CN110898657A - 基于sda法的多点喷粉脱硫系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，涉及工业烟气脱硫装置。本发明包括：脱硫塔；旋转雾化器；烟气出口管；以及脱硫灰输送罐，脱硫灰输送罐的进口通过管道与脱硫灰仓连通，脱硫灰输送罐的出口与文丘里粉泵的进料口相连通，文丘里粉泵的进气口与电除尘器的出气口连通，文丘里粉泵的出气口与若干个喷粉机构分别连通。本发明针对现有旋转喷雾脱硫技术塔内烟气与脱硫剂混合不充分，塔内空间严重浪费的问题，通过在塔内不同高度周侧环形空间布置喷粉点，充分利用闲置空间，优化反应空间，使得混合更加充分，与原有工艺相比，脱硫灰直接喷加入塔，循环倍率更大，脱硫剂利用率更高，提高了脱硫效率。

Description

基于SDA法的多点喷粉脱硫系统

技术领域

本发明涉及工业烟气脱硫装置，更具体地说，涉及一种基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，适用于工业上含硫烟气的净化处理。

背景技术

SO₂是大气主要污染物之一，同时也是造成酸雨的主要原因，随着人们对环境保护意识的加强，国家出台了一系列政策对SO₂排放加以控制。目前，工业上大多采用湿法、半干法、干法脱硫工艺对烟气进行脱硫，其中半干法工艺中的旋转喷雾干燥法在20世纪70、80年代被开发运用。

旋转喷雾干燥脱硫法以经消化反应后的石灰浆液为脱硫剂，其主要成分为Ca(OH)₂，石灰浆液经雾化器喷入脱硫塔内与烟气接触反应，烟气中的SO₂被吸收，脱硫剂中的水分被蒸发干燥。旋转喷雾干燥脱硫技术由于其脱硫效率介于湿法和干法之间，过程不产生废水，脱硫剂价格低廉，工艺操作简单而被广泛采用。

现有技术中关于旋转喷雾脱硫技术已有相关技术方案公开，例如专利公开号：CN204841399 U，公开日：2015年12月09日，发明创造名称为：一种基于旋转喷雾干燥法的脱硫除尘装置，该申请案公开了一种基于旋转喷雾干燥法的脱硫除尘装置，在脱硫塔顶部设有烟气分配器以及旋转雾化器，焦炉烟道废气经烟气分配器进入脱硫塔；脱硫塔的侧上方设有脱硫液高位缓冲罐；设置布袋除尘系统，其入口连通脱硫塔的内腔中部，出口设有引风机与烟囱相通；脱硫灰仓的入口分别连通脱硫塔的底部、以及布袋除尘系统的另一出口；脱硫剂料仓、脱硫灰仓的出口连通脱硫液调配罐，脱硫液调配罐通过脱硫液输送泵连往脱硫液高位缓冲罐；脱硫液高位缓冲罐通过管道连往所述旋转雾化器，并在管道中设有电动调节阀及电磁流量计。该申请案的脱硫除尘装置解决了脱硫灰对环境的二次污染问题。但是，该申请案也存在一些不足之处，例如该申请案的脱硫除尘装置其脱硫效率与湿法相比仍有一定提升空间，脱硫塔内烟气与脱硫剂混合并不充分，塔内空间存在严重浪费，导致脱硫效率较低；脱硫灰制浆循环利用增加了雾化器的负荷，加剧了雾化轮的磨损，运行成本增加等问题。

综上所述，如何克服现有旋转喷雾脱硫技术存在的脱硫效率较低的不足，是现有技术中亟需解决的技术难题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有旋转喷雾脱硫技术存在的脱硫效率较低的不足，提供了一种基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，提高了脱硫效率。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，包括：

脱硫塔，所述脱硫塔的顶部连通有烟气分配器，该烟气分配器通过管道与电除尘器的出气口连通；

旋转雾化器，所述旋转雾化器位于脱硫塔的顶部，所述旋转雾化器的出口位于脱硫塔内部的顶端，旋转雾化器的进口与上方的顶罐出口连通；所述顶罐进口通过管道与消石灰浆液罐连通；所述脱硫塔的内侧壁上连接有内部烟道，该内部烟道的进口通过管道与电除尘器的出气口连通，内部烟道出口正对上方的旋转雾化器出口；

