率。本實(shí)用新型循環(huán)流化床煙氣半干法脫硫裝置采用先進(jìn)的兩級(jí)分離與循環(huán)技術(shù)，經(jīng)一、二級(jí)分離器分離出的固體脫硫灰統(tǒng)一由回料裝置送回到脫硫塔內(nèi)進(jìn)行再循環(huán)，在脫硫塔內(nèi)新脫硫劑及脫硫循環(huán)灰與煙氣充分混合有效接觸，進(jìn)一步與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)，提高鈣的利用率。脫硫灰的循環(huán)增加了脫硫塔中的脫硫劑質(zhì)量濃度，提高了脫硫劑與煙氣反應(yīng)的接觸面積，增大了反應(yīng)機(jī)率，從而提高了脫硫效率。脫硫灰的循環(huán)次數(shù)越多，脫硫劑的利用率就越高，相應(yīng)的脫硫效率越高、鈣利用率越高、鈣硫比越低。
本實(shí)用新型在脫離塔內(nèi)采用不同分離方式的兩級(jí)分離系統(tǒng)，并且兩級(jí)分離的回料通過(guò)一個(gè)共同的返料器返回到脫硫塔內(nèi)。在脫硫反應(yīng)塔上部出口附近布置有慣性分離器，該氣固慣性分離器既可以為槽型，也可以為縱向百葉窗型慣性分離器。在其尾部出口附近布置有旋風(fēng)分離器，該旋風(fēng)分離器既可以為軸流式旋風(fēng)分離器，也可以是切向式旋風(fēng)分離器。優(yōu)點(diǎn)是(1)在保證很高的總的分離效率的前提下，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)配各級(jí)的分離效率，使整個(gè)分離系統(tǒng)與灰循環(huán)系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)化；(2)在保證系統(tǒng)總分離效率的前提下，盡可能地降低系統(tǒng)阻力，達(dá)到引風(fēng)機(jī)負(fù)壓最小的優(yōu)化。
本實(shí)用新型脫硫塔反應(yīng)內(nèi)的兩級(jí)分離與除塵器相結(jié)合就構(gòu)成了脫硫灰的三重外循環(huán)特征。除塵器既可以是靜電除塵器，也可以是袋式除塵器。前兩重循環(huán)分別由一級(jí)慣性分離器和二級(jí)旋風(fēng)分離器組成，第三重循環(huán)則由除塵器組成。以?xún)杉?jí)氣固分離來(lái)計(jì)算，若第一級(jí)分離效率為η1，第二級(jí)分離效率為η2，則總分離效率η＝η1+(1-η1)η2，若第一、二級(jí)分離效率分別為80％、90％，則兩級(jí)總的分離效率可達(dá)98％；若兩級(jí)的分離效率分別為70％、80％，則兩級(jí)總分離效率仍然高達(dá)94％。前兩級(jí)分離的外循環(huán)再加上除塵器第三級(jí)分離的外循環(huán)，假設(shè)除塵器的分離效率為99.5％，則三級(jí)外循環(huán)總的分離效率可高達(dá)99.99％以上，從而保證了脫硫塔內(nèi)較高的脫硫劑濃度。而采用單級(jí)分離器則很難達(dá)到這樣高的分離效率。
本實(shí)用新型的脫硫塔采用了沿脫硫塔高度方向上分層噴水技術(shù)，即于其下部沿高度方向上布置有多層給水霧化噴嘴，增濕水沿著脫硫塔高度方向上分成多層噴入，從而大大降低了脫硫反應(yīng)塔內(nèi)局部煙氣的含濕率，大大降低了粘壁結(jié)垢的幾率，提高了煙氣平均溫度，增強(qiáng)了化學(xué)反應(yīng)速度，延長(zhǎng)了液相脫硫反應(yīng)時(shí)間，有效地提高了脫硫效率。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)成3～7層噴水。根據(jù)對(duì)循環(huán)流化床脫硫機(jī)理的研究，含濕顆粒的蒸發(fā)時(shí)間主要是受顆粒內(nèi)部水分的控制，而脫離效率主要是受顆粒外部水分存在時(shí)間的控制，所以采用分層噴水可以大大延長(zhǎng)顆粒的外部水分的存在時(shí)間，從而大大提高系統(tǒng)的脫硫效率。
