CN101670237B - 一种循环流化床烟气脱硫脱氯的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种循环流化床烟气脱硫脱氯的方法：1)旋风分离器分离出离开循环流化床反应器的固体颗粒，并将该固体颗粒和生石灰一起进入加湿器中；2)向加湿器内喷入雾化水滴，加湿固体颗粒将其中的乏脱硫剂活化，加湿生石灰将其消化，然后进入循环流化床反应器中；3)循环流化床反应器中的酸性气体成份与被活化的乏脱硫剂和被消化的石灰发生反应。其装置主要由水泵、循环物料加湿装置、循环流化床反应器等组成。本发明在加湿器中加湿新鲜的脱硫剂和乏脱硫剂，进入循环流化床的物料为潮湿物料，可以解决常规循环流化床内部喷浆造成的结垢；由于取消了常规脱硫系统中石灰的消化、制浆设备，所以不存在喷嘴的磨损堵塞等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种锅炉(焚烧炉)尾部烟气的脱硫脱氯的方法，具体地说涉及一种循环流化床烟气脱硫脱氯的方法。
本发明还涉及一种实现上述方法的装置。
背景技术
当前，相关烟气脱硫技术按产物的状态主要包括三种：湿法、干法和半干法。湿法技术工艺成熟，净化效果好，但系统复杂，投资较高，同时处理过程中要产生废水，需要进一步处理。干法工艺简单，投资和运行费用低，但脱除效率和脱硫剂利用率都很低。半干法工艺包括喷雾干燥工艺和循环流化床工艺，脱除效率高于干法。因为要将石灰浆喷入反应器，所以系统还必须配套生石灰消化和制浆装置，对雾化系统要求高，因此造成设备费用仍较高。喷雾干燥和循环流化床工艺运行过程普遍存在喷嘴存在腐蚀、磨损、堵塞以及壁面结垢的问题，影响系统的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种循环流化床烟气脱硫脱氯的方法。
本发明的又一目的在于提供一种用于实现上述方法的装置。
为实现上述目的，本发明提供的循环流化床烟气脱硫脱氯的方法，其主要步骤包括：
1)旋风分离器分离出离开循环流化床反应器的固体颗粒，并将该固体颗粒和生石灰一起进入加湿器中；
2)向加湿器内喷入雾化水滴，加湿固体颗粒将其中的乏脱硫剂活化，加湿生石灰将其消化，然后进入循环流化床反应器中；
3)循环流化床反应器中的酸性成份(SO2和HCl)与被活化的乏脱硫剂和被消化的石灰发生反应；
4)离开旋风分离器的气固混合物进行二次气固分离。
本发明提供的用于实现上述方法的装置，其主要包括：
循环流化床反应器，其底部与烟气管道连接，出口连接旋风分离器；
旋风分离器的上部的气体出口连接布袋除尘器，下部的物料出口连接循环物料控制阀，形成系统料封；
循环物料控制阀的上端连接旋风分离器，下端连接循环物料加湿器，通过该循环物料控制阀控制循环物料量；
石灰仓，下部通过石灰加料控制阀连接循环物料加湿器，上部留有石灰加料口；
水泵的出水口与循环物料加湿器中的机械雾化喷嘴连接；
循环物料加湿器的出口连接螺旋给料器进口，螺旋给料器为返料系统，将物料送入循环流化床反应器；
布袋除尘器的进口连接旋风分离器的气体出口，布袋除尘器的出口连接一烟囱，布袋除尘器的排料口连接灰仓。
所述的装置，其中，循环流化床反应器为圆筒形结构。
所述的装置，其中，循环物料控制阀为一行星阀，通过行星阀的转速控制循环物料量。
所述的装置，其中，石灰仓为圆筒锥形结构，使石灰以重力进入石灰加料控制阀。
所述的装置，其中，返料系统采用密闭螺旋给料器。
所述的装置，其中，布袋除尘器的出口通过一引风机连接一烟囱。
本发明的创造性在于，在加湿器中加湿新鲜的脱硫剂和乏脱硫剂，进入循环流化床反应器的物料为潮湿物料，从而解决常规循环流化床内部喷浆造成的结垢；由于取消了常规脱硫系统中石灰的消化、制浆设备，所以不存在喷嘴的磨损堵塞等问题。借助循环流化床形成良好的气固接触条件(利于传热传质)，增加气固间宏观反应速率、提高脱硫剂的利用率，同时可减少设备投资和运行费用。
附图说明
图1为本发明的装置系统示意图。
具体实施方式
请参阅图1。本发明的装置包括循环流化床反应器1、旋风分离器2、循环物料控制阀3、石灰仓9、石灰加料控制阀8、水泵7、储水箱6、循环物料加湿器4、螺旋加料器5、布袋除尘器10、灰仓11等部件。其中：
循环流化床反应器1为圆筒形结构，其底部的进口与烟气管道连接，出口连接旋风分离器2。
旋风分离器2为公知设备，其上部的气体出口通过管道连接布袋除尘器10，下部物料出口通过垂直管道连接循环物料控制阀3，从而形成系统料封。
循环物料控制阀3为一行星阀，其下部连接循环物料加湿器4，通过行星阀的转速控制循环物料量。
石灰仓9为圆筒锥形结构，其下部连接石灰加料控制阀8，石灰仓的上部开设有石灰加料口。
石灰加料控制阀8为公知设备，其出口连接循环物料加湿器4。
水泵7为公知设备，水泵的进口连接储水箱6的出水口，水泵的出口通过管道与循环物料加湿器4中的机械雾化喷嘴连接。
循环物料加湿器4为圆筒锥形结构，该循环物料加湿器顶部设置的中央循环物料进口连接循环物料控制阀的出口，其顶部还安装有石灰进口连接石灰加料控制阀。在循环物料加湿器4的内部，循环物料进口的下方安置机械雾化喷嘴。循环加湿器4的下部锥形出口连接螺旋加料器5的进口，潮湿的物料由螺旋给料器送入循环流化床反应器。
