CN101632894A - 半干式烟气脱硫的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于烟气净化技术领域，特别涉及一种半干式烟气脱硫的方法及装置。它包括脱硫器、烟气进气口、烟气排气口、喷水装置，其特征在于脱硫器采用卧式旋转筒状烟气脱硫器，在卧式旋转筒状烟气脱硫器的筒体的一端与进气烟道连接，卧式旋转筒状烟气脱硫器的筒体的另一端与排气烟道连接，在卧式旋转筒状烟气脱硫器上烟气排气口侧设有脱硫剂的加入口，卧式旋转筒状烟气脱硫器烟气进气口侧的下部设有脱硫渣的排出口，在卧式旋转筒状烟气脱硫器上还设有喷淋水设施。采用上述装置进行烟气脱硫具有流程短，设备少，占地面积小、建设投资低，运行费用少，二次污染小，维护简单等优点，适用于各类燃煤锅炉或烧结机等排放的烟气脱硫净化。

Description

半干式烟气脱硫的方法及装置

技术领域

本发明属于烟气净化技术领域，特别涉及一种半干式烟气脱硫的方法及实现该方法的装置。

背景技术

烟气脱硫按反应产物的形态可分为湿法、半干法和干法三种。

已在采用的湿法脱硫技术如石灰石-石膏法存在着投资成本高、运行费用高和二次水污染的问题。

干法烟气脱硫工艺具有设备腐蚀小、净化后烟气温高而有利于烟囱排气扩散、还能同时脱除烟气中含有的氮氧化物等优点，但脱硫效率低、反应速度较慢、建设投资大。

国外开发的一种半干法烟气脱硫工艺是石灰浆吸收剂喷入吸收塔后与烟气中的二氧化硫发生化学反应生成灰渣亚硫酸钙的工艺方法，该工艺利用烟气热量蒸发灰渣中的水分，干燥后生成固体粉尘。但该法存在设备和管道易堵、吸收塔内固体沉积结垢、喷雾器磨损、装置腐蚀、系统压降大等缺陷。

近年，国内许多单位相继开发出适合我国国情的半干法烟气脱硫技术，如清华大学中温干法烟气脱硫和蒸汽活化技术等。

日前湖南省科技厅组织通过了一种石灰石半干法烟气脱硫技术的鉴定。该技术的脱硫塔由多个大小相同、容量相等的反应室构成，每个反应室中装满粒径为10mm～15mm的石灰石颗粒。反应室的顶部和侧面中上部设有洒水喷头，定时、定量向石灰石的表面覆盖一层薄水膜。当烟气中的二氧化硫与覆盖着水膜的石灰石颗粒进行接触，通过扩散进入水膜中与石灰石发生化学反应，反应产生的副产物80％以上为石膏晶体。

与本发明接近的石灰石半干法烟气脱硫的典型工艺流程如图1所示。

如图1所示：来自于烟道的待脱硫烟气A从底部进入脱硫反应器B，并大体沿自下而上的方向移动。呈颗粒状的原料石灰石等脱硫剂C适时补加到脱硫反应器B中。进入脱硫反应器的石灰石C等脱硫剂受重力作用向下移动。脱硫反应器B的顶部或上中部设有洒水设施D，并适时向脱硫反应器B中的石灰石喷水，使石灰石表面覆有水膜。烟气中的二氧化硫等被水膜吸收形成亚硫酸等酸性液体与石灰石的主要成分碳酸钙发生置换反应，生成亚硫酸钙等化合物。亚硫酸钙则可在空气中缓慢氧化成硫酸钙。半干法烟气脱硫技术生成的灰渣多由亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙、氢氧化钙、氯化钙、氟化钙发以及飞灰等组成，以下简称为脱硫渣。自脱硫反应器底部外排的表面附有脱硫渣的物料输送到筛分设施E。筛下物为脱硫渣等。以石灰石为主的筛上物料G经输送装置与原料石灰石C混合后送入脱硫反应器B中。脱硫后废气H自上部离开脱硫反应器后可经烟囱J外排。

