CN110026058A - 一种烟气反应塔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟气反应塔，包括设置于所述烟气反应塔顶部的烟气进口和出气口、安装于所述烟气反应塔顶部中心的旋转雾化器、设置于所述烟气反应塔底部的出料口；所述烟气反应塔的内层侧壁上设置有至少一个充气平板，所述烟气反应塔还包括安装于外壁并与所述充气平板连通的充放气装置；所述充气平板暴露在烟气反应空间的表面由耐高温且具有弹性的橡胶材料制成；所述充放气装置通过连通的管路向所述充气平板充放气。通过本发明，解决现有技术中反应塔内无法及时清理烟气反应而造成的反应塔结壁的情况，以减少反应塔内的板结和挂灰现象，保证垃圾焚烧发电厂的连续而稳定的工作。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧技术领域，尤其涉及一种烟气反应塔。
背景技术
随着经济的发展、人口的不断增多以及人民生活水平的日益提高，城市垃圾的产生量也日渐增多。垃圾对环境的污染已经成为日益严重的问题，如何经济、有效地进行垃圾处理，垃圾焚烧是目前固体废弃物处理的有效途径之一。
垃圾焚烧产生的酸性气体，通常的处理方法有三种，即干法、湿法和半干法。干法工艺简单，投资省，运营费用低，但污染物去除率相对较低；湿法工艺复杂，投资高，运营费用高，污染物去除率高，但有废水需要处理；半干法则介于干法和湿法之间，工艺处理效果较干法好，投资较湿法低。因而，2000年发布的《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》中明确指出：“烟气处理宜采用半干法加布袋除尘工艺”。
请参阅图1，为现有技术的烟气净化系统。每条烟气净化系统均有一个半干式反应塔，使用旋转喷雾器向烟气中喷洒石灰浆或氢氧化钠。石灰浆中的水份被蒸发来降低烟气的温度，而后段的熟石灰则可以减少酸性气体含量。在反应塔之后，是粉状的活性炭作为吸附剂被喷入烟气中来吸附其中的汞和二恶英/呋喃等。后再经除尘器过滤后的清洁气体通过引风机从烟囱排出。在烟气处里设备里半干式反应塔(以下简称反应塔)是半干法烟气净化工艺的核心设备，其包含烟气进气烟道、旋转喷雾器(喷枪)、筒体、带有活性炭喷嘴的烟气出口烟道和带有破碎器和旋转阀的底部锥斗。反应塔的功能是在烟气离开锅炉后进行第一步净化。在反应塔中，烟气中的重金属和有害气体成分(HCl，SOx)，通过与喷入的石灰浆或氢氧化钠溶液接触而在适当温度下发生中和反应降低含量。经雾化的石灰浆在旋转喷雾干燥脱酸反应塔内与热烟气混合进行传热传质交换并发生以下化学反应：
Ca(OH)2+2HCl＝CaCl2+2H2O
Ca(OH)2+SO2＝CaSO3+H2O
Ca(OH)2+SO3+＝CaSO4+H2O
从而有效地去除烟气中有害的HCl、SO2、SO3。
现有技术下的反应塔，烟气从余热锅炉出来温度约为220℃的烟气，首先从反应塔顶部进入并向下运动，在反应塔内与石灰浆或氢氧化钠溶液反应后从底部排出。在这过程中石灰浆与烟气直接接触，反应塔的高度需要设置足够高以确保喷入的雾化水可以完全蒸发。经反应塔降温至约170℃后，烟气从塔底部离开并进入布袋除尘器。但在反应塔内石灰浆经雾化后与烟气接触反应，易造成反应塔结壁，如不及时清除，极易对脱硫系统生产造成影响，导致引风机频率开度不断变大，反应塔的进口与出口两个测点的负压不断减小，引风机前负压不断变大直到报警，如持续加剧会导致反应塔桶体堵塞，严重时将导致被迫停炉。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烟气反应塔，以解决现有技术中反应塔内无法及时清理烟气反应而造成的反应塔结壁的情况，以减少反应塔内的板结和挂灰现象，保证垃圾焚烧发电厂的连续而稳定的工作。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种烟气反应塔，包括设置于所述烟气反应塔顶部的烟气进口和出气口、安装于所述烟气反应塔顶部中心的旋转雾化器、设置于所述烟气反应塔底部的出料口；所述烟气反应塔的内层侧壁上设置有至少一个充气平板，所述烟气反应塔还包括安装于外壁并与所述充气平板连通的充放气装置；所述充气平板暴露在烟气反应空间的表面由耐高温且具有弹性的橡胶材料制成；所述充放气装置通过连通的管路向所述充气平板充放气。
