CN106215676A - 一种设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔，包括塔体，所述塔体的上方设有出风口，塔体的底部设有进风口，所述进风口和塔体之间设有喉腔，所述塔体上设有用于调节塔体内烟气风量的自循环调节装置。所述自循环调节装置包括设于所述出风口上的循环风取风管、设于所述进风口上的循环风送风管、连通所述循环风取风管和循环风送风管的循环管道、设于所述循环管道上的循环风机以及与所述循环风机连接的用于控制自循环调节装置内循环风量的风量控制系统。该半干法脱硫塔处理效果好、处理效率高、设备运行稳定。

Description

一种设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔
技术领域
本发明属于大气污染物处理设备技术领域，尤其涉及一种设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔。
背景技术
众所周知，二氧化硫(SO2)不仅污染空气，直接危害人类健康及动植物生存，而且是形成酸雨的主要物质。酸雨对地球生存环境造成的长久危害极大，更是引起世界各国高度关注。化石能源燃烧是大气中二氧化硫(SO2)的主要来源。烟气脱硫技术是人类消除二氧化硫(SO2)污染的主要手段之一。
烟气脱硫技术按照脱硫剂(又叫脱硫吸收剂)及脱硫产物(又叫脱硫副产品)在脱硫过程中的干湿状态划分，主要有湿法、半干法和干法三种。
其中湿法脱硫具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，应用最为广泛。但普遍存在腐蚀严重、易结垢堵塞、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。人们一直希望找到能够媲美湿法脱硫效率，而又克服了湿法脱硫这些严重缺点的替代技术。半干法倒文氏喷粉增湿悬浮脱硫塔(简称半干法脱硫塔，下同)应运而生。
现有的半干法脱硫塔，其设备的烟气风量、烟气流速、烟气温度、烟气湿度、烟气所含各种大气污染物浓度等理化参数大范围无序变化。尤其是峰值冲击时，处理设备难以适应，处理时间、空间等相对不足。而扩大处理设备容量又会造成投资高、占地面积大、运行成本重等弊端。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种设有烟气自循环调节装置、处理效果好、处理效率高、设备运行稳定的半干法脱硫塔。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔，包括塔体，所述塔体的上方设有出风口，塔体的底部设有进风口，所述塔体上设有用于调节塔体内烟气风量的自循环调节装置。
上述的设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔，优选的，所述自循环调节装置包括设于所述出风口上的循环风取风管、设于所述进风口上的循环风送风管、连通所述循环风取风管和循环风送风管的循环管道、设于所述循环管道上的循环风机以及与所述循环风机连接的用于控制自循环调节装置内循环风量的风量控制系统。
上述的设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔，优选的，所述进风口和塔体之间设有喉腔，所述风量控制系统包括控制器以及设于所述喉腔上的进风量监测器，所述进风量监测器与控制器相连，进风量监测器获取进风量监测信号并将进风量监测信号传送至控制器，所述控制器与循环风机连接，并根据所述进风量监测信号控制循环风量。
上述的设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔，优选的，所述塔体的后部设有一布袋除尘器。
上述的设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔，优选的，所述喉腔上连接一脱硫剂加料装置，所述脱硫剂加料装置包括与喉腔连接的脱硫剂储罐和设于所述脱硫剂储罐与喉腔连接的管道上的喷粉风机。
上述的设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔，优选的，所述塔体的下部设有增湿喷枪。
上述的设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔，优选的，所述塔体的底部设有脱硫剂回收口。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)通过在塔体上设置自循环调节装置，对半干法脱硫塔内的烟气风量进行调节，极大地消除了峰值冲击导致的污染物瞬时超标排放的风险，以及峰值冲击对处理设备造成的危害，化解了各种参数变化量波动过大导致的污染物处理效率下降的问题，大大提高了处理设备对各种工况波动的适应性。