烟气出口管，所述烟气出口管连通于脱硫塔的下部，该烟气出口管通过管道与袋式除尘器进气口连通，袋式除尘器出气口通过管道与烟囱连通，袋式除尘器的排灰口通过管道与脱硫灰仓连通；

以及脱硫灰输送罐，所述脱硫灰输送罐的进口通过管道与脱硫灰仓连通，所述脱硫灰输送罐的出口与文丘里粉泵的进料口相连通，所述文丘里粉泵的进气口与电除尘器的出气口连通，所述文丘里粉泵的出气口与若干个喷粉机构分别连通；所述烟气分配器内安装有喷粉机构，所述脱硫塔内部的顶端安装有喷粉机构，所述脱硫塔内侧壁上安装有喷粉机构，所述内部烟道内安装有喷粉机构，所述烟气出口管内安装有喷粉机构。

作为本发明更进一步的改进，所述电除尘器通过烟气旁路管路与烟囱连通。

作为本发明更进一步的改进，安装于脱硫塔内侧壁上的喷粉机构自上而下分为若干层，每一层包括若干个位于同一高度且沿脱硫塔内侧壁上周向分布的喷粉机构。

作为本发明更进一步的改进，所述喷粉机构包括喷射管以及安装于喷射管端部的弯头，安装于脱硫塔内侧壁上的每个喷粉机构的喷射管中轴线经过该喷粉机构所在高度处脱硫塔横截面的圆心，安装于脱硫塔内侧壁上的每个喷粉机构的弯头中轴线与对应喷射管中轴线的夹角相同。

作为本发明更进一步的改进，安装于脱硫塔内侧壁上每一层上任意相邻两个喷粉机构的弯头中轴线夹角均为θ。

作为本发明更进一步的改进，安装于脱硫塔内侧壁上每一层上任意相邻两个喷粉机构的弯头中轴线夹角均为90°。

作为本发明更进一步的改进，安装于脱硫塔内侧壁上每一层上相邻两个喷粉机构之间设有雾化水喷嘴。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，通过在脱硫系统不同位置、不同角度添加喷粉机构，从而使脱硫塔内气、液、固三相混合更加充分，脱硫剂与烟气反应更加充分，脱硫更加高效。

(2)本发明的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，通过在脱硫塔内不同高度周测环形空间增添喷粉机构，从而优化塔内颗粒浓度分布，使得塔内闲置空间得以充分利用。

(3)本发明的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，通过在各喷粉机构间增添雾化水喷嘴，从而使干粉得到润湿活化，脱硫剂与烟气反应更加高效。

(4)本发明的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，操作方便，相较于现有旋转喷雾干燥脱硫工艺，脱硫灰直接喷加进入脱硫塔内，而非循环进入制浆系统，具有脱硫灰循环倍率更高，在同等生石灰消耗量的情况下，脱硫剂利用率更高，脱硫效率更好的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为实施例的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统的工艺流程图；

图2为实施例中脱硫塔的结构示意图；

图3为图2中沿A-A的剖视结构示意图一；

图4为图2中沿A-A的剖视结构示意图二；

图5-a1为现有脱硫塔内SO2浓度分布数值模拟图(由原始彩色图片处理为黑白图片)；

图5-b1为采用本发明的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统后脱硫塔内SO2浓度分布数值模拟图(由原始彩色图片处理为黑白图片)；

图5-a2为现有脱硫塔内SO2浓度分布数值模拟图(原始彩色图片)；

图5-b2为采用本发明的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统后脱硫塔内SO2浓度分布数值模拟图(原始彩色图片)。

