CN102814115A

CN102814115A - 喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置

Info

Publication number: CN102814115A
Application number: CN 201110154702
Authority: CN
Inventors: 闾肖波; 柳叶
Original assignee: SHANGHAI SINOFLUORO SCIENTIFIC CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI SINOFLUORO SCIENTIFIC CO Ltd
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2012-12-12

Abstract

本发明提供一种喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置，包括外壳，外壳上设有气体入口、烟气出口、浆液入口、烟气入口、浆液出口、废料出口，其特征在于，外壳内设有气体喷射器。本发明具有阻力损失小(约900～1600Pa)，脱硫效率高(可达85％以上)，除尘效率高(达97％以上)等特点，可满足工业及生活锅炉烟气除尘脱硫需要，值得推广应用。

Description

喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置

背景技术

本发明提供一种喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置。

技术领域

近年来，我国的大气污染一直是相当严重的。据1981年不完全统计，全国排放的废气中污染物总量达4200*10⁴t，其中烟尘量为1500*10⁴t，平均为1.56t/km²，(全球陆地为0.7t/km²)；二氧化硫为1600*10⁴t，平均为1.67t/km²(全球陆地的负荷只有1.0t/km²)。

大气污染的来源极为广泛，主要有燃料的燃烧、工业生产和交通运输三个方面。燃料燃烧所排放的污染物约占总污染物的70％以上，其中燃煤燃烧产生的占90％以上。我国的能源结构主要是以燃煤为主，因此如何有效地控制燃煤锅炉(包括工业锅炉和生活锅炉)所排放的烟气和硫化物是当务之急。燃煤锅炉与电站锅炉相比，具有数量多(约50万台)，分布广，处于人口稠密的地区，且烟囱排放高度低等特点，所以燃煤锅炉排放的粉尘和二氧化硫对周围环境，特别是城镇环境的污染尤为严重，造成的危害和损失也更大。由此可见，如何有效地控制城镇二氧化硫排放和大气粉尘浓度便显得日益重要。

发明内容

本发明克服现有技术的缺点，提供了一种喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置，其采用的技术方案如下所述。

一种喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置，包括外壳，外壳上设有气体入口、烟气出口、浆液入口、烟气入口、浆液出口、废料出口，其特征在于，外壳内设有气体喷射器。

其中，其所述的气体喷射器上方设置鼓泡区。

其中，在所述的气体喷射器下方设置反应区。

本发明具有阻力损失小(约900～1600Pa)，脱硫效率高(可达85％以上)，除尘效率高(达97％以上)等特点，可满足工业及生活锅炉烟气除尘脱硫需要，值得推广应用。

附图说明

图1是本发明实施例中喷射鼓泡反应器原理剖面图；

图2是本发明实施例中喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置的工艺流程图；

图3是本发明实施例中系统阻力与吸收液浸没喷气管液面高度的关系图；

图4是本发明实施例中固体颗粒浓度对除尘效率的影响图；

图5是本发明实施例中Ca，S摩尔比对脱硫效率的影响图。

主要符号含义：

1、气体入口；2、烟气出口；3、浆液入口；4、鼓泡区；5、气体喷射器；6、烟气入口；7、反应区；8、浆液出口；9、废料出口；

具体实施方式

下面给出本发明的较佳的实施例，这些实施例并非限制本发明的内容。

实施例

大气中二氧化硫的浓度大小是衡量大气污染的重要指标之一。烟气脱硫的主要困难在于二氧化硫浓度低(一般低于0.5％，按体积计)，烟气体积大，二氧化硫总量大，合理的选择烟气脱硫工艺必须考虑环境、经济、社会等多方面因素。据美国环保局统计，广泛采用的烟气脱硫技术仍然是石灰/石灰石脱硫法(约占87％)，因此所研制的喷射鼓泡净化装置就是以石灰/石灰石工艺为基础，在化工设备泡罩塔的基础上开发的一种高效低能耗的脱硫除尘净化装置。其设计思路为：使从锅炉中出来的高温烟气从众多的喷射管中喷射到石灰浆液中，从各管中出来的气体激起大量的泡沫，并且相互干涉，使气泡产生涡流运动，并有内循环的液体喷流作用。这种装置能同时除去二氧化硫和粉尘，由浆液吸收，且有涡流运动和喷流作用。与一般的石灰/石灰石法比较，流程简单，操作容易且简便，设备的压降小，能耗低，没有结垢现象，投资和操作费用都较低。