本實(shí)用新型采用了采用噴水而不是噴漿技術(shù)，這樣使系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化，運(yùn)行可靠性大大提高(1)減少了制漿設(shè)備；(2)大大降低了管道、噴嘴和泵的磨損；(3)取消了價(jià)格昂貴的泥漿泵。
本實(shí)用新型采用了氣流式霧化噴嘴。采用該噴嘴的好處是(1)霧化效果好，液滴粒徑均勻性好；(2)霧化質(zhì)量基本不受水壓的影響。當(dāng)噴水量變化時(shí)，空氣量可以保持不變或適當(dāng)調(diào)節(jié)，從而有效的防止霧化質(zhì)量變差；(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢修維護(hù)方便。
本實(shí)用新型采用了石灰消化預(yù)增濕裝置，使進(jìn)入脫硫塔的消石灰預(yù)增濕到含水量5％～30％(質(zhì)量百分比)。石灰消化預(yù)增濕裝置即可為機(jī)械預(yù)增濕裝置，也可以為流化床式預(yù)增濕裝置。眾所周知，SO2與CaO的反應(yīng)主要是在液態(tài)離子反應(yīng)條件下進(jìn)行的，所以干態(tài)生石灰的脫硫效率很低，只有20％～30％。而采用預(yù)增濕之后，CaO不但與水反應(yīng)生成Ca(OH)2，而且還有一部分多余的水分保留在Ca(OH)2顆粒的內(nèi)部以及表面。Ca(OH)2顆粒的內(nèi)部水分接近飽和，再加上噴水增濕之后，Ca(OH)2顆粒的表面很容易形成液膜，從而形成液滴顆粒。與干態(tài)脫硫劑脫硫塔內(nèi)增濕相比，縮短了顆粒增濕時(shí)間，延長(zhǎng)了脫硫反應(yīng)時(shí)間，提高了反應(yīng)速度，從而大大提高脫硫效率。經(jīng)過(guò)預(yù)增濕后的脫硫劑，通過(guò)給料裝置輸送進(jìn)入脫硫反應(yīng)塔。
本實(shí)用新型在流化床反應(yīng)器下部采用了文丘里布風(fēng)裝置，該裝置為由多個(gè)文丘里噴管按照一定排列方式組成的布風(fēng)孔板。文丘里流化布風(fēng)板是一種特殊設(shè)計(jì)的布風(fēng)板，其流通截面的形狀為文丘里縮放噴管。文丘里噴管的排列方式有很多種，既可以是方形排列，也可以是三角形排列，其具體的排列方式由具體的設(shè)計(jì)決定。采用文丘里噴管的好處是，在比較高的風(fēng)速情況下，可以保持相對(duì)比較低的阻力。同時(shí)采用了文丘里布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，能使氣流分布更加均勻，有效地降低了粘壁現(xiàn)象的發(fā)生，提高了脫硫效率。采用文丘里結(jié)構(gòu)可在保證相同的氣流速度的前提下，大大降低布風(fēng)板的阻力，從而可以減小風(fēng)機(jī)的壓頭。同時(shí)在反應(yīng)塔下部還設(shè)計(jì)了文丘里加速擴(kuò)展段，其目的是(1)使氣流在整個(gè)容器內(nèi)達(dá)到合理分布；(2)脫硫劑在文丘里擴(kuò)展段加入，而氣流在文丘里擴(kuò)展段擴(kuò)展，此時(shí)在邊壁處產(chǎn)生回流，強(qiáng)化了氣流與脫硫劑之間的湍流混合，使煙氣中的SO2與脫硫劑的混合更加均勻，大大提高了脫硫效率。
圖1為本實(shí)用新型循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置構(gòu)造圖；圖2為文丘里布風(fēng)板的結(jié)構(gòu)圖；圖3為機(jī)械預(yù)增濕裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖中，1為脫硫劑料斗，2為石灰消化預(yù)增濕裝置，3為給料裝置，4為文丘里布風(fēng)板，5為擴(kuò)散段，6為分層噴水霧化增濕裝置，7為槽型氣固慣性分離器，8為軸流式旋風(fēng)分離器，9為返料器，10為袋式除塵器，11為灰料輸送裝置，12為引風(fēng)機(jī)，13為風(fēng)機(jī)，14為中間灰倉(cāng)，15為機(jī)械排灰裝置，16為霧化風(fēng)機(jī)，17為水箱，18為風(fēng)室，19為煙氣旁通管道，20為煙囪，21為填充材料，22為文丘里噴管，23為電動(dòng)機(jī)，24為進(jìn)料口，25為噴淋裝置，26為給水管道，27為出料口，28為攪拌葉片，29為主傳動(dòng)軸，30為脫硫塔。
