CN101530738B - 设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置 - Google Patents

Abstract

设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置，包括连接安装的烟气进口、脱硫剂喷射装置、脱硫塔、除尘器、出灰仓、循环灰仓、循环灰增湿输送器、流化管道装置、烟气出口、引风机、脱硫剂仓、执行机构、动力装置等，流化管道装置设有热风流化风机，使用蒸汽供给装置或热空气供给装置提供的热风作为流化风，将增湿后的循环灰和脱硫剂在流化状态下输送至脱硫塔。采用热风作为流化管道装置的流化风，明显降低了增湿以后的混有脱硫剂的循环灰的黏度，有效地消除了循环灰通过流化管道装置送往脱硫剂喷射装置的过程中产生的粘结现象，保证了设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置的正常运行，有利于烟气脱硫、脱氯技术的应用和发展。

Description

设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置

技术领域

本发明涉及一种循环灰增湿半干法烟气脱硫装置，特别的涉及一种设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置。

背景技术

燃煤是我国的主要能源品种，由于燃煤中硫的含量普遍较高，燃煤锅炉排放的烟气中的二氧化硫的含量较高，垃圾处理过程中焚烧垃圾排放的烟气，不但含有二氧化硫，还含有氯化氢，这些酸性气体的排放，对人体、动植物的健康和生存形成了日益严重的威胁，每年排放的二氧化硫等酸性气体对金属结构的腐蚀所造成的损失，已经超过了水灾、风灾、火灾和地震灾害造成的损失总和，因此消除锅炉烟气和垃圾焚烧烟气中二氧化硫等酸性气体对环境的污染，是国民经济发展面临的重要课题之一。在常用的烟气脱硫技术中，半干法烟气脱硫技术既具有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又具有干法脱硫无污水和废酸排放、脱硫后的副产物易于处理的优点，因此发展迅速。近年来广泛推广的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置，由于省去了浆液制备系统和浆液雾化系统，消除了雾化喷嘴寿命短，脱硫剂与烟灰易结块，脱硫反应速率低，设备体积庞大，成本高的缺陷，经济效益和社会效益十分明显，但是，增湿以后的混有脱硫剂的循环灰黏度较大，在通过流化管道装置送往脱硫剂喷射装置的过程中，很容易产生粘结现象，严重影响了循环灰增湿半干法烟气脱硫装置的正常运行。

发明内容

为了解决现有循环灰增湿半干法烟气脱硫装置循环灰输送过程中易粘结的问题，有利于循环灰增湿半干法烟气脱硫装置的推广使用，本发明提出一种设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置，所采用的技术方案是：设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置，包括连接安装的烟气进口、脱硫剂喷射装置、脱硫塔、除尘器、出灰仓、循环灰仓、循环灰增湿输送器、流化管道装置、烟气出口、引风机、脱硫剂仓、执行机构、动力装置等，脱硫塔、脱硫剂喷射装置、除尘器、循环灰仓、脱硫剂仓、循环灰增湿输送器和流化管道装置分别设有入口和出口，除尘器设有出灰口，循环灰增湿输送器设有增湿装置和增湿装置喷口，循环灰仓的入口与除尘器的出灰口连接，循环灰增湿输送器的入口与循环灰仓的出口和脱硫剂仓的出口连接，循环灰增湿输送器的出口与流化管道装置的入口连接，流化管道装置的出口与脱硫剂喷射装置的入口连接，脱硫剂喷射装置的出口与脱硫塔连接，流化管道装置设有热风流化风机，热风流化风机设有入风口和出风口，热风流化风机的出风口与流化管道装置的入口连接。

热风流化风机的入风口设有蒸汽供给装置。

热风流化风机的入风口设有热空气供给装置。

循环灰增湿输送器设有双螺旋输送搅拌装置。

烟气入口与脱硫塔入口之间设有文丘里管，脱硫剂喷射装置的出口与文丘里管的扩散部连接。

脱硫塔出口和除尘器入口处设有活性炭喷射装置，活性炭喷射装置的出口设在脱硫塔的出口和除尘器的入口之间。

除尘器是布袋除尘器。

设有自动控制系统，执行机构、动力装置与自动控制系统电连接。

设有检测传感器，包括压力、温度、湿度、酸碱度、流量、料位、粉尘量、铅、锌、砷、二恶英的检测传感器，检测传感器设置1类或多类，每类传感器设置1个或多个，检测传感器与自动控制系统电连接。

采用本发明的设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置，可以取得的技术效果是：采用热风作为流化管道装置的流化风，明显降低了增湿以后的混有脱硫剂的循环灰的黏度，有效地消除了增湿以后的混有脱硫剂的循环灰，在通过流化管道装置送往脱硫剂喷射装置的过程中产生的粘结现象，保证了设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置的正常运行。

