CN105233661A - 一种半干法脱硫塔装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半干法脱硫塔装置，包括入口烟道、烟气入口导流板、一级增湿活化喷嘴、脱硫剂粉分配器、一级多管文丘里、回料管、二级增湿活化喷嘴、二级单管文丘里、预留增湿活化喷嘴、渐扩方接圆管、气固分离挡板、出口烟道、脱硫塔本体、灰斗。一级多管文丘里管连接脱硫塔下筒体和脱硫塔中筒体，二级单管文丘里管连接脱硫塔上筒体和脱硫塔中筒体，渐扩方接圆管连接脱硫塔上筒体和出口烟道，灰斗与脱硫塔下筒体相连。工作时，含SO₂的烟气从入口烟道进入脱硫塔下筒体，在一级多管文丘里管的作用下，下层的循环流化床主要集中悬浮较大颗粒的脱硫剂粉，在二级单管文丘里管的作用下，上层的循环流化床主要集中悬浮较小颗粒的脱硫剂粉，从而使而实现两级循环流化脱硫效果。

Description

一种半干法脱硫塔装置

技术领域

本发明涉及半干法脱硫技术，具体涉及一种半干法脱硫塔装置，实现两级循环流化脱硫效果。

背景技术

国内外主要的脱硫技术主要分为湿法、干法及半干法三种，干法及半干法脱硫效果较好的是循环流化床工艺系统，其主要设备为脱硫塔。脱硫塔主要由文丘里管、筒体、进出口烟道等组成。文丘里管的作用是使该区气流形成湍流互相撞击和摩擦，使脱硫剂表面形成的副产物脱落，从而使脱硫剂颗粒表面裸露，进一步发生脱硫反应。

目前，对循环流化床烟气脱硫技术的研究主要在于高效脱硫剂制备以及反应器内的流动和结构优化，特别是对脱硫反应器的流场组织以及反应器结构等进行了大量研究工作，如：高建民等提出采用内循环多级喷动结构的循环流态化组织方式，以强化脱硫塔颗粒内部循环；专利ZL200620022949.2中采用在脱硫塔顶部增加一个扰流板来强化脱硫剂的内循环；王翠萍等提出采用大孔射流布风板代替通常的流化床布风板，以降低反应器入口段流动阻力，均匀床内流场，强化内循环；专利ZL200520075273.9通过在脱硫塔底部增加一个导流板来解决由于烟气进口位置所引起的脱硫塔内流场分布不均匀、不对称问题；刘会娥等在流化床内加入钝体式内构件以加强气固流场的扰动，改善反应器内颗粒的浓度分布。

然而，尽管研究者针对脱硫塔内的流动方式进行了大量的改进措施，也设计了多种不同结构的文丘里结构，但普遍仍然在以下几方面的问题：(1)流化床内脱硫剂混合不均匀；(2)采用喷浆/喷粉方式，容易发生颗粒粘结、粘壁等问题，甚至堵塞管道，增大压力损失；(3)脱硫剂利用率不高，烟气携带出去的脱硫剂偏多，增加后端布袋除尘的压力。

发明内容

本发明为解决其技术问题，针对现有技术的不足，提供一种半干法脱硫塔装置，实现两级循环流化脱硫效果。这种脱硫塔结构具有以下几个优点：（1）脱硫塔具有两级循环流化床，提高脱硫剂的分散程度及均匀性，避免脱硫剂出现塌床现象，提高脱硫效率；（2）多级喷水增湿可及时给干燥的脱硫剂补水增湿，避免一次喷水过多造成脱硫剂粘结或粘壁等问题；（3）气固分离直板与折板配合使用的布置方式不仅可以减小烟气阻力，而且还可提高脱硫剂与烟气的分离效率。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案，包括入口烟道，烟气入口导流板，一级增湿活化喷嘴，脱硫剂粉分配器，一级多管文丘里管，回料管，二级增湿活化喷嘴，二级单管文丘里管，预留增湿活化喷嘴，渐扩方接圆管，气固分离挡板，出口烟道，脱硫塔本体，灰斗。

