CN113842758A - 新式湿法脱硫喷淋装置和方法 - Google Patents

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吴文升
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周茂涛
杨鹏
杨明江
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韦保宁
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Abstract

本发明提供了一种新式湿法脱硫喷淋装置和方法。所述新式湿法脱硫喷淋装置包括：中置的旋转雾化喷头，设置在湿法脱硫塔的中心线上；中置的旋转雾化喷头的喷出方向与湿法脱硫塔中的烟气流向相对，为逆流喷淋；周向的旋转雾化喷头，沿湿法脱硫塔内壁同一水平面切线布置；所述周向的旋转雾化喷头所在的水平面位于所述中置的旋转雾化喷头的下方。所述新式湿法脱硫喷淋方法包括：用中置的旋转雾化喷头对环形的雾化喷淋层，进行雾化喷淋，形成圆锥形喷雾动力层，堵住湿法脱硫塔内的风眼。本发明能杜绝烟气走廊现象。

Description

新式湿法脱硫喷淋装置和方法
技术领域
本发明涉及烟气净化领域，具体涉及一种新式湿法脱硫喷淋装置和方法。
背景技术
目前，钢铁、电力、化工、水泥等行业烟气脱硫主要采用的工艺路线是湿法脱硫，其中湿法脱硫又分为为钙法、氨法、双碱法、镁法等。湿法脱硫的原理是利用化工泵将含有脱硫剂的浆液打入脱硫塔内，浆液通过塔内喷淋管上的喷头形成雾化小液滴，实现与入塔烟气的充分混合，从而可以通过蒸发、换热作用降低烟气温度，并在气液两相间通过化学反应脱除烟气中的二氧化硫。
通常脱硫喷淋管布置在脱硫塔的截面上，然后根据各功能段的性质，采用空心锥、实心锥、螺旋等喷头。喷淋管及其喷头在设计过程中，喷淋管的平面布置做不到均匀统一，在运行过程中，喷头掉落、冲刷塔内支撑梁等情况也会时有发生，并导致塔内烟气走廊现象严重、脱硫效率不高、效果不均匀、脱硫剂逃逸厉害等后果。
综上所述，现有技术中存在以下问题：湿法脱硫喷淋中，脱硫塔内烟气走廊现象严重、脱硫效率不高、效果不均匀。
发明内容
本发明提供一种新式湿法脱硫喷淋装置和方法，以解决湿法脱硫喷淋中，脱硫塔内烟气走廊现象严重、脱硫效率不高、效果不均匀的问题。
为此，本发明提出一种新式湿法脱硫喷淋装置，所述新式湿法脱硫喷淋装置包括：
中置的旋转雾化喷头，设置在湿法脱硫塔的中心线上；中置的旋转雾化喷头的喷出方向与湿法脱硫塔中的烟气流向相对，为逆流喷淋；
周向的旋转雾化喷头，沿湿法脱硫塔内壁同一水平面切线布置；所述周向的旋转雾化喷头所在的水平面位于所述中置的旋转雾化喷头的下方。
进一步地，湿法脱硫塔中的烟气的运动方向为从下至上。
进一步地，所述周向的旋转雾化喷头为一层，该层周向的旋转雾化喷头所在的水平面位于所述中置的旋转雾化喷头的下方2-6m处。
进一步地，所述周向的旋转雾化喷头为两层，其中，顶层的周向的旋转雾化喷头所在的水平面位于所述中置的旋转雾化喷头的下方2-6m处。
进一步地，所述周向的旋转雾化喷头为两层，其中，两层周向的旋转雾化喷头所在的水平面的间距为2-5米。
进一步地，所述中置的旋转雾化喷头通过悬挂在湿法脱硫塔的支撑梁上设置在湿法脱硫塔的中心线上。
本发明还提供一种新式湿法脱硫喷淋方法，所述新式湿法脱硫喷淋方法包括：
步骤A:在湿法脱硫塔中，使烟气从下至上运行；
步骤B:用多个周向布置的旋转雾化喷头，沿湿法脱硫塔内壁的切线方向，对烟气进行周向方向的雾化喷淋，形成环形的喷雾动力层；
步骤C:以湿法脱硫塔的中心线为中心，用中置的旋转雾化喷头对环形的雾化喷淋层，进行雾化喷淋，形成圆锥形喷雾动力层；
步骤D:环形的喷雾动力层与圆锥形喷雾动力层叠加和混合，堵住湿法脱硫塔内的风眼，或杜绝烟气走廊现象。
进一步地，环形的喷雾动力层为一层，环形的喷雾动力层所在的水平面位于所述中置的旋转雾化喷头的下方2-6m处。
进一步地，环形的喷雾动力层为两层，两层环形的喷雾动力层间距为2-5米为宜。
进一步地，湿法脱硫塔的内径不超过15米为宜。