目前，石灰石半干法脱硫装置还鲜有在较大容量机组上使用的业绩。对前述竖向布置、被脱硫烟气沿着脱硫剂颗粒间的孔隙迂回上升、在反应器的顶部或侧面布有喷水设施、润湿石灰石等脱硫剂颗粒表面后的以其液相水吸收烟气中的二氧化硫等酸性气体的工艺方法，在运行机理上类似于化工业常用的气体吸收填料塔。气相的被脱硫烟气与液相水在乱堆填料石灰石等脱硫剂颗粒中逆流穿行，极易使填料层内下行的液体产生偏流、沟流、股流，以至壁流，从而恶化填料层气体吸收操作的工况。脱硫器的当量直径愈大.石灰石等脱硫剂颗粒的填料床层愈高，则产生偏流、沟流、股流，以至壁流等的现象愈严重，放大效应越强，致使传质吸收二氧化硫等酸性气体的效率明显下降。尽管存在着石灰石等脱硫剂颗粒构成的乱堆填料床层受重力影响缓慢下移，或多或少有利于缓解放大效应，但可以认为这种效应的弊病仍不容忽视。日前在湖南省科技厅组织鉴定通过的一种石灰石半干法烟气脱硫技术中，尽量避免放大效应是该技术采用的脱硫塔由多个大小相同、容量相等的反应室而构成的关键因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半干式烟气脱硫的方法，它排除了竖向布置的大口径散装脱硫剂颗粒填料的脱硫装置易产生放大效应而降低脱硫效率的因素。通过被旋转滚动搅拌的脱硫剂颗粒表面的充分湿润，以及烟气与被搅拌脱硫剂颗粒之间的错流运动提高了脱硫效率；它还在同一设备中实现了烟气脱硫与脱硫剂的再生、脱硫渣的分离等功能的集成化。

本发明的另一个目的是提供一种实现上述目的所采用的卧式旋转筒状烟气脱硫器。该设备流程短，设备少，占地面积小、建设投资低，运行费用少，二次污染小，维护简单。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

一种半干式烟气脱硫的方法，其特征在于：

由生产装置来的被脱硫的烟气从卧式旋转筒状烟气脱硫器的筒体的一端进气口进入到该脱硫器中，烟气沿该卧式旋转筒状烟气脱硫器的轴向向前移动，同时与在卧式旋转筒状烟气脱硫器内装的、经安装在卧式旋转筒状脱硫器上的喷淋水设施加湿后沿卧式旋转筒状烟气脱硫器的轴向作周向旋转的脱硫剂作用，除去二氧化硫及其它酸性气体，经脱硫净化后的烟气从卧式旋转筒状烟气脱硫器的筒体的另一端排气口排出，其脱硫剂从卧式旋转筒状烟气脱硫器上所设的脱硫剂的加入口添加，脱硫渣从卧式旋转筒状烟气脱硫器上所设的脱硫渣排出口排出。

所述的脱硫剂颗粒在设置在卧式旋转筒状烟气脱硫器内壁上的螺旋导流板的作用下从卧式旋转筒状烟气脱硫器的筒体的两端沿轴向向卧式旋转筒状烟气脱硫器内往高向聚敛。

所述的脱硫渣是经在卧式旋转筒状烟气脱硫器的烟气进口侧设置的脱硫渣的经筛分室的筛分实现与脱硫剂的脱离，筛分后的脱硫渣落入筛分室的下部所设的盛粉料容器，并经自动输灰机排出。

一种实现半干式烟气脱硫的方法的装置，包括脱硫器、烟气进气口、烟气排气口、喷淋水装置，其特征在于脱硫器采用卧式旋转筒状烟气脱硫器，在卧式旋转筒状烟气脱硫器的筒体的一端设有烟气进气口与进气烟道连接，卧式旋转筒状烟气脱硫器的筒体的另一端设有烟气排气口与排烟烟道连接，在卧式旋转筒状烟气脱硫器上烟气排气口侧设有脱硫剂的加入口，卧式旋转筒状烟气脱硫器上烟气进气口侧设有脱硫渣的排出口，在卧式旋转筒状烟气脱硫器上还设有喷淋水设施。

所述的卧式旋转筒状烟气脱硫器内壁设置螺旋导流板。

所述的卧式旋转筒状烟气脱硫器内壁设置的螺旋导流板为旋转导流方向相反的两套螺旋导流板，烟气排气口侧螺旋导流板的轴向长度长于烟气进气口侧螺旋导流板的轴向长度。

所述的螺旋导流板为宽窄不同局部开孔的导流板。

所述的在卧式旋转筒状烟气脱硫器的烟气进口侧设有脱硫渣筛分室，在脱硫渣的筛分室的下部设有盛粉料容器和自动输灰机。

所述的脱硫渣的筛分室由在卧式旋转筒状烟气脱硫器侧壁上所开的可筛分粉料的缝隙或筛孔，以及设在缝隙或筛孔段的周边的带有排灰口的盛粉料容器所组成。

所述的喷淋水设施设置在卧式旋转筒状脱硫器的烟气进气口处、设置在卧式旋转筒状脱硫器的烟气排气口处、分别设置在卧式旋转筒状烟气脱硫器的烟气进气口和排气口两端或分别设置在卧式旋转筒状烟气脱硫器的烟气进气口和排气口两端的同时在卧式旋转筒状烟气脱硫器筒内沿轴向再设置一喷水管。