(2)通过风量控制系统可对半干法脱硫塔内烟气风量进行在线监测，并根据监测信号对自循环调节装置内的循环风量进行控制，实现了对半干法脱硫塔内烟气风量的自动调节。
(3)通过在半干法脱硫塔后部设置布袋除尘器，经半干法脱硫塔脱硫处理后的烟气再经过布袋除尘器进一步除尘处理，既能收集回用尚未反应完全的脱硫剂，又能利用附着在布袋除尘器中滤袋上的粉饼再一次脱硫，即典型的NID脱硫，有效提高了该半干法脱硫塔的脱硫效果，能达到媲美经典湿法脱硫效果，而运行维护费用可比经典湿法脱硫降低1/3。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔的结构示意图。
图例说明：
1、塔体；2、出风口；3、进风口；4、喉腔；5、循环风取风管；6、循环风送风管；7、循环管道；8、循环风机；9、控制器；10、进风量监测器；11、布袋除尘器；12、脱硫剂储罐；13、喷粉风机；14、增湿喷枪；15、脱硫剂回收口。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
需要特别说明的是，当某一元件被描述为“连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接连接或连通在另一元件上。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
实施例
如图1所示，本发明设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔的一种实施例，包括塔体1，该塔体1的上方设有出风口2，塔体1的底部设有进风口3，进风口3和塔体1之间设有喉腔4，塔体1上设有用于调节塔体1内烟气风量的自循环调节装置。该自循环调节装置包括设于出风口2上的循环风取风管5和设于进风口3上的循环风送风管6，该循环风取风管5和循环风送风管6通过循环管道7连通，循环管道7上设有循环风机8，该自循环调节装置还包括用于控制自循环调节装置内循环风量的风量控制系统。该风量控制系统包括控制器9和设于喉腔4上的进风量监测器10。该进风量监测器10与控制器9相连，用于获取脱硫塔内进风量监测信号，并将该进风量监测信号传送至控制器9。该控制器9与循环风机8相连，根据收到的进风量监测信号控制循环风量，进而实现对脱硫塔内烟气风量的调节。该循环风量设定为0％～100％设备额定处理风量，且连续可调，不管流经脱硫塔的烟气风量等参数如何波动，均能把喉腔4处断面迭加风速平均值控制在6～8m/s的脱硫优化参数之间，以稳定脱硫塔的工作状态，同时延长了污染物处理时间，脱硫效率始终能够稳定在所要求的范围内，可有效防止各种因素导致的二氧化硫排放超标。
其烟气自循环调节过程如下：设于进风口3上的进风量监测器10对进入塔体1内的烟气风量进行在线监测生成进风量监测信号，并将进风量监测信号传送至控制器9；控制器9接收到进风量监测信号后进行运算，并根据运算结果控制循环风机8对循环风量进行调节；其中，运算和调节的具体过程为：按下式计算实时流量百分数K1：K1＝[(Q0-Q1)/Q0]×100％；当K1〈K0时，控制器9控制循环风机8增加循环风量，直至将循环风量增大至K1＝K0；当K1〉K0时，控制器9控制循环风机8减小循环风量，直至将循环风量调节至K1＝K0；上式中，Q0为基准流量，为一常数，单位为m3/h；Q1为进风量监测器10在线监测的实时进风量，单位为m3/h；K0为根据设备的处理要求设定的控制器9的流量调节百分数，其取值范围为设备额定处理风量的0％～100％。通过在塔体1上设置自循环调节装置，对脱硫塔内的烟气风量进行调节，极大地消除了峰值冲击导致的污染物瞬时超标排放的风险，以及峰值冲击对脱硫塔造成的危害，化解了各种参数变化量波动过大导致的污染物处理效率下降的问题，大大提高了脱硫塔对各种工况波动的适应性。
本实施例中，塔体1的后部设有一布袋除尘器11。在塔体1的后部设置布袋除尘器11，经半干法脱硫塔脱硫处理后的烟气再经过该布袋除尘器11进一步处理，既能收集回用尚未反应完全的脱硫剂，又能利用附着在布袋除尘器11中的滤袋上的粉饼再一次脱硫，即典型的NID脱硫，有效提高了该半干法脱硫塔的脱硫效果，能达到媲美经典湿法脱硫效果，而运行费用可比经典湿法脱硫降低1/3。
本实施例中，在喉腔4上连接一脱硫剂加料装置，该脱硫剂加料装置包括与喉腔4通过管道连接的脱硫剂储罐12和设于该脱硫剂储罐12与喉腔4连接的管道上的喷粉风机13。烟气从进风口3进入喉腔4后与从喷粉风机13喷入的脱硫剂混合，对烟气进行脱硫处理。
本实施例中，在塔体1的下部设有一组增湿喷枪14。烟气在喉腔4内与脱硫剂混合后再经增湿喷枪14进行增湿，可提高烟气脱硫效果。在塔体1的底部设有脱硫剂回收口15。对烟气进行脱硫后处理后的脱硫剂落入喉腔4下方，经脱硫剂回收口15收集排出，经处理后可进行重复利用，节省了脱硫剂消耗，降低了处理成本。