热风流化风机的入风口设有蒸汽供给装置，可以使用排放烟气的单位中容易获得的蒸汽作为流化管道装置的热风流化风，消除流化管道装置中产生的粘结现象。

热风流化风机的入风口设有热空气供给装置，可以使用热空气作为流化管道装置的热风流化风，消除流化管道装置中产生的粘结现象。

循环灰增湿输送器设有双螺旋输送搅拌装置，能够按设定的比例将熟石灰，循环灰和增湿水充分混合，使熟石灰和循环灰的颗粒表面附以几微米厚的水层，使含水量保持在5％至6％，以使脱硫过程中的烟气出口温度和二氧化硫及氯化氢的脱除率达到设计的指标。

烟气入口与脱硫塔入口之间设有文丘里管，脱硫剂喷射装置的出口与文丘里管的扩散部连接，可以在原有的系统内压力差的情况下，加大烟气的流速，使脱硫剂更均匀地与烟气混合，在脱硫塔内保持更理想的流化床状态。由于水份均匀地分布在脱硫剂颗粒表面，形成了极大的蒸发面积，烟气流速提高后水份蒸发很快，使脱硫塔内烟气的温度降低而湿度升高，使得烟气中的二氧化硫、氯化氢等酸性气体分子更容易在脱硫剂的表面冷凝、吸附并离子化，提高了脱硫效率，大大缩短了烟气在脱硫塔中所需的停留时间，保证了在较小的脱硫塔中也能够达到很高的脱硫效率，减少了设备的占地面积和投资额。由于流化床的作用和流速的提高，引起循环灰颗粒间的剧烈摩擦，使得被盐类硬壳所覆盖的未反应的脱硫剂重新暴露出来继续参加脱硫反应，同时，因脱硫剂是在循环灰增湿输送器中预先与循环灰混合、增湿并多次循环的，因此脱硫剂的有效利用率很高。

脱硫塔出口和除尘器入口处设有活性炭喷射装置，活性炭喷射装置的出口设在脱硫塔的出口和除尘器的入口之间，在脱硫工艺无法清除的污染物含量超标时，可以向烟气中喷射活性炭或/和其他中和吸收剂，消除或减少脱硫工艺无法清除的污染物的排放。

除尘器是布袋除尘器，一方面可以充分发挥布袋除尘器成本低、除尘效果好、寿命长的特点，提高除尘效果，降低成本，另一方面能够使沉积在滤布袋外面的脱硫剂继续与酸性气体反应，这一过程所实现的脱硫作用可以达到总脱硫率的15％～25％。

设有自动控制系统，执行机构、动力装置与自动控制系统电连接，可以使本发明的设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置实现自动化运行，充分发挥烟气脱硫和除尘的作用。

在脱硫装置的相关部位设置与自动控制系统电连接的压力、温度、湿度、酸碱度、流量、料位的检测传感器，可以利用自动控制系统控制引风机的排风量，使烟气通道内维持微弱的负压，对脱硫装置的运行进行自动控制，以维持最佳的运行状况。在布袋除尘器中设置与自动控制系统电连接的粉尘量传感器，可以在积存的粉尘量较多时启动排灰程序。根据烟气中其他污染物的品种、含量及排放要求，设置与自动控制系统电连接的铅、锌、砷、二恶英等污染物的检测传感器，可以检测烟气中相关污染物的含量情况，并在必要时使用消除措施，保证处理后的烟气符合排放标准。

使用本发明的设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置，可以使用价廉易得的熟石灰作为脱硫剂对烟气进行有效的脱硫、脱氯，生石灰和石灰石经过简单的处理也可以用作脱硫剂，脱硫、脱氯效率可达90％以上，能源消耗不到湿法烟气脱硫工艺的20％，并能消除烟气中的氟化氢等其他酸性气体，不仅可以用于燃煤烟气的脱硫，也可以用于垃圾焚烧烟气的氯化氢气体的中和清除，可以有效地减少各种含酸烟气对环境的污染，保证能源工业和垃圾循环应用产业的可持续发展。

附图说明

附图1是本发明的设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置的结构示意图。

附图中的标记含义如下：

1-烟气进口、2-文丘里管、21-文丘里管入口、22-文丘里管出口、23-文丘里管扩散部、3-脱硫剂喷射装置、31-脱硫剂喷射装置入口、32-脱硫剂喷射装置出口、4-脱硫塔、41-脱硫塔入口、42-脱硫塔出口、5-活性炭喷射装置、51-活性炭喷射装置出口、6-布袋除尘器、61-布袋除尘器入口、62-出灰口、63-出灰口、64-出灰阀、7-出灰仓、8-循环灰仓、81-循环灰仓入口、82-循环灰仓出口、9-脱硫剂仓、91-脱硫剂仓出口、10-循环灰增湿输送器、101-循环灰增湿输送器入口、102-循环灰增湿输送器出口、11-增湿装置、111-增湿装置喷口、12-流化管道装置、121-热风流化风机、122-流化管道装置入口、123-流化管道装置出口、13-烟气出口、14-引风机。

