CN106582422B - 一种用于焦炉烟道气脱硫的生石灰消化设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于焦炉烟道气脱硫的生石灰消化设备及方法，包括消化罐体、电机、搅拌轴、桨叶、温度控制装置、隔板，在消化罐体中设置若干个隔板将消化罐体内腔分隔成若干个区域，每一个分隔出来的区域内都设有搅拌轴，在每个搅拌轴上安装两组桨叶，两组桨叶的倾斜方向相反，两组桨叶中的其中一组桨叶的直径/桨距角比另一组桨叶的直径/桨距角大，在消化罐体内还设置有温度控制装置。本发明能控制罐体内液体的温度变化，提高生石灰消化率。增加石灰浆液在罐体内的流动路程，有助于消化反应的进行，增强固液混合。引导流体按照所需路径流动，减少罐底沉积，并加强搅拌能力，细化固体粒径，促进消化反应。减少管道堵塞，提高脱硫工艺效果。

Description

一种用于焦炉烟道气脱硫的生石灰消化设备及方法

技术领域

本发明涉及焦炉烟道气旋转雾化脱硫的配液，尤其涉及一种用于焦炉烟道气脱硫的生石灰消化设备及方法。

背景技术

使用化石燃料作为能源的冶金类或化工类工厂，通常会放出大量含有飞灰以及SO₂等有害酸性气体的烟道废气。为了脱除烟道气中的大气污染物SO₂组分，目前主流的脱硫方法主要有三种：湿法脱硫、半干法脱硫以及干法脱硫。其中半干法脱硫由于在能耗、占地面积和产物处理方面比湿法占优势，而且对中低温烟气的脱硫性能比干法脱硫优越，日益受到人们的重视。

焦化行业的焦炉烟道气温度一般在180℃～250℃之间，属于中低温烟气；SO₂含量一般为60～150mg/Nm³，对于原料煤中有机硫含量比较高的企业，其焦炉烟道废气中的SO₂含量可达350mg/Nm³，属于低硫烟道废气。由此可见，半干法脱硫工艺可以用于焦炉烟道气的脱硫工程中。目前，国内现有焦炉排放的SO₂浓度大多不能满足国家最新出台的《炼焦化学工业污染物排放标准》。且新《标准》在2015年1月1日起，对SO₂的排放浓度要求更高。为了确保达到国家排放要求，使用半干法脱硫工艺中脱硫效率可达95％以上的旋转雾化脱硫工艺较为妥当。

在20世纪80～90年代开始，我国兴建了一批旋转喷雾干燥法的脱硫装置。然而，由于当时脱硫工艺不成熟，脱硫塔设计不合理，配液与供液方法不当，因此工艺的脱硫效率不高，容器和管道易堵塞、设备稳定性差。从而旋转雾化烟气脱硫工艺在国内环保脱硫行业中形成了“工艺不成熟、运行不可靠、脱硫率不高”的认识。以上这些问题主要由物料浆液或物料粉末引起。对于使用生石灰作为原料的旋转喷雾干燥工艺来说，消化反应条件控制不当是上述问题的根源所在。传统脱硫用石灰消化设备搅拌能力不强，石灰浆液流动不充分；消化反应温度控制仅仅通过原料与工艺水的配比调节，无法达到精确控制。由于以上原因，生石灰原料消化反应率不高，产生的悬浊液固体粒径大、结块多，进而对整个脱硫工艺产生重大不良影响。

CN201120458654.0公开了一种烧结烟气脱硫消化罐，同样用于旋转喷雾半干法脱硫，为了解决生石灰溶液速度慢和沉积在底部的砂石不易排出的问题，增加了下料区浆液搅拌器叶片数量，并改变了罐底角度。然而，此设备的出料区罐体易被出料口“短路”，没有对叶片进行改造限定，且没有温度控制装置，并未解决生石灰消化反应不充分、悬浊液固体颗粒大等对脱硫工艺产生重大不良影响的问题。