權(quán)利要求1.一種循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置，其特征在于該裝置包括石灰消化預(yù)增濕裝置、給料裝置、脫硫塔、分層噴水霧化增濕裝置、除塵器以及返料器；石灰消化預(yù)增濕裝置通過(guò)給料裝置與脫硫塔相連；脫硫塔內(nèi)的下部區(qū)域沿高度方向安裝有分層噴水霧化增濕裝置，即分層霧化噴嘴；在脫硫塔的上部出口處安裝有氣固慣性分離器，氣固慣性分離器和除塵器之間裝有旋風(fēng)分離器，兩級(jí)分離器通過(guò)一個(gè)共同的返料器與脫硫塔連通；除塵器的出口經(jīng)管路與引風(fēng)機(jī)連接；除塵器下部裝有灰料輸送裝置和中間灰倉(cāng)；中間灰倉(cāng)下部設(shè)有機(jī)械排灰裝置；脫硫塔下部安裝有文丘里布風(fēng)板，脫硫塔文丘里布風(fēng)板的下部為風(fēng)室；風(fēng)室與除塵器之間裝有煙氣旁通管道；脫硫塔還裝有水箱和霧化風(fēng)機(jī)。
2.按照權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床脫硫裝置，其特征在于文丘里布風(fēng)板為由多個(gè)文丘里噴管排列的布風(fēng)孔板。
3.按照權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床脫硫裝置，其特征在于石灰消化預(yù)增濕裝置為機(jī)械預(yù)增濕裝置；給料裝置為螺旋機(jī)械輸送裝置。
4.按照權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床脫硫裝置，其特征在于除塵器為袋式除塵器。
5.按照權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床脫硫裝置，其特征在于灰料輸送裝置為空氣輸送斜槽。
專(zhuān)利摘要一種循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置，主要由石灰消化增濕裝置2、給料裝置3、布風(fēng)板4、脫硫塔30、一級(jí)慣性分離器7、二級(jí)旋風(fēng)分離器8、分層給水噴霧裝置6、除塵器10以及返料器9組成。石灰消化增濕裝置2通過(guò)給料裝置3與脫硫塔30相聯(lián)，在脫硫塔30下部布置有分層噴水霧化增濕裝置6。在脫硫塔30的上部有慣性分離器7。慣性分離器7和除塵器10之間有旋風(fēng)分離器8，除塵器10的出口經(jīng)管路與引風(fēng)機(jī)12連接。除塵器10下部裝有灰料輸送裝置11和中間灰倉(cāng)14及機(jī)械排灰裝置15。脫硫塔下部安裝文丘里布風(fēng)板4和風(fēng)室18。風(fēng)室18與除塵器10之間裝有煙氣旁通管道19。本實(shí)用新型循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行可靠，使用壽命長(zhǎng)，一次性投資低，脫硫效率高。
文檔編號(hào)B01D53/83GK2581056SQ0228575
公開(kāi)日2003年10月22日 申請(qǐng)日期2002年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月19日
發(fā)明者姜鴻安, 蔣宏利, 孫濤, 張益 , 曹俊斌, 金堅(jiān), 燕桂章, 曹樹(shù)村 申請(qǐng)人:北京中科通用能源環(huán)保有限責(zé)任公司