本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：

1.由于采用了上述卧式旋转筒状烟气脱硫器进行烟气脱硫的方法，使脱硫反应与筛分功能实现了一体化。不在卧式旋转筒状烟气脱硫器工序前设置烟气除尘工序，即将烟气除尘工序的除尘功能，合并于卧式旋转筒状烟气脱硫器工序中。

原工艺装置的反应器与筛分部分分置。

2.由于在卧式旋转筒状烟气脱硫器内的脱硫剂颗粒随着脱硫器的旋转被带动着围绕该设备的轴向做周向运动，脱硫烟气则在不稳定的脱硫剂床层的颗粒缝隙间迂回前移，即烟气与被搅拌的脱硫剂颗粒之间的错流运动，使其相互间的碰撞几率相对增加；脱硫剂颗粒之间因碰撞破碎而产生的小颗粒，可有效地提高脱硫剂的比表面积；脱硫剂颗粒之间因碰撞不断剥离掉脱硫剂颗粒表面的脱硫渣，从而实现了脱硫剂的再生，这均有利于提高烟气脱硫效率。

在原工艺装置的烟气脱硫器中，脱硫烟气则在相对稳定的脱硫剂床层的颗粒缝隙间曲折上移。

3.由于采用了卧式旋转筒状烟气脱硫器，旋转式烟气脱硫器的搅拌作用，根绝了通常为竖向布置的烟气脱硫吸收塔的液相水沿石灰石等脱硫剂颗粒填料床层下行产生放大效应的可能性及其由此产生的对烟气脱硫反应器大型化的限制因素；石灰石等脱硫剂颗粒被补加水均匀润湿，对提高烟气脱硫效率非常有利。

4.减少了脱硫剂脱离反应器的筛分循环量，避免或减少了筛分过程中的热损失，有利于保持脱硫后烟气的较高温度，或可将这部分热量用于增补水分的蒸发，而增补的水分有助于提高脱硫效率。

附图说明

图1为现有技术的生产工艺简图。

图2为实现发明半干式烟气脱硫方法的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

参见图2，本发明的一种半干式烟气脱硫的方法，其特征在于：

由生产装置来的被脱硫的烟气从卧式旋转筒状烟气脱硫器的筒体的一端进气口1进入到该脱硫器4中，烟气沿该卧式旋转筒状烟气脱硫器4的轴向向前移动，同时与在卧式旋转筒状烟气脱硫器4内装的、经安装在卧式旋转筒状脱硫器上的喷淋水设施加湿后沿卧式旋转筒状烟气脱硫器4的轴向作周向旋转的脱硫剂作用，除去二氧化硫及其它酸性气体，经脱硫净化后的烟气从卧式旋转筒状烟气脱硫器4的筒体的另一端排气口7排出，所述的脱硫剂可从卧式旋转筒状烟气脱硫器上所设的脱硫剂的加入口6添加。脱硫剂源于加入口上方的料仓5。脱硫渣从卧式旋转筒状烟气脱硫器上所设的脱硫渣排出口排出。

实现本发明上述方法的半干式烟气脱硫装置，其特征在于：包括脱硫器、烟气进气口1、烟气排气口8、喷水装置，其特征在于脱硫器采用卧式旋转筒状烟气脱硫器4，类似于回转窑，整个卧式旋转筒状烟气脱硫器的筒体由多个托轮部件支撑，边缘齿轮传动，传动部分由现有的减速机、小齿轮、电机等构成，并有控制窜动的挡轮设施，在筒体内镶有耐腐蚀、耐磨的防滑衬板，以提高筒体的使用寿命，其内衬是可拆换的。在卧式旋转筒状烟气脱硫器4的筒体的一端设有烟气进气口1与进气烟道连接，卧式旋转筒状烟气脱硫器的筒体的另一端设有烟气排气口7与排烟烟道连接，进入脱硫器的烟气沿该卧式旋转筒状烟气脱硫器的轴向向前移动。在卧式旋转筒状烟气脱硫器4上烟气排气口7侧设有脱硫剂的加入口6，卧式旋转筒状烟气脱硫器4上烟气进气口1侧下部设有脱硫渣的排出口，在卧式旋转筒状烟气脱硫器4上还设有喷淋水设施9。