发明内容

本发明提供了一种用于焦炉烟道气脱硫的生石灰消化设备及方法，主要目的是为了提高原料消化反应率，细化石灰浆液固体颗粒，减少结块现象产生。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种用于焦炉烟道气脱硫的生石灰消化设备，包括消化罐体、电机、搅拌轴、桨叶、温度控制装置、隔板，在消化罐体中设置有若干个隔板将消化罐体内腔分隔成若干个区域，隔板的一端与消化罐体固定连接，另一端与消化罐体之间留有间隙，相邻的两个隔板交错设置；在每一个分隔出来的区域内都设置有搅拌轴，在每个搅拌轴上安装有两组桨叶，两组桨叶的倾斜方向相反，两组桨叶中的其中一组桨叶的直径比另一组桨叶的直径大，或者两组桨叶中的其中一组桨叶的桨距角比另一组桨叶的桨距角大，搅拌轴与设置于消化罐体外部的电机传动连接，在消化罐体内还设置有温度控制装置。

所述温度控制装置为换热管道。

所述隔板的数量为偶数个，将消化罐体内腔分隔为奇数个区域。

所述隔板的数量为奇数个，将消化罐体内腔分隔为偶数个区域。

一种用于焦炉烟道气脱硫的生石灰消化设备的配液及供液方法具体方法如下：

温度控制装置首先通入热媒，加热工艺水至设定温度；之后生石灰原料通过进料口进入消化罐体的第一区域，由于同一个搅拌轴上的两组桨叶的倾斜方向相反，在搅拌轴的旋转过程中，流体在两组桨叶的叶轮之间进行循环流动，使流体带动生石灰原料被反复搅拌、研磨，在搅拌设备和温度控制装置作用下，发生消化反应，并产生石灰浆液；又因为两组桨叶中的其中一组桨叶的直径比另一组桨叶的直径大，或者两组桨叶中的其中一组桨叶的桨距角比另一组桨叶的桨距角大，故而使整个搅拌轴对流体的总的作用力为一个固定的方向，总的作用方向力指向隔板与消化罐体间隙的方向，使生石灰浆液总体上有一个统一的流向通过隔板与消化罐体的间隙向下一个区域流动，经过多个区域的混合搅拌，从而促进固体混合与消化反应的进行；

温度控制装置的换热管道用来对消化罐体内的液体进行加热或冷却，使消化反应保持在一定温度范围内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)通过设置温度控制装置，能够精确控制罐体内液体的温度变化，使消化反应在最佳工况内进行，提高生石灰消化率。

2)通过设置隔板，能够增加石灰浆液在罐体内的流动路程，有助于消化反应的进行，并增强了固液混合。

3)通过设置对流体具有不同作用力的叶片，能够引导流体按照所需路径流动，减少罐底沉积，并加强搅拌装置的搅拌能力，细化石灰悬浮液内固体粒径，对消化反应有促进作用。

4)使用此消化设备生产出的石灰悬浊液可以减少对管道的堵塞，提高脱硫工艺效果。

附图说明

图1是本发明一种用于焦炉烟道气脱硫的生石灰消化设备的结构示意图(实施例1)。

图2是本发明一种用于焦炉烟道气脱硫的生石灰消化设备的结构示意图(实施例2)。

图中：1-进料口、2-电机、3-搅拌轴、4-直径较大的桨叶、5-直径较小的桨叶、6-隔板、7-桨距角较大的桨叶、8-桨距角较小的桨叶、9-出料口管道、10-换热管道、11-出料口、121-第一区域、122-第二区域、123-第三区域、124-第四区域、13-消化罐体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

一种用于焦炉烟道气脱硫的生石灰消化设备，包括消化罐体13、电机2、搅拌轴3、桨叶、温度控制装置、隔板6，在消化罐体13中设置有若干个隔板6将消化罐体13内腔分隔成若干个区域，隔板6的一端与消化罐体13固定连接，另一端与消化罐体13之间留有间隙，相邻的两个隔板6交错设置；在每一个分隔出来的区域内都设置有搅拌轴3，在每个搅拌轴3上安装有两组桨叶，两组桨叶的倾斜方向相反，两组桨叶中的其中一组桨叶的直径比另一组桨叶的直径大，或者两组桨叶中的其中一组桨叶的桨距角比另一组桨叶的桨距角大，搅拌轴3与设置于消化罐体13外部的电机2传动连接，在消化罐体13内还设置有温度控制装置。