脱硫塔本体由脱硫塔上筒体、脱硫塔中筒体及脱硫塔下筒体三部分组成；一级多管文丘里管连接脱硫塔下筒体和脱硫塔中筒体，二级单管文丘里管连接脱硫塔上筒体和脱硫塔中筒体；渐扩方接圆管连接脱硫塔上筒体和出口烟道；烟气入口导流板安装于脱硫塔下筒体内，正对着入口烟道，一级增湿活化喷嘴安装在脱硫塔下筒体上端；两个脱硫剂分配器布置在一级多管文丘里管下部的斜壁上；二级增湿活化喷嘴安装在脱硫塔中筒体上端，回料管安装在脱硫塔中筒体下方；预留增湿活化喷嘴安装在脱硫塔上筒体内；气固分离挡板安装在出口烟道内；灰斗与脱硫塔下筒体相连。

所述的半干法脱硫塔装置具有一级多管文丘里管和二级单管文丘里管，两个文丘里管将整个脱硫塔分隔成了两个循环流化床，其中二级单管文丘里管的烟气流通截面积是一级多管文丘里管烟气流通截面积的2~3倍。这种文丘里管的布置方式使得下层的一级多管文丘里管出口风速很高，而上层的二级单管文丘里管出口风速较低，从而使下层的循环流化床主要集中悬浮较大颗粒的脱硫剂粉，而上层的循环流化床主要集中悬浮较小颗粒的脱硫剂粉，实现两级循环流化脱硫效果。

所述的一级多管文丘里管，进出口端均进行了渐扩处理，渐扩后直径是扩管前的1.2~1.6倍，进口端文丘里管扩孔主要是起到引流作用，降低文丘里管对烟气的阻力，出口端扩孔是为了使烟气分布更均匀。

所述的气固分离挡板包括气固分离直板与气固分离折板，挡板与水平面的夹角为30~60°，在出口烟道拐弯外侧使用2~5块直板，拐弯内侧使用2~5折板。由于粉尘质量较大，惯性较大，当粉尘撞击挡板时，会形成一个反向的冲击力，加上粉尘的重力作用下，粉尘运动方向会发生改变，从而达到烟气及粉尘分离，减少粉尘被气流携带出去。

所述的脱硫剂分配器布置在一级多管文丘里下部的斜壁上，从文丘里管的下部喷入到脱硫塔下筒体内，两个脱硫剂分配器喷出的脱硫剂与烟气及喷射的水雾经文丘里管后充分混合，文丘里管出口的高速气流作用使这种混合更加充分，更加激烈。

所述的一级增湿活化喷嘴安装在脱硫塔下筒体内，二级增湿活化喷嘴安装在脱硫塔中筒体内，分别布置在两个文丘里管入口前端，喷入的雾化水经过文丘里管后，与烟气进行了充分的混合，在高温烟气作用下充分的蒸发，保证了进入脱硫除尘器中的灰具有良好的流动性，避免了可能出现的循环灰粘壁现象。另外喷入水雾的目的还有：1）使烟气温度迅速降至脱硫反应的最佳温度(70～80℃)；2）为脱硫剂和烟气中的SO₂发生化学反应提供条件。在脱硫剂与烟气充分混合、相互激烈碰撞的过程中，烟气中的SO₂、SO₃、HCl、HF等有害气体通过化学反应得以脱除；3）二级增湿活化喷嘴可及时为干燥的脱硫剂补水增湿，提高脱硫剂的反应活性。