本发明在上述装置卧式旋转筒状烟气脱硫器4的内壁设置螺旋导流板12，脱硫剂颗粒在设置在卧式旋转筒状烟气脱硫器内壁上的螺旋导流板12的作用下，使脱硫剂从卧式旋转筒状烟气脱硫器的筒体的两端，沿轴向向内，往高向聚敛。所述的卧式旋转筒状烟气脱硫器内壁设置的螺旋导流板12为旋转导流方向相反的两套螺旋导流板，烟气排气口侧螺旋导流板的轴向长度长于烟气进气口侧螺旋导流板的轴向长度；所述的螺旋导流板12为宽窄不同局部开孔的导流板。其导流板12不仅可使脱硫剂石灰石颗粒在卧式旋转筒状烟气脱硫器内往高向聚敛，同时也起到了保持石灰石颗粒的适当透气性的作用。这样，除烟气脱硫器的两端部外，物料高度应不低于在旋转运动中处于最上方的螺旋导流板12的开孔处。

本发明在上述装置中的卧式旋转筒状烟气脱硫器4的烟气进口侧设有脱硫渣的筛分室3，在脱硫渣的筛分室3的下部设有盛粉料容器10和自动输灰机9。所述的脱硫渣的筛分室3由在卧式旋转筒状烟气脱硫器侧壁上所开的可筛分粉料的缝隙11或筛孔，设在缝隙11或筛孔段的周边的带有排灰口的盛粉料容器10所组成。脱硫渣经筛分室的筛分实现与脱硫剂的脱离，筛分后的脱硫渣落入筛分室3的下部所设的盛粉料容器11并经自动输灰机9排出。所排出物料可用于水泥、建材、筑路等行业的原料。

本发明在上述装置中的还设有喷淋水装置，所述的喷淋水设施8设置在卧式旋转筒状脱硫器的烟气进气口处，还可以设置在卧式旋转筒状脱硫器的烟气排气口处，喷淋水设施8也可以分别设置在卧式旋转筒状烟气脱硫器的烟气进气口和排气口两端，或喷淋水设施8分别设置在卧式旋转筒状烟气脱硫器的烟气进气口和排气口两端的同时，还在卧式旋转筒状烟气脱硫器筒内沿轴向再设置一喷水管13。

喷淋水装置可根据卧式旋转筒状烟气脱硫器的长短等可采用上述不同方式固定。如两端可固定在烟道上，中部可利用轴承支架等支撑在卧式旋转筒状烟气脱硫器的内筒壁上。根据待脱硫烟气的温度、湿度等，喷淋水装置可往烟气或脱硫剂石灰石中喷洒水、水蒸汽或水雾等。

脱硫剂石灰石随着卧式旋转筒状烟气脱硫器的旋转被带动着围绕该设备的轴向做周向运动，卧式旋转筒状烟气脱硫器的转速不宜过快，其转速可随直径的大小而不尽相同，但以其内装石灰石等脱硫剂颗粒的表面能均匀湿润为宜。此外脱硫器的烟气排气口处较其烟气进口处的石灰石等脱硫剂颗粒表面湿润度宜明显大些。烟气净化后从排烟口排出，未反应的脱硫剂在脱硫器内旋转磨擦撞击后，回落到脱硫器内循环使用，以提高脱硫剂的利用率。

本发明所述的脱硫剂一般为石灰石。

基于环保要求，本发明在所述的卧式旋转筒状烟气脱硫器与烟气进气口和烟气出气口的两端烟道口的结合部分别设有密封圈2。其目的是为了使卧式旋转筒状烟气脱硫器防尘、防泄漏。此外，尚可将卧式旋转筒状烟气脱硫器及其两端与烟道的结合部置于防尘、防噪声、防泄漏的密封室内；亦可仅将卧式旋转筒状烟气脱硫器的某端部或含筛分室3的卧式旋转筒状烟气脱硫器的某端部及卧式旋转筒状烟气脱硫器的传动部分部置于防尘、防噪声、防泄漏的密封室内。

本发明在所述的卧式旋转筒状烟气脱硫器上设有物料高度仪表检测仪，用以检测脱硫器内的物料高度，进而控制补加来自于脱硫剂料仓5的粒径为15mm～25mm的原料石灰石量；卧式旋转筒状烟气脱硫器的两端或其内部，以及筛下粉料等处设有温度传感器、湿度传感器，用以检测进、出脱硫器或在脱硫器内烟气的温度和湿度，并可结合出口烟气的脱硫效果，控制卧式旋转筒状烟气脱硫器的相应各部所需补充的水量。