其中，所述烟气反应塔的中部为圆柱形塔体结构，包括外层筒体和内层筒体；所述充气平板设置在所述内层筒体上。
其中，所述充气平板每平米布置一个，并通过焊接或螺栓固定在所述内层筒体上。
其中，所述外层筒体为碳钢材料制成，所述内层筒体为耐磨、耐腐蚀的不锈钢材料制成。
其中，所述烟气反应塔的下部为自上而下收窄的圆锥结构，所述圆锥结构的上部与所述圆柱形塔体结构的下部相连接，所述圆锥结构包括外层椎体和内层椎体；在所述内层椎体上还设置至少一所述充气平板。
其中，所述充气平板每平米布置一个，并通过焊接或螺栓固定在所述内层椎体上。
其中，所述外层椎体为碳钢材料制成，所述内层锥体为耐磨、耐腐蚀的不锈钢材料制成。
其中，所述圆锥结构和所述圆柱形塔体结构的连接处还设置有支座，所述支座沿所述圆柱形塔体结构向下方延伸。
其中，所述充气平板暴露在烟气反应空间的表面为耐300度高温的高分子聚合物质材料制成。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供的一种烟气反应塔，在烟气反应塔的内壁设置至少一个充气平板，并与充放气控制装置通过管路连通；充放气控制装置可根据反应塔的结灰情况向充气平板充气，利用物体膨胀形变使结壁的石灰或飞灰剥落的原理，当充气平板充气时表面高温橡胶膨胀，将刚刚生成在桶壁处的石灰或飞灰板结物顶开剥落，后再又集合刮板输送至灰仓，以解决反应塔内无法及时清理烟气反应而造成的反应塔结壁的情况，减少反应塔内的板结和挂灰现象；进一步地，设置充放气控制装置的充放气周期，定期反复运行以定时控制充气平板充放气清理板结物，达到自动在线清灰的效果，为现有垃圾焚烧发电厂的连续而稳定的生产创造更好的条件。
附图说明
图1是现有技术中的烟气净化系统的结构示意图；
图2是本发明实施方式中的烟气反应塔的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图2，为本发明实施方式中的一种烟气反应塔的结构示意图。本发明实施方式中的烟气反应塔用于垃圾焚烧的烟气净化系统，为半干式反应塔。
该烟气反应塔10包括顶部设置的烟气进口11、安装于顶部中心的旋转雾化器12、底部设置的出料口13以及顶部设置的出气口14。
进一步地，该烟气反应塔10的中部为圆柱形塔体结构20，其包括外层筒体21和内层筒体22；该内层筒体22的内部形成烟气反应的空间。该旋转雾化器12将石灰浆液喷入该半干式反应塔10的内部，与烟气中的酸性气体(Sox，HCl等)发生反应，以实现脱酸的目的。
进一步地，该烟气反应塔10的下部为自上而下收窄的圆锥结构30，该圆锥结构30的上部与该圆柱形塔体结构20的下部相连接，该圆锥结构30包括外层椎体31和内层椎体32。
在本实施方式中，该外层筒体21和外层椎体31采用碳钢材质，以承受反应塔顶部相关设备的重力载荷。
进一步，该圆锥结构30和圆柱形塔体结构20的连接处还设置有支座15，该支座15沿圆柱形塔体结构20向下方延伸，以承受该反应塔顶部相关设备的重力载荷。
经过脱酸反应后较大的颗粒飞灰沉降到该圆锥结构30的底部，并通过出料口13排出，反应后的烟气经出气口14排出进行后续的净化处理。
在本实施方式中，该内层筒体22和内层锥体32采用耐磨、耐腐蚀的不锈钢材质，避免反应塔的内壁腐蚀问题，使设备的使用寿命和在役安全性都得到了大大的提高。
进一步地，在该圆柱形塔体结构20的内层筒体22上设置有至少一个充气平板16，该烟气反应塔10还包括安装于外壁的与该充气平板16连通的充放气装置17。具体地，该充气平板16暴露在烟气反应空间的表面由耐高温且具有弹性的橡胶材料制成；该充放气装置17通过连通的管路与充气平板16连通，能够向充气平板16充气以使其表面膨胀鼓起，或者从充气平板16抽气以使其表面恢复平整或者一定程度的凹陷。
在本实施方式中，在该圆柱形塔体结构20的内层筒体22上设置多个充气平板16，具体地，该充气平板16每平米布置一个，可连续布置也可分布安装，通过焊接或螺栓固定的方式安装在该圆柱形塔体结构20的内层筒体22上。