该半干法脱硫塔的工作原理为：原始烟气从脱硫塔底部进风口3进入，向上到达喉腔4处，脱硫剂储罐12内的脱硫剂(消石灰粉：Ca(OH)2)在喷粉风机13(罗茨风机)的作用下从喉腔4喷入塔内，并随原始烟气一起上升，依靠喉腔4处相对狭窄的上升通道给烟气加速，使喷入的脱硫剂粉能充分、均匀地悬浮在烟气中，进入脱硫塔的中部和上部的脱硫反应区进行迅速的传质、传热，完成脱硫反应过程。同时，使用设于塔体1下部的增湿喷枪14对烟气和脱硫剂粉的混合物进行增湿，以降低钙硫比，强化脱硫效率和脱硫剂的利用率；经脱硫处理后的烟气从塔体1上部送入布袋除尘器11中，进一步进行除尘处理，经布袋除尘器11一方面可对尚未反应完全的脱硫剂进行收集回用，另一方面能确保粉尘达到排放标准；设于塔体1上的自循环调节装置可对塔内烟气风量进行调节，设于喉腔4处的进风量监测器10在线监测进入喉腔4的烟气风量，并将进风量监测信号传送至控制器9，控制器9根据进风量监测信号控制循环风机8的转速对循环风量进行调节，进而实现对塔体1内烟气风量的控制，使得流经塔体1内的烟气风量保持在设定范围内，消除峰值冲击导致的污染物瞬时超标排放的风险，以及峰值冲击对脱硫塔造成的危害，化解烟气风量波动过大导致的污染物处理效率下降的问题，提高脱硫塔对各种工况波动的适应性。以下以设计风量为120000m3/h(适配35T/h循环硫化床燃煤锅炉)的半干法脱硫塔为例进行对比说明。采用本发明的设有自循环调节装置的半干法脱硫塔与不带自循环调节装置的半干法脱硫塔处理效果对照如表1所示。
表1本实施例的半干法脱硫塔与不带自循环调节装置的半干法脱硫塔运行参数日对照表
由表1可见，本发明的设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔喉腔4处的截面流量始终处于比较稳定的范围，不会出现较大幅度的波动，脱硫塔工作平稳；现有技术中的不带烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔喉腔4处的截面流量随进入脱硫塔的烟气流量变化而发生较大波动，脱硫塔的工作状态不稳定。此外，对比脱硫塔入口和出口的SO2含量可知，本发明的脱硫塔的脱硫效果明显高于现有的不带烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔，包括塔体(1)，所述塔体(1)的上方设有出风口(2)，塔体(1)的底部设有进风口(3)，其特征在于：所述塔体(1)上设有用于调节塔体(1)内烟气风量的自循环调节装置。
2.根据权利要求1所述的设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔，其特征在于：所述自循环调节装置包括设于所述出风口(2)上的循环风取风管(5)、设于所述进风口(3)上的循环风送风管(6)、连通所述循环风取风管(5)和循环风送风管(6)的循环管道(7)、设于所述循环管道(7)上的循环风机(8)以及与所述循环风机(8)连接的用于控制自循环调节装置内循环风量的风量控制系统。
3.根据权利要求2所述的设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔，其特征在于：所述进风口(3)和塔体(1)之间设有喉腔(4)，所述风量控制系统包括控制器(9)以及设于所述喉腔(4)上的进风量监测器(10)，所述进风量监测器(10)与控制器(9)相连，进风量监测器(10)获取进风量监测信号并将进风量监测信号传送至控制器(9)，所述控制器(9)与循环风机(8)连接，并根据所述进风量监测信号控制循环风量。
4.根据权利要求1所述的设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔，其特征在于：所述塔体(1)的后部设有一布袋除尘器(11)。
5.根据权利要求3所述的设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔，其特征在于：所述喉腔(4)上连接一脱硫剂加料装置，所述脱硫剂加料装置包括与喉腔(4)连接的脱硫剂储罐(12)和设于所述脱硫剂储罐(12)与喉腔(4)连接的管道上的喷粉风机(13)。
6.根据权利要求1所述的设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔，其特征在于：所述塔体(1)的下部设有增湿喷枪(14)。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的设有烟气自循环调节装置的半干法脱硫塔，其特征在于：所述塔体(1)的底部设有脱硫剂回收口(15)。
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