为满足脱硫烟气处理量的要求，多个卧式旋转筒状烟气脱硫器可以并联方式成组布置；为保证脱硫效率，多个卧式旋转筒状烟气脱硫器亦可以串联形式成组布置；为同时满足上述两方面的要求，多个卧式旋转筒状烟气脱硫器可以串、并联方式成组布置。

本发明的设备具有流程短，设备少，占地面积小、建设投资低，运行费用少，二次污染小，维护简单等优点，适用于各类燃煤锅炉或烧结机等排放的烟气脱硫净化。

Claims (10)

1、一种半干式烟气脱硫的方法，其特征在于：

由生产装置来的被脱硫的烟气从卧式旋转筒状烟气脱硫器的筒体的一端进气口进入到该脱硫器中，烟气沿该卧式旋转筒状烟气脱硫器的轴向向前移动，同时与在卧式旋转筒状烟气脱硫器内装的、经安装在卧式旋转筒状脱硫器上的喷淋水设施加湿后沿卧式旋转筒状烟气脱硫器的轴向作周向旋转的脱硫剂作用，除去二氧化硫及其它酸性气体，经脱硫净化后的烟气从卧式旋转筒状烟气脱硫器的筒体的另一端排气口排出，其脱硫剂从卧式旋转筒状烟气脱硫器上所设的脱硫剂的加入口添加，脱硫渣从卧式旋转筒状烟气脱硫器上所设的脱硫渣排出口排出。

2、根据权利要求1所述的半干式烟气脱硫的方法，其特征在于所述的脱硫剂颗粒在设置在卧式旋转筒状烟气脱硫器内壁上的螺旋导流板的作用下从卧式旋转筒状烟气脱硫器的筒体的两端沿轴向向卧式旋转筒状烟气脱硫器内往高向聚敛。

3、根据权利要求1所述的半干式烟气脱硫的方法，其特征在于所述的脱硫渣经筛分室的筛分实现与脱硫剂的脱离，筛分后的脱硫渣落入筛分室的下部所设的盛粉料容器，并经自动输灰机排出。

4、一种实现权利要求1所述的半干式烟气脱硫的方法的装置，包括脱硫器、烟气进气口、烟气排气口、喷淋水装置，其特征在于脱硫器采用卧式旋转筒状烟气脱硫器，在卧式旋转筒状烟气脱硫器的筒体的一端设有烟气进气口与进气烟道连接，卧式旋转筒状烟气脱硫器的筒体的另一端设有烟气排气口与排烟烟道连接，在卧式旋转筒状烟气脱硫器上烟气排气口侧设有脱硫剂的加入口，卧式旋转筒状烟气脱硫器上烟气进气口侧设有脱硫渣的排出口，在卧式旋转筒状烟气脱硫器上还设有喷淋水设施。

5、根据权利要求4所述的半干式烟气脱硫的方法的装置，其特征在于所述的卧式旋转筒状烟气脱硫器内壁设置螺旋导流板。

6、根据权利要求5所述的半干式烟气脱硫的方法的装置，其特征在于所述的卧式旋转筒状烟气脱硫器内壁设置的螺旋导流板为旋转导流方向相反的两套螺旋导流板，烟气排气口侧螺旋导流板的轴向长度长于烟气进气口侧螺旋导流板的轴向长度。

7、根据权利要求5所述的半干式烟气脱硫的方法的装置，其特征在于所述的螺旋导流板为宽窄不同局部开孔的导流板。

8、根据权利要求4所述的半干式烟气脱硫的方法的装置，其特征在于所述的在卧式旋转筒状烟气脱硫器的烟气进口侧设有脱硫渣的筛分室，在脱硫渣的筛分室的下部设有盛粉料容器和自动输灰机。

9、根据权利要求8所述的半干式烟气脱硫的方法的装置，其特征在于所述的脱硫渣的筛分室由在卧式旋转筒状烟气脱硫器侧壁上所开的可筛分粉料的缝隙或筛孔，以及设在缝隙或筛孔段的周边的带有排灰口的盛粉料容器所组成。

10、根据权利要求4所述的半干式烟气脱硫的方法的装置，其特征在于所述的喷淋水设施设置在卧式旋转筒状脱硫器的烟气进气口处、喷淋水设施设置在卧式旋转筒状脱硫器的烟气排气口处、喷淋水设施分别设置在卧式旋转筒状烟气脱硫器的烟气进气口和排气口两端或喷淋水设施分别设置在卧式旋转筒状烟气脱硫器的烟气进气口和排气口两端的同时在卧式旋转筒状烟气脱硫器筒内沿轴向再设置一喷水管。

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