CN1229168C - 一种液柱喷射式烟气脱硫除尘集成方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

一种液柱喷射式烟气脱硫除尘集成方法及其装置。其特点是，将烟气脱硫与除尘集于一体，烟气切向送入反应塔内中下部，使烟气中烟尘富集于反应塔壁面，反应塔内上部注入水流，清洗掉烟气中灰尘；反应塔内设有喷管，使烟气混合、反应并形成亚硫酸钙和硫酸钙。通过强制氧化，浓缩后的灰浆排出，将较稀的灰浆和未反应完全的及新加入的钙基脱硫剂输送至喷管再次喷出。同现有技术比，本发明占地面积小，投资运行成本低、脱硫除尘效率高。

Description

一种液柱喷射式烟气脱硫除尘集成方法及其装置
技术领域
本发明属于烟气除尘脱硫集成技术领域，尤其涉及煤粉锅炉、层燃锅炉或其它燃烧设备排出的烟气中的二氧化硫和固体颗粒的脱除技术装置。
背景技术
目前的燃煤工业锅炉和电站锅炉当中，相当一部分采用水膜除尘装置。燃烧设备排出的烟气在烟道中先通过一个渐缩渐扩管(又称文丘里管)，然后从水膜除尘器的圆筒下部切向进入后向上流动并作旋转运动，同时喷入水流，在圆筒形水膜除尘器形成贴壁水流，固体颗粒在离心力作用下进入贴壁水流，从而清洗掉含在自下而上流动的烟气中的灰尘。采用水膜除尘的效率一般低于85％，而且，没有脱硫功能，不能满足环境保护的要求。由于二氧化硫的污染一直是世界许多国家环境保护的工作重点，各国先后开发的烟气脱硫技术已达200多种。但是，能够应用到工业上的只有十多种。到目前为止，在燃煤的工业锅炉和电站锅炉中，90％以上采用湿法烟气脱硫技术，其中以石灰石-石膏法为主。该方法脱硫效率虽然较高，是烟气脱硫最有效的方法。但通常存在系统相对复杂，占地面积较大的缺点，而且容易出现结垢和堵塞现象，导致初投资及运行成本都较高。为此中国专利，专利号为CN1238233，公开了一种水膜除尘脱硫集成方法及系统，它能够很好地克服上述缺点。其主要特点是对现有的水膜除尘器进行改造，增加脱硫剂浆液的喷射装置，在此过程中与烟气中二氧化硫充分反应，实现高效脱硫和防止结垢及堵塞，同时由于液柱的增加加强了对中心区灰尘洗涤，而且也不会过渡增加系统的烟气阻力。该专利技术得到了很好的应用。但是，由于该专利技术是对常规的水膜除尘器进行改造，必须另外增加氧化池等辅助设施，致使占地面积大，而且，改造过程中需要改动的设备较多，工艺复杂。
发明内容
本发明的目的和任务是针对现有的以及上述改进的水膜除尘器技术中存在的不足和缺陷，提供一种液注喷射式烟气脱硫除尘集成方法及其装置，它是在设备占地面积小、以及投资运行费用低的前提下，将除尘和脱硫技术集成于一体，能够得到比较高的除尘效率、脱硫效率、脱硫剂利用率以及脱硫产物氧化率。
为了达到上述的发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：
一种液注喷射式烟气脱硫除尘集成方法，其步骤是：
1.将燃烧设备中排出的烟气切向送入脱硫除尘反应塔内中下部，由于烟气的旋转运动，烟气中的烟尘在离心力的作用下富集于反应塔的壁面，在反应塔内上部注入水流，形成自上而下的贴壁水膜，清洗掉含在自下而上流动的烟气中的灰尘。
2.通过设置在反应塔内中部的液柱喷射装置，在反应塔内部先形成自下而上的液柱，再形成自上而下逆流的液滴，使其与自下而上的烟气混合、反应并形成亚硫酸钙和硫酸钙，之后与烟气中的灰尘一起随液流向下排出。
3.反应后生成的亚硫酸钙和硫酸钙随烟尘颗粒和水流入反应塔底部的氧化槽，通过强制氧化后将亚硫酸钙氧化为硫酸钙，在浓缩部内经浓缩、沉淀过程，将较浓的灰浆排放至灰渣处理系统，将较稀的灰浆和未反应完全的钙基脱硫剂以及新加入的脱硫剂经搅拌后，随水流被循环泵输送至液柱喷射装置再次喷出。
实现上述液柱喷射式烟气脱硫除尘集成方法的装置，它包括反应塔、氧化风机及循环泵。其结构特点是，所述反应塔的顶端与其外壁的中部分别设有烟气出口及烟气入口。反应塔中的上部设有除雾器，除雾器的下面设有可形成贴壁水膜的水膜母管。除雾器、水膜母管均外连接供水管。反应塔中的中下部设有可喷射液柱的喷射装置。喷射装置上布有喷嘴，喷射装置下面至反应塔的底端设为氧化槽，氧化槽的上部及中部分别设有进浆管及浓缩部。氧化槽的底部设有接口与循环泵入口相接，循环泵出口与喷射装置的输浆管相接。氧化槽中设有搅拌器。氧化槽的底部设有鼓风机，鼓风机与反应塔外的氧化风机相接。