所述的预留增湿活化喷嘴设置在脱硫塔上筒体内，二级单管文丘里上端，若脱硫效率达不到要求，可启用预留增湿活化喷嘴，进行喷射水雾，提高脱硫效率。

所述的回料管是将脱硫塔出口收集到的脱硫剂重新循环利用，通过回料管重新输送到脱硫塔中进行吸收反应。

工作时，含SO₂的烟气从入口烟道进入脱硫塔下筒体底部，在烟气入口导流板的导流作用下到达一级多管文丘里管下端，与一级增湿活化喷嘴喷出的水雾及由脱硫剂分配器喷出的脱硫剂一起进入一级多管文丘里管进行充分混合，烟气流经一级多管文丘里管后气流速度加速，将脱硫剂冲击上升，脱硫剂与烟气在脱硫塔中筒体内发生湍流、磨擦，使得烟气中的SO₂等酸性气体与脱硫剂发生反应。其中有一部分颗粒较小，质量较轻的脱硫剂粉与烟气及二级增湿活化喷嘴喷出的水雾一起经过二级单管文丘里管后，进入上层的循环流化床，由于二级单管文丘里管烟气截面积是一级多管文丘里管截面积的2~3倍，因此，其气流速度较低，所以形成的二级循环流化床主要集中悬浮那些细颗粒小的脱硫剂粉，进行二次脱硫。在脱硫塔出口烟道处安装的气固分离挡板，将烟气中的一部分脱硫剂阻挡再次回到循环流化床进行反应。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1为入口烟道，2为烟气入口导流板，3为一级增湿活化喷嘴，4为脱硫剂粉分配器，5为一级多管文丘里，6为回料管，7为二级增湿活化喷嘴，8为二级单管文丘里，9为预留增湿活化喷嘴，10为渐扩方接圆管，11-1为气固分离直板，11-2为气固分离折板，12为出口烟道，13-1为脱硫塔上筒体，13-2为脱硫塔中筒体，13-3为脱硫塔下筒体，14为灰斗。

具体实施方式

本具体实施例提供一种半干法脱硫塔，包括入口烟道1，烟气入口导流板2，一级增湿活化喷嘴3，脱硫剂粉分配器4，一级多管文丘里管5，回料管6，二级增湿活化喷嘴7，二级单管文丘里管8，预留增湿活化喷嘴9，渐扩方接圆管10，气固分离直板11-1，气固分离折板11-2，出口烟道12，脱硫塔上筒体13-1，脱硫塔中筒体13-2，脱硫塔下筒体13-3，灰斗14。

脱硫塔本体13由脱硫塔上筒体13-1、脱硫塔中筒体13-2及脱硫塔下筒体13-3三部分组成；一级多管文丘里管5连接脱硫塔下筒体13-3和脱硫塔中筒体13-2，二级单管文丘里管8连接脱硫塔上筒体13-1和脱硫塔中筒体13-2；渐扩方接圆管10连接脱硫塔上筒体13-1和出口烟道12；烟气入口导流板2安装于脱硫塔下筒体13-3内，正对着入口烟道1，一级增湿活化喷嘴3安装在脱硫塔下筒体13-1上端；两个脱硫剂分配器4布置在一级多管文丘里管5下部的斜壁上；二级增湿活化喷嘴7安装在脱硫塔中筒体13-2上端，回料管6安装在脱硫塔中筒体13-2下方；预留增湿活化喷嘴9安装在脱硫塔上筒体13-1内；气固分离挡板11安装在出口烟道12内；灰斗14与脱硫塔下筒体13-3相连。

上述的半干法脱硫塔具有一级多管文丘里管5和二级单管文丘里管8，两个文丘里管将整个脱硫塔分隔成了两个循环流化床，其中二级单管文丘里管8的烟气流通截面积是一级多管文丘里管5烟气流通截面积的3倍。

上述的一级多管文丘里管5，进出口端均进行了渐扩处理，渐扩后直径是扩管前的1.5倍，进口端文丘里管扩孔主要是起到引流作用，降低文丘里管对烟气的阻力，出口端扩孔是为了使烟气分布更均匀。