石灰/石灰石法湿式烟气技术最早由英国皇家化学工业公司提出。在现代的烟气脱硫工艺中，烟气由含亚硫酸钙和硫酸钙的石灰/石灰石浆液洗涤，二氧化硫与浆液中的碱性物质发生化学反应生成亚硫酸盐和硫酸盐。浆液中的固体(包括飞灰)连续地从浆液中分离出来并排往沉淀池，再向清液中加入新鲜石灰或石灰石循环至洗涤塔。影响二氧化硫吸收效率的因素是：液气比，钙硫比，气体流速，浆液pH值，气体中二氧化硫的含水量和吸收塔的结构等。其中，液气比是一个重要的参数，为了保证足够大的气液接触面和避免结垢，要求液气比愈大愈好。以往的喷淋脱硫塔是依靠吸收液的器外循环来达到大的液气比值，这样势必增加设备投资与操作运行费用，喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置可很好地解决这个问题。在通常的外循环吸收塔中气液接触集中于如何有效地分散液滴，而喷射鼓泡反应器则设计了一种气体分布装置，使轻的气体均匀地通过重的液体，使气泡产生涡流运动，并有内循环的液体喷射作用，其原理如图1所示。锅炉烟气由烟气入口6均匀地进入进风箱，通过均布板的折流作用进入喷射管，由喷射管将烟气加速喷入水中，激起的大量气泡，使烟气细化。由于浮力的作用，气泡上升，加上排列组合的喷射管所起的折挡作用，因此将冲击、惯性碰撞、离心喷射、气液涡流搅拌、水膜等除尘机理结合在一起，完成整个除尘脱硫过程。该装置内主要设有两个除尘脱硫区域，一为喷射鼓泡区4，本装置是整个系统的核心；二为反应区7。在鼓泡区4中轻的气体均匀地通过重的液体，使鼓泡产生涡流，并有再循环的液体喷流作用，这种喷流作用，使液体被气体激烈搅拌，而气泡则被涡流液体所细分，气液接触面积增大，使脱硫除尘效率提高。在反应区7，由于烟气鼓泡与气液激烈搅拌，使烟气混合在液体中，因此延长了气液接触时间，使脱硫效率得以提高。烟气脱硫的喷射鼓泡法是一种属于湿式烟气脱硫的石灰法，其化学反应与通常的石灰/石灰石基本相似，不同之处是由于气液接触时间长，氧化完全，石灰的利用率高，几乎是100％。对以石灰为吸收剂的脱硫反应，系统总的反应式为

在喷射鼓泡区，气相二氧化硫传质和石灰溶解度为主要控制步骤，在反应区，晶体生长速率相对缓慢，为主要控制步骤。

喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置的工艺流程如图2所示，含粉尘和二氧化硫的烟气进入喷射鼓泡区与石灰石反应脱除粉尘和二氧化硫。喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置的阻力损失在实际运行过程中，主要受吸收液浸没喷气管深度h的影响。h增加，Δp随之增大。变化趋势如图3所示。喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置的除尘原理与湿式除尘器除尘机理相同，主要是液滴和尘粒之间的惯性碰撞及拦截作用。其除尘效率随入口风速和固体颗粒浓度的增加而提高，其固体颗粒浓度c对除尘效率的影响如图4所示。由图4可知随颗粒浓度的增大，浓度变化对除尘效率的影响作用减弱。

实验表明，Ca，S摩尔比的变化对装置的脱硫效果有很大的影响，如图5所示。由图5可知脱硫效率□2随Ca，S摩尔比k的提高而上升，但当达到一定值后继续增加k值则无明显效果。这是由于熟石灰大部分不溶于水，易于沉淀。若石灰浆浓度过高，则易于堵塞管道和设备。因此在实际应用中，综合考虑其反应性能和利用率问题是非常重要的，Ca，S的摩尔比k一般取1.5左右。在k为1.5左右时，喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置进口烟气二氧化硫平均浓度为704mg/m^-3，净化烟气出口二氧化硫平均浓度为57毫克每立方米，平均脱硫率为85.3％。

本发明中装置的特点：1)脱硫、除尘效率高，据测试，喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置脱硫率达85％以上，除尘效率达97％以上。2)系统运行阻力低，一般湿式除尘脱硫净化器，效率与压力损失是成正比的，高效必须用高能耗来换取。但是喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置因设计合理，气流分布均匀，所以在保证除尘效率大于97％，脱硫效率大于85％，且正常运行的同时，其阻力损失小于1.25*10³Pa。3)防腐性能好，寿命长，该脱硫净化器本体无运行部件，主要部件喷射管采用了耐酸陶瓷管，箱体采用硅质胶泥涂抹，具有结构密实，耐酸碱，耐磨等优点，其防腐性能好，寿命长。4)排灰易，该脱硫净化器采用可封闭式灰斗车，4t/h锅炉每8h排灰一次，灰渣含湿度为30％～40％，故无二次污染，排灰可靠、方便、省时、省力。5)适用性广，由于喷射鼓泡脱硫净化器由多个喷射管组合而成，因此可通过喷射管的任意组合，来满足不同容量锅炉的需要。而且同时可满足工业及生活锅炉烟气除尘脱硫需要。

通过对喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置的实际测试发现，喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置具有阻力损失小(约900～1600Pa)，脱硫效率高(可达85％以上)，除尘效率高(达97％以上)等特点，可满足工业及生活锅炉烟气除尘脱硫需要，值得推广应用。

Claims

1.一种喷射鼓泡式除尘脱硫净化装置，包括外壳，外壳上设有气体入口、烟气出口、浆液入口、烟气入口、浆液出口、废料出口，其特征在于，外壳内设有气体喷射器。

2.如权利要求1所述的净化装置，其特征在于，其所述的气体喷射器上方设置鼓泡区。

3.如权利要求1所述的净化装置，其特征在于，在所述的气体喷射器下方设置反应区。