按照上述的技术方案，所述水膜母管环绕在反应塔内周壁；所述喷射装置由多支平行排列的分喷管组成，各分喷管上布有喷嘴，均与输浆管相接。
本发明与现有技术比较，具有以下优点及有益的效果：
(1)由于本发明采用了脱硫除尘一体化和吸收反应区氧化区一体化，显著地降低了设备的投资和运行费用，并且节省了用地面积，降低了工艺及其装置的复杂程度。
(2)本装置采用烟气切向进入反应塔，产生旋流并利用水膜进行除尘。由于脱硫浆液在反应器内形成良好的气液混合态，使含脱硫剂的液滴与烟气充分接触，加强了对烟尘的脱除，使得除尘效果比一般的水膜除尘要好。
(3)本装置良好的雾化效果和气液接触使得烟气中的二氧化硫得以有效地脱除，由于脱除下来的尘粒本身就对脱硫反应具有良好的促进作用，所以该装置比一般的脱硫反应塔更容易达到高的脱硫效率。脱硫浆液的反复循环使用，使得脱硫剂能够达到的较高的利用率，而在氧化槽中的强制氧化则能够保证脱硫产物的高氧化率。
(4)本装置在高效脱硫除尘的同时，较好地解决了系统结垢与堵塞问题。
下面结合本发明方法的步骤及实施方式参照附图对本发明做进一步说明。
附图说明
图1是实施本发明方法的装置结构连接图；
图2是图1的A-A向剖视结构图。
具体实施方式
本发明方法的具体步骤为：(1)将燃烧设备中排出的烟气切向送入脱硫除尘反应塔内中下部，由于烟气的旋转运动，烟气中的烟尘在离心力的作用下富集于反应塔的壁面，在反应塔上部注入水流，形成自上而下的贴壁水膜，清洗掉含在自下而上流动的烟气中的灰尘；(2)通过设置在反应塔内中部的液柱喷射装置，在反应塔内部先形成自下而上的液柱，再形成自上而下逆流的液滴，使其与自下而上的烟气混合，反应并形成亚硫酸钙和硫酸钙，之后与烟气中的灰尘一起随液流向下排出；(3)反应后生成的亚硫酸钙和硫酸钙随烟尘颗粒和水流入反应塔底部的氧化槽，通过强制氧化后将亚硫酸钙氧化为硫酸钙，在浓缩部内经浓缩、沉淀过程，将较浓的灰浆排放至灰渣处理系统，将较稀的灰浆和未反应完全的钙基脱硫剂以及新加入的脱硫剂经搅拌后，随水流被循环泵输送至液柱喷管再次喷出。
参看图1和图2，实施本发明方法的装置，它包括反应塔7、氧化风机14及循环泵9。所述反应塔7的顶端与其外壁的中部分别设有烟气出口4及烟气入口2，反应塔7内的上部设有除雾器5，除雾器5的下面设有可形成贴壁水膜的环绕在反应塔7内周壁的水膜母管3。除雾器5、水膜母管3均外连接供水管6。反应塔7中的中下部设有可喷射液柱的、由多支平行排列的分喷管组成的喷射装置8，喷射装置8上布有喷嘴15，均与输浆管相接。喷射装置8下面至反应塔7的底端设为氧化槽11。氧化槽11的上部及中部分别设有进浆管1及浓缩部10。氧化槽11的底部设有接口与循环泵9入口相接。循环泵9出口与喷射装置8的输浆管相接。氧化槽11中设有搅拌器13，氧化槽11的底部设有鼓风机12，鼓风机12与反应塔7外的氧化风机14相接。
该装置使用时，从燃烧设备中排出的烟气从烟气入口2切向进入反应塔7后作旋转运动。来自工业给水装置的水经供水管6分别向水膜母管3及除雾器5中供水。进入水膜母管3的水在反应塔7内形成贴壁水膜，清洗掉含在自下而上流动的烟气中的灰尘。同时，在烟气向上运动的过程中先后与喷射装置8喷射的浆液发生充分的脱硫反应。脱硫反应后的烟气经过除雾器5进行除雾降尘处理，通过烟气出口4排出。具有脱硫功能的浆液由脱硫剂制备装置通过进浆管1补充至氧化槽11中。由循环泵9通过输浆管送至喷射装置8。脱硫反应后的副产物亚硫酸钙下行至位于反应塔7下部的氧化槽11中，与来自鼓风机12并通过氧化风机14输送的空气发生氧化反应，生成硫酸钙(石膏)。硫酸钙在浓缩部10经浓缩、沉淀后排至脱硫产物处理装置。为了保持脱硫产物不在塔内沉积，氧化槽11中设有搅拌装置13，鼓气装置12也起到搅拌作用。