上述的气固分离挡板11包括气固分离直板11-1与气固分离折板11-2，挡板与水平面的夹角为50°，在出口烟道拐弯外侧使用2块直板，拐弯内侧使用3块折板。

上述的脱硫剂分配器4布置在一级多管文丘里5下部的斜壁上，从文丘里管的下部喷入到脱硫塔下筒体13-3内，两个脱硫剂分配器4喷出的脱硫剂与烟气及喷射的水雾经文丘里管后充分混合，文丘里管出口的高速气流作用使这种混合更加充分，更加激烈。

上述的一级增湿活化喷嘴3安装在脱硫塔下筒体13-3内，二级增湿活化喷嘴7安装在脱硫塔中筒体13-2内，分别布置在两个文丘里管入口前端，喷入的雾化水经过文丘里管后，与烟气进行了充分的混合，在高温烟气作用下充分的蒸发，保证了进入脱硫除尘器中的灰具有良好的流动性，避免了可能出现的循环灰粘壁现象。

上述的预留增湿活化喷嘴9设置在脱硫塔上筒体13-1内，二级单管文丘里管8上端，若脱硫效率达不到要求，可启用预留增湿活化喷嘴9，进行喷射水雾，提高脱硫效率。

上述的回料管6是将脱硫塔出口收集到的脱硫剂重新循环利用，通过回料管6重新输送到脱硫塔中进行吸收反应。

含SO₂的烟气从入口烟道1进入脱硫塔下筒体13-3底部，在烟气入口导流板2的导流作用下到达一级多管文丘里管5下端，与一级增湿活化喷嘴3喷出的水雾及由脱硫剂分配器4喷出的脱硫剂一起进入一级多管文丘里管5进行充分混合，烟气流经一级多管文丘里管5后气流速度加速，将脱硫剂冲击上升，脱硫剂与烟气在脱硫塔中筒体13-2内发生湍流、磨擦，使得烟气中的SO₂等酸性气体与脱硫剂发生反应。其中有一部分颗粒较小，质量较轻的脱硫剂粉与烟气及二级增湿活化喷嘴7喷出的水雾一起经过二级单管文丘里管8后，进入上层的循环流化床，由于二级单管文丘里管8烟气截面积是一级多管文丘里管截面积的2~3倍，因此，其气流速度较低，所以形成的二级循环流化床主要集中悬浮那些细颗粒小的脱硫剂粉，进行二次脱硫。在脱硫塔出口烟道12处安装的气固分离挡板11，将烟气中的一部分脱硫剂阻挡再次回到循环流化床进行反应。

Claims (6)

1.一种半干法脱硫塔装置，包括入口烟道、脱硫塔本体、喷嘴、文丘里管、脱硫剂粉分配器、出口烟道、灰斗，其特征在于：所述喷嘴包括一级增湿活化喷嘴和二级增湿活化喷嘴，文丘里管包括一级多管文丘里管和二级单管文丘里管，一级增湿活化喷嘴和二级增湿活化喷嘴分别设置在一级多管文丘里管和二级单管文丘里管下端；一级多管文丘里管连接脱硫塔本体的下部和中部，二级单管文丘里管连接脱硫塔本体的上部和中部。

2.根据权利要求1所述一种半干法脱硫塔装置，其特征在于：还包括预留增湿活化喷嘴，设置于脱硫塔上筒体内，二级单管文丘里管上端。

3.根据权利要求1所述一种半干法脱硫塔装置，其特征在于：所述二级单管文丘里管的烟气流通截面积是一级多管文丘里管烟气流通截面积的2~3倍。

4.根据权利要求1所述一种半干法脱硫塔装置，其特征在于：所述出口烟道内设置有气固分离挡板。

5.根据权利要求1或3所述任一种半干法脱硫塔装置，其特征在于：所述一级多管文丘里管进出口端均进行了渐扩处理，渐扩后直径是扩管前的1.2~1.6倍。

6.根据权利要求1或4所述任一种半干法脱硫塔装置，其特征在于：所述气固分离挡板包括气固分离直板与气固分离折板，挡板与水平面的夹角为30~60°，在出口烟道拐弯外侧使用2~5块直板，拐弯内侧使用2~5折板。