环形布置的云动力喷头(云动力喷头也称旋转雾化喷头)运行时沿塔内壁喷出并形成圆形喷雾动力层，中置云动力喷头运行时向环形云动力形成的圆形雾化喷淋层的中间进行喷雾喷淋，避免“风眼”现象产生，避免烟气处理漏洞的产生。
本发明对烟气降温和脱硫反应速度加快，缩短了处理时间，实现了小液气比的情况下的高效降温和脱硫，降低了脱硫能耗；另一方面，由于采用云动力喷头切圆布置技术，构造脱硫塔内喷雾动力场，形成高速混流的云雾状，烟气与浆液混合充分均匀，加大烟气中SO2与脱硫剂反应机率，提高了脱硫效率。环形和中置布置的云动力喷头形成的圆形混流喷雾动力层不仅具备逆流喷淋层的功能，更具备高效紊流反应的功能，实现了云流场再造，形成脱硫塔内稳定混流气膜稳定层，消除了常规喷淋塔中的烟气走廊问题，避免烟气处理漏洞的产生，进一步提高脱硫效率。
附图说明
图1为本发明的旋转雾化喷头的布置结构示意图；
图2为图1中的A-A向剖视结构示意图。
附图标号说明：
1、烟道；2、湿法脱硫塔；3、中置的旋转雾化喷头；4、环形的喷雾动力层；6、周向的旋转雾化喷头；7、风眼。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明。
本发明提出一种新式湿法脱硫喷淋装置，如图1和图2所示，所述新式湿法脱硫喷淋装置包括：
中置的旋转雾化喷头3，设置在湿法脱硫塔2的中心线或轴线上；中置的旋转雾化喷头3的喷出方向与湿法脱硫塔中的烟气流向相对，为逆流喷淋；
周向的旋转雾化喷头5，沿湿法脱硫塔内壁同一水平面切线布置；所述周向的旋转雾化喷头所在的水平面位于所述中置的旋转雾化喷头3的下方。每层的旋转雾化喷头，即云动力环形喷头，布置方向均要一致，沿塔壁切圆布置。
中置的旋转雾化喷头3和周向的旋转雾化喷头5都采用云动力雾化喷头，也称旋转雾化喷头。原烟气由烟道1进入脱硫塔2内，经过环形的喷雾动力层5(环形云动力雾化层)进行降温或者二氧化硫脱除，同时中置的旋转雾化喷头3对环形云动力雾化层形成的圆形混流喷雾中心进行喷淋，堵住风眼7，避免烟气走廊现象发生。
进一步地，湿法脱硫塔中的烟气的运动方向为从下至上,中置的旋转雾化喷头3的喷出方向与湿法脱硫塔中的烟气流向相对，为逆流喷淋,喷淋效果好。
进一步地，所述周向的旋转雾化喷头为一层，该层周向的旋转雾化喷头所在的水平面位于所述中置的旋转雾化喷头的下方2-6m处。这样的距离，能够较好的堵住湿法脱硫塔内的风眼，或杜绝烟气走廊现象。
进一步地，所述周向的旋转雾化喷头为两层，其中，顶层的周向的旋转雾化喷头所在的水平面位于所述中置的旋转雾化喷头的下方2-6m处。这样，形成多重混合雾化，雾化效果好。两层周向的旋转雾化喷头可以分别设置在脱硫塔降温段和吸收段。当云动力雾化喷头设置在脱硫塔降温段时，高温原烟气进入脱硫塔时，在中置云动力喷头和环形布置的云动力喷头的混流雾化浆液作用下，烟气温度能迅速降温至55℃左右；当云动力喷头设置在吸收段时，烟气在中置云动力喷头和环形布置的云动力喷头的混流雾化浆液(携带脱硫剂)作用下，二氧化硫能迅速被吸收，脱硫效果能达到95—98％
进一步地，所述周向的旋转雾化喷头为两层，其中，两层周向的旋转雾化喷头所在的水平面的间距2-5米为宜。以实现多重的有效雾化。
进一步地，所述中置的旋转雾化喷头3通过悬挂在湿法脱硫塔2的支撑梁上设置在湿法脱硫塔的中心线上。支撑梁包括水管和水管外面的耐火材料层，以实现中置的旋转雾化喷头3在湿法脱硫塔2中的固定。
本发明还提供一种新式湿法脱硫喷淋方法，所述新式湿法脱硫喷淋方法包括：
步骤A:在湿法脱硫塔2中，使烟气从下至上运行；
步骤B:用多个周向布置的旋转雾化喷头6，沿湿法脱硫塔内壁的切线方向，对烟气进行周向方向的雾化喷淋，形成环形的喷雾动力层4；相临旋转雾化喷头6可以稍微上下适当错位，避免喷头之间的冲刷；
步骤C:以湿法脱硫塔的中心线为中心，用中置的旋转雾化喷头3对环形的雾化喷淋层的中间，进行雾化喷淋，形成圆锥形喷雾动力层；
步骤D:环形的喷雾动力层与圆锥形喷雾动力层叠加和混合，堵住湿法脱硫塔内的风眼7，或杜绝烟气走廊现象。
进一步地，环形的喷雾动力层为一层，环形的喷雾动力层所在的水平面位于所述中置的旋转雾化喷头的下方2-6m处。能够较好的堵住湿法脱硫塔内的风眼，或杜绝烟气走廊现象。