消化罐体13的一端设有进料口1，用来加工艺水和/或生石灰原料。隔板6与罐体之间具有一定空隙，使流体能够在各区域之间流动。被隔板6分开的每个区域内都设有由电机2、搅拌轴3和桨叶构成的搅拌装置。搅拌装置由电机2带动搅拌轴3上的桨叶转动，从而达到搅拌功能。

每个搅拌轴3上设有两组桨叶。这两组桨叶对流体的作用方向不同。两组桨叶可以对流体的作用力分别朝上和朝下，也可以分别朝左和朝右，也可以是其他的逆流方向。这样设置是为了让流体在两个叶轮之间能够进行循环流动，从而使原料能够被反复搅拌、研磨，减小悬浊液的固体粒径。上述逆流方向不同的情况下，消化设备的隔板、搅拌装置和温度控制装置的位置随之而改变。

在同一个搅拌装置上的两组桨叶，需要有一组桨叶对流体的作用力较大，从而使整个搅拌装置对流体的总作用力为一个固定的方向。为实现这个功能，两组桨叶的直径不同或桨距角不同。总的作用力方向指向隔板6与罐体间隙的方向，从而增加流体在消化罐体13中流动的路程，促进固体混合与消化反应进行。

消化设备中具有一套或多套温度控制装置，具体情况由生产工艺决定。不过，必须有一套温度控制装置能为罐体内液体加热，从而能够加热工艺水到指定工艺温度。由于在消化反应过程中，会产生大量热量，可能会使反应温度失控，所以最好有能为罐内液体制冷的换热装置。

所述温度控制装置为换热管道10。通入热水的换热管道10为罐内液体加热；通入冷水的换热管道10为罐内液体降温。

所述隔板6的数量为偶数个，将消化罐体内腔分隔为奇数个区域。

所述隔板6的数量为奇数个，将消化罐体内腔分隔为偶数个区域。

一种用于焦炉烟道气脱硫的生石灰消化设备的配液及供液方法，具体方法如下：

温度控制装置首先通入热媒，加热工艺水至设定温度；之后生石灰原料通过进料口1进入消化罐体13的第一区域121，由于同一个搅拌轴3上的两组桨叶的倾斜方向相反，在搅拌轴3的旋转过程中，流体在两组桨叶的叶轮之间进行循环流动，使流体带动生石灰原料被反复搅拌、研磨，在搅拌设备和温度控制装置的作用下，发生消化反应，并产生石灰浆液；又因为两组桨叶中的其中一组桨叶的直径比另一组桨叶的直径大，或者两组桨叶中的其中一组桨叶的桨距角比另一组桨叶的桨距角大，故而使整个搅拌轴3对流体的总的作用力为一个固定的方向，总的作用方向力指向隔板6与消化罐体13间隙的方向，使生石灰浆液总体上有一个统一的流向通过隔板6与消化罐体13的间隙向下一个区域流动，经过多个区域的混合搅拌，从而促进固体混合与消化反应的进行；

温度控制装置的换热管道10用来对消化罐体13内的液体进行加热或冷却，使消化反应保持在一定温度范围内。

实施例1：

如图1所示，隔板6的数量为2(偶数)个，将消化罐体13内腔分隔为3(奇数)个区域。相邻的两个隔板6上下交错设置，在消化罐体13的一端设置有进料口1，出料口设置在消化罐出料端的下部。