Claims (4)

1.一种液柱喷射式烟气脱硫除尘集成方法，其步骤是：
(1)将燃烧设备中排出的烟气切向送入脱硫除尘反应塔内中下部，由于烟气的旋转运动，烟气中的烟尘在离心力的作用下富集于反应塔的壁面，在反应塔内上部注入水流，形成自上而下的贴壁水膜，清洗掉含在自下而上流动的烟气中的灰尘；
(2)通过设置在反应塔内中部的液柱喷射装置，在反应塔内部先形成自下而上的液柱，再形成自上而下逆流的液滴，使其与自下而上的烟气混合、反应并形成亚硫酸钙和硫酸钙，之后与烟气中的灰尘一起随液流向下排出；
(3)反应后生成的亚硫酸钙和硫酸钙随烟尘颗粒和水流入反应塔底部，通过强制氧化后将亚硫酸钙氧化为硫酸钙，在浓缩部内经浓缩、沉淀过程，将浓缩后的灰浆排放至灰渣处理系统，将较稀的灰浆和未反应完全的钙基脱硫剂以及新加入的脱硫剂经搅拌后，随水流被循环泵输送至液柱喷射装置再次喷出。
2.实现权利要求1所述液柱喷射式烟气脱硫除尘集成方法的装置，它包括反应塔(7)、氧化风机(14)、循环泵(9)，其特征在于：所述反应塔(7)的顶端与其外壁的中部分别设有烟气出口(4)及烟气入口(2)，反应塔(7)中的上部设有除雾器(5)，除雾器(5)的下面设有可形成贴壁水膜的水膜母管(3)，除雾器(5)、水膜母管(3)均外连接供水管(6)，反应塔(7)中的中下部设有可喷射液柱的喷射装置(8)，喷射装置(8)上布有喷嘴(15)，喷射装置(8)下面至反应塔(7)的底端设为氧化槽(11)，氧化槽(11)的上部及中部分别设有进浆管(1)及浓缩部(10)，氧化槽(11)的底部设有接口与循环泵(9)入口相接，循环泵(9)出口与喷射装置(8)的输浆管相接，氧化槽(11)中设有搅拌器(13)，氧化槽(11)的底部设有鼓风机(12)，鼓风机(12)与反应塔(7)外的氧化风机(14)相接。
3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的水膜母管(3)环绕在反应塔(7)内周壁。
4.按照权利要求2或3所述的装置，其特征在于：所述的喷射装置(8)由多支平行排列的分喷管组成，各分喷管上布有喷嘴(15)均与输浆管相接。
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