具体实施方式

附图1是本发明的设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置的结构示意图，装置包括烟气进口1、文丘里管2、脱硫剂喷射装置3、脱硫塔4、活性炭喷射装置5、布袋除尘器6、布袋除尘器入口61、出灰口62、出灰口63、出灰阀64、烟气出口13、引风机14、出灰仓7、循环灰仓8、脱硫剂仓9、循环灰增湿输送器10、增湿装置11、流化管道装置12、热风流化风机121。

烟气进口1与文丘里管2的入口21连接，脱硫剂喷射装置3的出口32与文丘里管2的扩散部23连接，文丘里管2的出口22与脱硫塔4的入口41连接，脱硫塔4的出口42与布袋除尘器6的入口61连接，脱硫塔4的出口42与布袋除尘器6的入口61附近设有活性炭喷射装置5，活性炭喷射装置5的出口51设在脱硫塔4的出口42与布袋除尘器6的入口61的连接部位，布袋除尘器6还设有2个出灰口62和63及出灰阀64，一个出灰口62经过出灰阀64与出灰仓7连接，另一个出灰口63经过出灰阀64与循环灰仓8的入口81连接，烟气出口13与引风机14连接，循环灰仓8附近设有脱硫剂仓9，循环灰仓8的出口82和脱硫剂仓9的出口91与循环灰增湿输送器10的入口101连接，循环灰增湿输送器10附近还设有增湿装置11，增湿装置11的喷口111设在循环灰增湿输送器10上，循环灰增湿输送器10的出口102与流化管道12装置的入口122连接，流化管道装置12的入口处设有热风流化风机121，流化管道装置12的出口123与脱硫剂喷射装置3的入口31连接。脱硫剂喷射装置3、活性炭喷射装置5、循环灰仓8、脱硫剂仓9、循环灰增湿输送器10的入口101和出口102、增湿装置11等都设有启闭装置。

烟气从烟气进口1进入文丘里管2的进口21，在文丘里管2的扩散部23设有脱硫剂喷射装置3的出口32，含水量5％至6％的流化状态的脱硫剂与循环灰的混合物从脱硫剂喷射装置3的出口32喷入文丘里管2的扩散部23内，与烟气均匀混合后形成紊流状态进入脱硫塔4中，含水量5％至6％的脱硫剂与循环灰的混合物具有极好的流动性，烟气中的二氧化硫、氯化氢和氟化氢等酸性物质与脱硫剂经过化学反应生成硫酸钙、亚硫酸钙、氯化钙和氟化钙等反应产物。在烟气上升的过程中，反应产物不断碰撞、粘连形成聚团物下落，而聚团物在紊流状态的烟气中又不断解体重新被烟气提升，烟气中的聚团物的滑落速度可达单颗粒物滑落速度的数十倍，大小不同的聚团物在紊流状态的烟气中快速下落所产生的撞击，使反应产物表面盐类生成物的外壳被破坏，里面未反应的新鲜脱硫剂暴露出来继续参加反应。大量的含水量5％至6％的脱硫剂和循环灰进入脱硫塔4后，由于有极大的蒸发表面，水份蒸发很快，在极短的时间内使燃煤烟气温度从165摄氏度以上冷却到绝热饱和温度以上15摄氏度至20摄氏度，使垃圾焚烧烟气温度从230摄氏度以上冷却到绝热饱和温度以上15摄氏度至20摄氏度，相对湿度则很快增加到40％至50％，既有利于二氧化硫、氯化氢等分子在循环灰与脱硫剂表面的水中溶解并离子化，也使反应物表面的液膜迅速变薄，有利于二氧化硫、氯化氢等分子的移动扩散，以加快脱硫的速度。本发明的设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置在正常运行的情况下可以实现90％以上的脱硫(氯、氟)效率。脱硫后的烟气进入布袋除尘器6的入口61，在脱硫塔4的出口42和布袋除尘器6的入口61附近，设有活性炭喷射装置5，活性炭喷射装置5的喷口51设在脱硫塔4的出口42和布袋除尘器6的入口61的连接部位，可以向脱硫后的烟气中喷射活性炭或/和其他吸收中和剂，以消除脱硫剂不能消除的其他污染物。循环灰、脱硫剂和反应生成物被布袋除尘器6分离后，烟气从烟气出口13经引风机14抽吸排出，部分粉尘由出灰口62经过排灰阀64进入出灰仓7，供作它用，另一部分粉尘由出灰口63经过排灰阀64进入循环灰仓8的入口81作为循环灰使用，循环灰仓8的出口82提供的循环灰与脱硫剂仓9的出口91提供的脱硫剂一起进入循环灰增湿输送器10的入口101进行混合，并由增湿装置11的增湿装置喷口111增湿到含水量5％至6％后，由循环灰增湿输送器10的出口102送入流化管道装置12的入口122，流化管道装置12设有热风流化风机121，可以利用外部蒸汽供给装置或热空气供给装置提供的蒸汽或热风作为流化风，使加湿后的循环灰与脱硫剂的混合物呈悬浮的流化状态，并通过流化管道装置12的出口123输送到脱硫剂喷射装置3的入口31，蒸汽或热风的温度推荐为90摄氏度。