首先在消化罐体13中注入一定量工艺水，并且通过换热管道10对注入的工艺水加热到一定温度。之后从进料口1中投放生石灰原料。生石灰与水在罐中开始发生消化反应。

在电机2的带动下，搅拌轴3高速旋转，带动搅拌轴3上的桨叶搅动石灰浆液，使生石灰原料和水反应更加均匀。第一区域121中，搅拌轴3为逆时针旋转，处于上方的直径较大的桨叶4对流体的作用力向下，处于下方的直径较小的桨叶5对流体的作用力向上，两个叶片之间区域的流体会产生循环流动，原料被充分搅拌、磨细。但是由于桨叶4的直径比桨叶5大，所以两组桨叶对流体的总体作用效果是向下。流体流到罐子底部后，从隔板6与消化罐体13之间的空隙流到第二区域122中。第二区域122中搅拌装置的转动方向为顺时针，下部直径较大的桨叶4对流体的作用方向向上，上部直径较小的桨叶5对流体的作用方向向下，但是由于桨叶4的直径更大，流体最终向上流动，并从隔板6与消化罐体13之间的空隙流入第三区域123。第三区域123中搅拌装置逆时针旋转，桨距角较大的桨叶7对流体的作用力向下，桨距角较小的桨叶8对流体的作用力向上，然而桨叶7的桨距角较大，对流体的作用力更大，所以搅拌装置对流体总的作用力向下。消化反应完毕后石灰浆液从管道9流出。

作为温度控制装置的换热管道10在消化反应期间对消化罐中的温度进行调控。图1中只显示了一路换热管道10，该路换热管道10为加热用管道。如有必要，可以再加一路冷却用管道，用来防止罐内反应温度过高。

实施例2：

见图2，隔板的数量为3个(奇数个)，将消化罐体13内腔分隔为4个(偶数个)区域。相邻的两个隔板6上下交错设置，消化罐体的出料口11设置在消化罐出料端的上部。

与实施例1相比，实施例2多了一个隔板6，增加了一个区域——第四区域124。第四区域124中的搅拌装置为顺时针旋转，桨距角较小的桨叶8对流体的作用力朝下，桨距角较大的桨叶7对流体的作用力朝上。不过由于桨叶7的桨距角较大，流体总的流动趋势向上，从第四区域124中流到出料口11，最终从出料口管道9流出。

Claims (1)

1.一种用于焦炉烟道气脱硫的生石灰消化设备的配液及供液方法，其特征在于，所述生石灰消化设备包括消化罐体、电机、搅拌轴、桨叶、温度控制装置、隔板，在消化罐体中设置有若干个隔板将消化罐体内腔分隔成若干个区域，隔板的一端与消化罐体的顶部或底部固定连接，另一端与消化罐体之间留有间隙，相邻的两个隔板上下交错设置；在每一个分隔出来的区域内都设置有搅拌轴，在每个搅拌轴上安装有两组桨叶，两组桨叶的倾斜方向相反，两组桨叶中的其中一组桨叶的直径比另一组桨叶的直径大，或者两组桨叶中的其中一组桨叶的桨距角比另一组桨叶的桨距角大，搅拌轴与设置于消化罐体外部的电机传动连接，在消化罐体内还设置有温度控制装置；

用于焦炉烟道气脱硫的生石灰消化设备的配液及供液方法如下：

温度控制装置首先通入热媒，加热工艺水至设定温度；之后生石灰原料通过进料口进入消化罐体的第一区域，由于同一个搅拌轴上的两组桨叶的倾斜方向相反，在搅拌轴的旋转过程中，流体在两组桨叶的叶轮之间进行循环流动，使流体带动生石灰原料被反复搅拌、研磨，在搅拌设备和温度控制装置作用下，发生消化反应，并产生石灰浆液；又因为两组桨叶中的其中一组桨叶的直径比另一组桨叶的直径大，或者两组桨叶中的其中一组桨叶的桨距角比另一组桨叶的桨距角大，故而使整个搅拌轴对流体的总的作用力为一个固定的方向，总的作用方向力指向隔板与消化罐体间隙的方向，使生石灰浆液总体上有一个统一的流向通过隔板与消化罐体的间隙向下一个区域流动，经过多个区域的混合搅拌，从而促进固体混合与消化反应的进行；

温度控制装置的换热管道用来对消化罐体内的液体进行加热或冷却，使消化反应保持在一定温度范围内；

所述温度控制装置为换热管道，所述换热管道分布于所有所述区域内；

所述隔板的数量为偶数个，将消化罐体内腔分隔为奇数个区域；

所述隔板的数量为奇数个，将消化罐体内腔分隔为偶数个区域。

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