在本实施方式中，该充气平板16暴露在烟气反应空间的表面为耐300度高温的高分子聚合物质材料制成，可满足反应塔内高温和腐蚀性烟体的冲刷。
进一步地，在该圆锥结构30的内层椎体32上设置有至少一个充气平板16。具体地，该充气平板16的分布方式、安装方式，与设置在该圆柱形塔体结构20的内层筒体22上的分布方式、安装方式相同，在此不加赘述。
该烟气反应塔的清灰工作原理具体为：当充放气装置17向充气平板16充气时，其表面的高温橡胶膨胀，将刚刚生成在桶壁处的石灰或飞灰板结物顶开剥落。掉落的板结物通过底端的出料口13排出输送至灰仓。
进一步地，该充放气装置17定时控制每个充气平板16的充放气周期，该控制周期可以与反应塔的桶壁结灰厚度速度来确定，例如，预先设置充放气装置17每周控制充气平板16充气一次。
具体地，充气时间：以充气压力2PSI为例，充气时间为每平方米的充气平板约需要20秒，每平方米充气平板的放气时间为30秒。这种工作状态可以满足平板的中心鼓起高度为10厘米。
以上，本发明实施方式中提出的一种烟气反应塔，在烟气反应塔的内壁设置至少一个充气平板，并与充放气控制装置通过管路连通；充放气控制装置可根据反应塔的结灰情况向充气平板充气，利用物体膨胀形变使结壁的石灰或飞灰剥落的原理，当充气平板充气时表面高温橡胶膨胀，将刚刚生成在桶壁处的石灰或飞灰板结物顶开剥落，后再又集合刮板输送至灰仓，以解决反应塔内无法及时清理烟气反应而造成的反应塔结壁的情况，减少反应塔内的板结和挂灰现象；进一步地，设置充放气控制装置的充放气周期，定期反复运行以定时控制充气平板充放气清理板结物，达到自动在线清灰的效果，为现有垃圾焚烧发电厂的连续而稳定的生产创造更好的条件。
需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施方式，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施方式，这些实施方式不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施方式，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种烟气反应塔，包括设置于所述烟气反应塔顶部的烟气进口和出气口、安装于所述烟气反应塔顶部中心的旋转雾化器、设置于所述烟气反应塔底部的出料口；其特征在于，所述烟气反应塔的内层侧壁上设置有至少一个充气平板，所述烟气反应塔还包括安装于外壁并与所述充气平板连通的充放气装置；所述充气平板暴露在烟气反应空间的表面由耐高温且具有弹性的橡胶材料制成；所述充放气装置通过连通的管路向所述充气平板充放气。
2.根据权利要求1所述的烟气反应塔，其特征在于，所述烟气反应塔的中部为圆柱形塔体结构，包括外层筒体和内层筒体；所述充气平板设置在所述内层筒体上。
3.根据权利要求2所述的烟气反应塔，其特征在于，所述充气平板每平米布置一个，并通过焊接或螺栓固定在所述内层筒体上。
4.根据权利要求2所述的烟气反应塔，其特征在于，所述外层筒体为碳钢材料制成，所述内层筒体为耐磨、耐腐蚀的不锈钢材料制成。
5.根据权利要求2所述的烟气反应塔，其特征在于，所述烟气反应塔的下部为自上而下收窄的圆锥结构，所述圆锥结构的上部与所述圆柱形塔体结构的下部相连接，所述圆锥结构包括外层椎体和内层椎体；在所述内层椎体上还设置至少一所述充气平板。
6.根据权利要求5所述的烟气反应塔，其特征在于，所述充气平板每平米布置一个，并通过焊接或螺栓固定在所述内层椎体上。
7.根据权利要求5所述的烟气反应塔，其特征在于，所述外层椎体为碳钢材料制成，所述内层锥体为耐磨、耐腐蚀的不锈钢材料制成。
8.根据权利要求5所述的烟气反应塔，其特征在于，所述圆锥结构和所述圆柱形塔体结构的连接处还设置有支座，所述支座沿所述圆柱形塔体结构向下方延伸。
9.根据权利要求1所述的烟气反应塔，其特征在于，所述充气平板暴露在烟气反应空间的表面为耐300度高温的高分子聚合物质材料制成。
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