布袋除尘器10为公知设备，布袋除尘器的进口连接旋风分离器的气体出口，被净化的气体经管道由引风机12通过管道引入烟筒13排放；布袋除尘器10的下部为排料口，连接灰仓11，定期排灰。
灰仓11为公知设备，其结构为圆筒锥形结构，灰仓11的上部进口连接布袋排料口，下部排料口定期排入罐车。
本发明的循环流化床烟气脱硫脱氯的方法包含如下的步骤：
步骤1：来自锅炉(或焚烧炉)的烟气从管道进入循环流化床反应器1中，石灰仓9中的生石灰(CaO粉)通过可控转速的石灰加料控制阀8由循环物料加湿器4上部进入，从旋风分离器2捕获的固体颗粒(含粉煤灰、脱硫产物和失活的脱硫剂)通过循环物料控制阀由循环物料加湿器顶部进入；
步骤2：水从储水箱由水泵通过管道连接安置于循环物料加湿器内部的机械雾化喷嘴喷入循环物料加湿器中；在循环物料加湿器中下落的固体颗粒和加入的生石灰一起与雾化的水滴在下落的过程中相遇被加湿(消化和活化)，然后通过管道由螺旋加料器加入循环流化床反应器中；
步骤3：在循环流化床反应器中，气固混合物上行过程良好的气固接触条件使酸性组分(SO2和HCl)与被消化的生石灰和经过加湿活化的乏脱硫剂发生反应；
步骤4：气固混合物上行至旋风分离器分离，气体经由管道进入布袋除尘器二次气固分离；
步骤5：净化的气体最后经管道由引风机通过管道引入烟筒排放；
步骤6：布袋除尘器收集的细小颗粒累积一定量后排入灰仓中，然后根据灰的可能利用途径处置。
运行中的参数按照以下的策略进行调节：
根据进口的烟气量和烟气中的酸性成份(SO2和HCl)浓度控制石灰的加料量；
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式中的msh表示石灰加料量(t/h)，Q表示烟气量(Nm3/h)，CSO2表示烟气中的SO2浓度。
根据循环床内的压降控制再循环物料量，压降控制在1.5～3kPa；
根据出口烟气温度控制喷水量，喷水量按3t水/(10万Nm3烟气)控制，出口温度控制在绝热饱和温差15～25℃。
其中生石灰的给料、进水量、循环物料量分别通过控制石灰加料控制阀的转速、水泵的回水阀的开度和循环物料控制阀的转速即可实现。
本发明采用循环物料控制阀和旋风分离器(高效)可以实现物料较高循环倍率，保证循环流化床反应器处于较高的固相浓度状态，从而创造优良的气固接触条件。循环物料加湿器的采用，避免了循环流化床反应器壁面的结垢问题。本发明在绝热饱和温差为15-25℃，并且流化床反应器中气体速度控制在3m/s-7m/s，平均固体停留时间控制在30-200min，以及Ca/(S+0.5Cl)<2)时，采用本发明均能可靠地保证脱除效率。即使烟气中SO2含量高，也能可靠地保证HCl量<50mg/m3(国家标准75mg/m3)、SO2量<160mg/m3(国家标准260mg/m3)。
此外，本发明由于有效强化了脱除反应，使所需的烟气平均停留时间下降，故可以有效降低了床高，使整体结构新颖、紧凑。床体采用普通炭钢，提高了装置运行的可靠性和延长了使用寿命，降低投资和运行费用，易于推广使用。
Claims (7)
1.一种循环流化床烟气脱硫脱氯的装置，其主要包括：
循环流化床反应器，其底部与烟气管道连接，出口连接旋风分离器；
分离器的上部的气体出口连接布袋除尘器，下部的物料出口连接循环物料控制阀，形成系统料封；
循环物料控制阀的上端连接分离器，下端连接循环物料加湿器，通过该循环物料控制阀控制循环物料量；
石灰仓，下部通过石灰加料控制阀连接循环物料加湿器，上部留有石灰加料口；
水泵的出水口与循环物料加湿器中的机械雾化喷嘴连接；
循环物料加湿器的出口连接螺旋给料器进口，螺旋给料器为返料系统，将物料送入循环流化床反应器；
布袋除尘器的进口连接旋风分离器的气体出口，布袋除尘器的出口连接一烟囱，布袋除尘器的排料口连接灰仓；
所述循环流化床烟气脱硫脱氯装置用于脱硫脱氯的方法，其主要步骤包括：
1)分离器分离出离开循环流化床反应器的固体颗粒，并将该固体颗粒和生石灰一起进入加湿器中；
2)向加湿器内喷入雾化水滴，加湿固体颗粒将其中的乏脱硫剂活化，加湿生石灰将其消化，然后进入循环流化床反应器中；
3)循环流化床反应器中的酸性气体成份与被活化的乏脱硫剂和被消化的石灰发生反应；
4)离开分离器的气固混合物进行二次气固分离。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，循环流化床反应器为圆筒形结构。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，循环物料控制阀为一行星阀，通过行星阀的转速控制循环物料量。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，石灰仓为圆筒锥形结构，使石灰以重力进入石灰加料控制阀。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，返料系统采用密闭螺旋给料器。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，布袋除尘器的出口通过一引风机连接一烟囱。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，分离器为旋风分离器。
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