示意图中的标号说明：1-电除尘器；2-烟气旁路管路；3-烟气分配器；4-内部烟道；5-旋转雾化器；6-脱硫塔；7-喷粉机构；8-袋式除尘器；9-脱硫灰仓；10-顶罐；11-消石灰浆液罐；12-文丘里粉泵；13-烟囱；14-脱硫灰输送罐；15-烟气出口管；16、雾化水喷嘴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

参考图1-2，本实施例的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，包括：

脱硫塔6，脱硫塔6的顶部连通有烟气分配器3，该烟气分配器3通过管道与电除尘器1的出气口连通；

旋转雾化器5，旋转雾化器5位于脱硫塔6的顶部，旋转雾化器5的出口位于脱硫塔6内部的顶端，旋转雾化器5的进口与上方的顶罐10出口连通；顶罐10进口通过管道与消石灰浆液罐11连通；脱硫塔6的内侧壁上连接有内部烟道4，该内部烟道4的进口通过管道与电除尘器1的出气口连通，内部烟道4出口正对上方的旋转雾化器5出口；

烟气出口管15，烟气出口管15连通于脱硫塔6的下部，该烟气出口管15通过管道与袋式除尘器8进气口连通，袋式除尘器8出气口通过管道与烟囱13连通，袋式除尘器8的排灰口通过管道与脱硫灰仓9连通；

以及脱硫灰输送罐14，脱硫灰输送罐14的进口通过管道与脱硫灰仓9连通，脱硫灰输送罐14的出口与文丘里粉泵12的进料口相连通，文丘里粉泵12的进气口与电除尘器1的出气口连通，文丘里粉泵12的出气口与若干个喷粉机构7分别连通；烟气分配器3内安装有喷粉机构7，脱硫塔6内部的顶端安装有喷粉机构7，脱硫塔6内侧壁上安装有喷粉机构7，内部烟道4内安装有喷粉机构7，烟气出口管15内安装有喷粉机构7；具体本实施例中，喷粉机构7包括喷射管以及安装于喷射管端部的弯头，且每个喷粉机构7与脱硫塔6连接处设有密封圈，喷射管端部加装可调节弯头，使得各个喷粉机构7的喷射角度可调，以适应塔内气体流场分布；通过气力将由袋式除尘器8收集的脱硫灰颗粒经喷粉机构7重新吹入脱硫塔6内进行脱硫作业，不仅显著提高了脱硫效率，且减少了消石灰浆液的消耗，降低了生产成本，具体的，由电除尘器1排出的具有一定流速的烟气由文丘里粉泵12进气口进入文丘里粉泵12内，然后从文丘里粉泵12的出气口排出，在此过程中，随着烟气在文丘里粉泵12内的流动，脱硫灰输送罐14内的脱硫灰颗粒顺着文丘里粉泵12的进料口被吸入文丘里粉泵12内，并随着烟气一道排入脱硫塔6内，一方面起到气力输送的作用，另一方面可将待脱硫的烟气与脱硫灰有效混合，提高脱硫效率；其中，利用原烟气提供气力输送，采用文丘里原理对脱硫灰进行喷吹，避免了利用压缩空气输送脱硫灰所带来的脱硫塔6内烟气成分的改变，从而避免脱硫效率下降。

本实施例的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统使用过程如下：烟气经电除尘器1除尘后分别通过烟气分配器3和内部烟道4进入脱硫塔6内，消石灰浆液由消石灰浆液罐11泵入至顶罐10，然后经旋转雾化器5雾化成50μm左右的雾滴与烟气混合，烟气中的SO₂等酸性物质与雾滴发生化学反应；与此同时，脱硫灰通过不同位置的喷粉机构7喷入脱硫塔6内，与烟气充分混合，并协同消石灰浆液与烟气发生脱硫反应，强化脱硫效果；脱硫后烟气经过脱硫塔6下部的烟气出口管15进入袋式除尘器8去除烟尘颗粒，然后由烟囱13排出。其中，脱硫灰通过袋式除尘器8排灰口收集于脱硫灰仓9内，脱硫灰仓9内脱硫灰一部分外运排出，另一部分气力输送至脱硫灰输送罐14内供循环使用。