进一步地，环形的喷雾动力层为两层，两层环形的喷雾动力层间距为2-5米为宜，以实现多重的有效雾化。
进一步地，湿法脱硫塔的内径不超过15米为宜，以和环形的喷雾动力层4、以及中置的旋转雾化喷头3雾化喷淋形成的圆锥形喷雾动力层相对应，形成湿法脱硫塔内喷淋空间的立体无漏洞的雾化喷淋。
根据塔径大小，适当调整云动力喷头之间的距离，确保没有喷淋死角。无论设计1层还是2层环形云动力喷淋层，其喷头方向需要一致，使浆液喷出后形成环形雾化层。当云动力雾化喷头设置在脱硫塔降温段时，高温原烟气进入脱硫塔时，在中置和环形布置的云动力喷头的混流雾化浆液作用下，烟气温度能迅速降温至55℃左右；当云动力设置在吸收段时，烟气在中置和环形布置的云动力喷头的混流雾化浆液(携带脱硫剂)作用下，二氧化硫能迅速被吸收，脱硫效果能达到95—98％
本发明把环形和中置布置的云动力喷头相结合，工艺路线简单，易操作，避免常规喷淋容易出现烟气走廊、降温不均匀的现象，节能减排。
广西钢铁集团有限公司220㎡烧结和400万吨/年球团机头烟气脱硫、脱硝项目，设计烟气量分为140×104Nm3/h和125×104Nm3/h，颗粒物浓度均为50㎎/Nm3，二氧化硫浓度均为2000㎎/Nm3，氮氧化物浓度均为400㎎/Nm3，采用氨法脱硫工艺，在脱硫塔降温段和吸收段各设置1个中置云动力喷头和2层环形布置云动力喷头，形成混流式脱硫喷淋，实现对高温原烟气的高效降温和脱硫。高温原烟气通过降温段后，温度降低至50-53℃左右；高温烟气通过吸收段后，二氧化硫浓度小于35㎎/Nm3。整个工艺控制简单，效果显著，二氧化硫排放已满足国家超低排放标准。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种新式湿法脱硫喷淋装置，其特征在于，所述新式湿法脱硫喷淋装置包括：
中置的旋转雾化喷头，设置在湿法脱硫塔的中心线上；中置的旋转雾化喷头的喷出方向与湿法脱硫塔中的烟气流向相对，为逆流喷淋；
周向的旋转雾化喷头，沿湿法脱硫塔内壁同一水平面切线布置；所述周向的旋转雾化喷头所在的水平面位于所述中置的旋转雾化喷头的下方。
2.如权利要求1所述的新式湿法脱硫喷淋装置，其特征在于，湿法脱硫塔中的烟气的运动方向为从下至上。
3.如权利要求1所述的新式湿法脱硫喷淋装置，其特征在于，所述周向的旋转雾化喷头为一层，该层周向的旋转雾化喷头所在的水平面位于所述中置的旋转雾化喷头的下方2-6m处。
4.如权利要求1所述的新式湿法脱硫喷淋装置，其特征在于，所述周向的旋转雾化喷头为两层，其中，顶层的周向的旋转雾化喷头所在的水平面位于所述中置的旋转雾化喷头的下方2-6m处。
5.如权利要求1所述的新式湿法脱硫喷淋装置，其特征在于，所述周向的旋转雾化喷头为两层，其中，两层周向的旋转雾化喷头所在的水平面的间距为2-5米。
6.如权利要求1所述的新式湿法脱硫喷淋装置，其特征在于，所述中置的旋转雾化喷头通过悬挂在湿法脱硫塔的支撑梁上设置在湿法脱硫塔的中心线上。
7.一种新式湿法脱硫喷淋方法，其特征在于，所述新式湿法脱硫喷淋方法包括：
步骤A:在湿法脱硫塔中，使烟气从下至上运行；
步骤B:用多个周向布置的旋转雾化喷头，沿湿法脱硫塔内壁的切线方向，对烟气进行周向方向的雾化喷淋，形成环形的喷雾动力层；
步骤C:以湿法脱硫塔的中心线为中心，用中置的旋转雾化喷头对环形的雾化喷淋层的中间，进行雾化喷淋，形成圆锥形喷雾动力层；
步骤D:环形的喷雾动力层与圆锥形喷雾动力层叠加和混合，堵住湿法脱硫塔内的风眼，或杜绝烟气走廊现象。
8.如权利要求7所述的新式湿法脱硫喷淋方法，其特征在于，环形的喷雾动力层为一层，环形的喷雾动力层所在的水平面位于所述中置的旋转雾化喷头的下方2-6m处。
9.如权利要求7所述的新式湿法脱硫喷淋方法，其特征在于，环形的喷雾动力层为两层，两层环形的喷雾动力层间距为2-5米。
10.如权利要求7所述的新式湿法脱硫喷淋方法，其特征在于，湿法脱硫塔的内径不超过15米。
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