本发明的设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置设有自动控制系统，热风流化风机121、引风机14等动力装置，包括各部件启闭装置在内的执行机构等都与自动控制系统电连接，控制脱硫装置的运行状态。在脱硫装置的相关部位设置与自动控制系统电连接的压力、温度、湿度、酸碱度、流量、料位的检测传感器，可以利用自动控制系统控制引风机的排风量，使烟气通道内维持微弱的负压，并对脱硫装置的运行进行自动控制，以维持最佳的运行状况。在布袋除尘器中设置与自动控制系统电连接的粉尘量传感器，可以在积存的粉尘量较多时启动排灰程序。根据烟气中其他污染物的品种、含量及排放要求，设置与自动控制系统电连接的铅、锌、砷、二恶英等污染物的检测传感器，可以检测相关污染物的排放情况，并在必要时使用消除措施，保证处理后的烟气符合排放标准。

烟气在进入烟气进口1之前，一般应经旋风除尘器等除尘装置除尘。脱硫剂可以使用熟石灰，或将生石灰或石灰石加工成熟石灰后使用，也可以使用电石灰或其他碱性原料。循环灰增湿输送器10优选双螺旋形式的输送搅拌装置。为了保证脱硫的效率，脱硫剂的颗粒直径一般不大于1毫米。

本发明的应用不受上述实施例的限制，凡是设有热风流化风机，利用热风形成流化床，将循环灰与脱硫剂混合加湿后经过流化管道装置输送至脱硫塔进行烟气脱硫的方案，都在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置，包括连接安装的烟气进口、脱硫剂喷射装置、脱硫塔、除尘器、出灰仓、循环灰仓、循环灰增湿输送器、流化管道装置、烟气出口、引风机、脱硫剂仓、执行机构、动力装置，脱硫塔、脱硫剂喷射装置、除尘器、循环灰仓、脱硫剂仓、循环灰增湿输送器和流化管道装置分别设有入口和出口，除尘器设有出灰口，循环灰增湿输送器设有增湿装置和增湿装置喷口，循环灰仓的入口与除尘器的出灰口连接，循环灰增湿输送器的入口与循环灰仓的出口和脱硫剂仓的出口连接，循环灰增湿输送器的出口与流化管道装置的入口连接，流化管道装置的出口与脱硫剂喷射装置的入口连接，脱硫剂喷射装置的出口与脱硫塔连接，其特征在于：流化管道装置设有热风流化风机，热风流化风机设有入风口和出风口，热风流化风机的出风口与流化管道装置的入口连接。

2.权利要求1所述的设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置，其特征在于：所述热风流化风机的入风口设有蒸汽供给装置。

3.权利要求1所述的设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置，其特征在于：所述热风流化风机的入风口设有热空气供给装置。

4.权利要求1所述的设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置，其特征在于：循环灰增湿输送器设有双螺旋输送搅拌装置。

5.权利要求1所述的设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置，其特征在于：烟气入口与脱硫塔入口之间设有文丘里管，脱硫剂喷射装置的出口与所述文丘里管的扩散部连接。

6.权利要求1所述的设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置，其特征在于：脱硫塔出口和除尘器入口处设有活性炭喷射装置，活性炭喷射装置的出口设在脱硫塔的出口和除尘器的入口之间。

7.权利要求1所述的设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置，其特征在于：除尘器是布袋除尘器。

8.权利要求1所述的设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置，其特征在于：设有自动控制系统，执行机构、动力装置与自动控制系统电连接。

9.权利要求8所述的设有热风流化风机的循环灰增湿半干法烟气脱硫装置，其特征在于：设有检测传感器，包括压力、温度、湿度、酸碱度、流量、料位、粉尘量、铅、锌、砷、二恶英的检测传感器，所述检测传感器设置1类或多类，每类检测传感器设置1个或多个，所述检测传感器与所述自动控制系统电连接。

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