本实施例中，喷粉机构7在脱硫塔6内不同位置安装分布，根据脱硫塔8内烟气反应程度设定不同位置喷粉量，使得喷粉量则呈多级分布，为了避免粉料粘壁及雾化器磨损，各个喷粉机构7向脱硫塔6内延伸距离不同，具体依据脱硫塔6内流场分布而定；若需对脱硫灰增湿，则增设增湿管路，增湿管路的喷水量根据不同位置烟气温度设定，具体喷粉位置、喷粉机构7个数，以及喷粉和增湿组合方式灵活多变，可根据实际工况条件加以调整。

本实施例中，干灰采用循环使用的脱硫灰(也可在脱硫灰中添加钙基脱硫剂干粉)，充分利用了废料中的有效成分，减少了原脱硫剂的使用量，且脱硫塔6内不同位置处均设有喷粉机构7，增加了塔内颗粒浓度分布，烟气与脱硫剂混合更加充分，提高了脱硫效率，降低了运行成本。

本实施例的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，通过在脱硫系统不同位置、不同角度添加喷粉机构7，从而使脱硫塔6内气、液、固三相混合更加充分，脱硫剂与烟气反应更加充分，脱硫更加高效。

本实施例的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，操作方便，相较于现有旋转喷雾干燥脱硫工艺，具有脱硫剂利用率高、运行成本低以及脱硫效率高等特点。

实施例2

本实施例的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，其结构与实施例1基本相同，更进一步的：电除尘器1通过烟气旁路管路2与烟囱13连通，在脱硫系统发生故障时，可临时打开烟气旁路管路2便于脱硫系统内部的检修。

实施例3

参考图3，本实施例的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，其结构与实施例2基本相同，更进一步的：安装于脱硫塔6内侧壁上的喷粉机构7自上而下分为若干层，每一层包括若干个位于同一高度且沿脱硫塔6内侧壁上周向分布的喷粉机构7，安装于脱硫塔6内侧壁上的每个喷粉机构7的喷射管中轴线经过该喷粉机构7所在高度处脱硫塔6横截面的圆心，安装于脱硫塔6内侧壁上的每个喷粉机构7的弯头中轴线与对应喷射管中轴线的夹角相同，以上设置使得每一层上各个喷粉机构7喷出的脱硫灰气流方向依次沿着顺时针或逆时针方向变化，从而使得每层所有喷射出的脱硫灰气流合并为旋流态势，因而在脱硫塔6内形成大量旋流区域，强化了颗粒浓度分布，增加了气、固、液混合强度，使得脱硫剂与烟气反应更加充分，脱硫更加高效；优化的，安装于脱硫塔6内侧壁上每一层上任意相邻两个喷粉机构7的弯头中轴线夹角均为θ，以上设置使得每一层上各个喷粉机构7的弯头中轴线围成的图形恰好为和该层喷粉机构7数量对应的正多边形，从而有利于脱硫塔6内旋流的有效形成；具体本实施例中，每一层包括四个位于同一高度且沿脱硫塔6内侧壁上周向分布的喷粉机构7，且安装于脱硫塔6内侧壁上每一层上任意相邻两个喷粉机构7的弯头中轴线夹角均为90°，以上设置，可利用“四角切圆”原理将每一层上通过喷粉机构7喷出的脱硫灰气流汇合形成最大程度的气旋，该气旋贴着脱硫塔6内侧壁流动，对脱硫塔6内的气流扰动最大，使得脱硫剂与烟气反应更加充分。

实施例4

参考图4，本实施例的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，其结构与实施例3基本相同，更进一步的：每一层上相邻两个喷粉机构7之间设有雾化水喷嘴16。

在脱硫塔6上部区域，旋转雾化器5喷出的浆液与干灰混合，可为干灰提供一定的潮湿环境，在脱硫塔6中下部区域，由于浆液中水分已被干燥，因此在相邻两个喷粉机构7之间布置雾化水喷嘴16，对干灰进行润湿，增加了干灰活性，从而可增强反应效率。

参考图5-a1、5-a2、5-b1和5-b2，针对本实施例所提出的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，通过仿真数值模拟对现有脱硫塔和采用本实施例的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统后的脱硫塔内SO2浓度分布以及脱硫效率进行了对比计算，为本发明所述内容提供了理论依据。如图5-a1和5-a2所示，未采用本实施例的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统时，脱硫塔内SO2浓度较高区域主要分布在塔上部，即雾化器附近、塔顶以及塔顶至底部烟气管道位置区域，脱硫塔内脱硫效率为85％；如图5-b1和5-b2所示，采用本实施例的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统后，使得脱硫塔内混合区域得以优化，脱硫塔内各区域SO2浓度得到明显降低，脱硫效率由85％提升至90％，脱硫效率增加明显。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，其特征在于，包括：

脱硫塔(6)，所述脱硫塔(6)的顶部连通有烟气分配器(3)，该烟气分配器(3)通过管道与电除尘器(1)的出气口连通；

旋转雾化器(5)，所述旋转雾化器(5)位于脱硫塔(6)的顶部，所述旋转雾化器(5)的出口位于脱硫塔(6)内部的顶端，旋转雾化器(5)的进口与上方的顶罐(10)出口连通；所述顶罐(10)进口通过管道与消石灰浆液罐(11)连通；所述脱硫塔(6)的内侧壁上连接有内部烟道(4)，该内部烟道(4)的进口通过管道与电除尘器(1)的出气口连通，内部烟道(4)出口正对上方的旋转雾化器(5)出口；

烟气出口管(15)，所述烟气出口管(15)连通于脱硫塔(6)的下部，该烟气出口管(15)通过管道与袋式除尘器(8)进气口连通，袋式除尘器(8)出气口通过管道与烟囱(13)连通，袋式除尘器(8)的排灰口通过管道与脱硫灰仓(9)连通；

以及脱硫灰输送罐(14)，所述脱硫灰输送罐(14)的进口通过管道与脱硫灰仓(9)连通，所述脱硫灰输送罐(14)的出口与文丘里粉泵(12)的进料口相连通，所述文丘里粉泵(12)的进气口与电除尘器(1)的出气口连通，所述文丘里粉泵(12)的出气口与若干个喷粉机构(7)分别连通；所述烟气分配器(3)内安装有喷粉机构(7)，所述脱硫塔(6)内部的顶端安装有喷粉机构(7)，所述脱硫塔(6)内侧壁上安装有喷粉机构(7)，所述内部烟道(4)内安装有喷粉机构(7)，所述烟气出口管(15)内安装有喷粉机构(7)。

2.根据权利要求1所述的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，其特征在于：所述电除尘器(1)通过烟气旁路管路(2)与烟囱(13)连通。

3.根据权利要求1所述的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，其特征在于：安装于脱硫塔(6)内侧壁上的喷粉机构(7)自上而下分为若干层，每一层包括若干个位于同一高度且沿脱硫塔(6)内侧壁上周向分布的喷粉机构(7)。

4.根据权利要求3所述的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，其特征在于：所述喷粉机构(7)包括喷射管以及安装于喷射管端部的弯头，安装于脱硫塔(6)内侧壁上的每个喷粉机构(7)的喷射管中轴线经过该喷粉机构(7)所在高度处脱硫塔(6)横截面的圆心，安装于脱硫塔(6)内侧壁上的每个喷粉机构(7)的弯头中轴线与对应喷射管中轴线的夹角相同。

5.根据权利要求4所述的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，其特征在于：安装于脱硫塔(6)内侧壁上每一层上任意相邻两个喷粉机构(7)的弯头中轴线夹角均为θ。

6.根据权利要求5所述的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，其特征在于：安装于脱硫塔(6)内侧壁上每一层上任意相邻两个喷粉机构(7)的弯头中轴线夹角均为90°。

7.根据权利要求6所述的基于SDA法的多点喷粉脱硫系统，其特征在于：安装于脱硫塔(6)内侧壁上每一层上相邻两个喷粉机构(7)之间设有雾化水喷嘴(16)。

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