CN1415403A - 底饲循环喷动床烟气脱硫装置及方法 - Google Patents

Abstract

底饲循环喷动床烟气脱硫装置及方法涉及环境工程专业大气污染防治技术领域，尤其是一种净化燃煤烟气中SO₂对空气的污染的方法。该装置以脱硫反应塔为中心，在其底部设有烟气入口，螺旋给料机，底饲喷嘴，在其中部设有液滴喷洒器，在其上部与静电除尘器的一端相连通，静电除尘器的底部设有星形阀，分别与回料器和灰罐相接，静电除尘器的另一端通过引风机与烟囱连通，底饲喷嘴的进口接喷射器，喷射器的两个进口分别接回料器和罗茨风机。将含SO₂和粉尘的燃煤烟气进入脱硫反应塔，与螺旋给料器加入的新鲜脱硫剂和底饲喷嘴喷入的灰在脱硫反应塔下部形成颗粒内循环，静电除尘器、一电场灰经星形阀、回料器、喷射器和底饲喷嘴后，进入脱硫反应塔，形成灰的外循环。

Description

底饲循环喷动床烟气脱硫装置及方法

一、技术领域

本发明涉及环境工程专业大气污染防治技术领域，尤其是一种净化燃煤烟气中SO₂对空气的污染的方法。

二、背景技术

煤炭是我国重要的一次能源，约占能源结构的75％。我国煤炭总产量的84％直接用于燃烧，在大量利用其热能的同时，也引起了严重的煤烟型大气污染。到2000年底，我国SO₂排放量达2300万吨。全国现有中小型锅炉47万余台，其燃煤量和SO₂排放量约占煤炭利用总量的三分之一左右，这些锅炉分布广，管理水平较低，普遍存在着烟尘和SO₂超标排放的问题。与此同时，我国的燃煤电站广泛采用大型煤粉炉，其排放烟气中的SO₂也是大气中SO₂的主要来源之一。SO₂是形成酸雨的重要污染源。酸雨会腐蚀工业设备，损害建筑物，酸化土壤，抑制农作物生长，影响生态环境，我国每年因酸雨危害造成的经济损失达数十亿元之巨。因而，花大力气解决我国燃煤锅炉的脱硫问题，对于改善大气环境，促进国民经济可持续发展具有重要意义。

燃煤脱硫的方法主要分为三大类，即燃煤前脱硫、燃烧过程中脱硫和燃烧后烟气脱硫。西方经济发达国家95％采用燃烧后烟气脱硫。燃烧后烟气脱硫方法又分为干法、半干法和湿法。其中湿法烟气脱硫工艺居多。但是，湿法烟气脱硫存在着投资和运行费用高、占地面积大、有废水排放等缺点。世界各国的专家都在不断地探索新的脱硫方法，其中以循环流化床原理为基础的干法烟气脱硫技术是新型脱硫技术的典型代表。循环流化床烟气脱硫技术(CFB-FGD)通过吸收剂在脱硫过程中多次反复循环，延长吸收剂与烟气的接触时间，大大提高了吸收剂的利用率，它不但具有干法脱硫工艺的许多优点，如流程简单、占地少、投资小以及副产品可以综合利用等，而且能在较低的钙硫比(Ca/S＝1.3)情况下接近湿法工艺的脱硫效率。国外较早期的成功例子有：德国Siersdorf电厂的两台85MWe机组就是采用该法脱硫。目前，国外CFB-FGD工艺的商用最大单塔处理能力可达1200,000Nm³/h烟气量。

三、技术内容

1、技术问题

本发明旨在解决目前干法烟气脱硫工艺中投资和运行费用偏高、脱硫效率较低的问题，力求在较低的成本下获得高的脱硫效率的底饲循环喷动床烟气脱硫装置及方法。

2、技术方案

本发明采用如下技术方案来实现发明的目的。它是由喷动床脱硫吸收塔、飞灰底饲循环子系统、雾滴喷洒子系统、排灰渣子系统、吸收剂添加子系统、静电除尘器、引风机、罗茨风机子系统以及测控仪表子系统组成。该装置以脱硫反应塔为中心，在其底部设有烟气入口，在其下部的侧面设有螺旋给料机，在其下部的中间设有底饲喷嘴，在其中部设有液滴喷洒器，在其上部与静电除尘器的一端相连通，静电除尘器的底部设有星形阀，该星形阀分别与回料器和灰罐相接，静电除尘器的另一端通过引风机与烟囱连通，底饲喷嘴的进口接喷射器，喷射器的两个进口分别接回料器和罗茨风机，脱硫反应塔的底部疏渣通道为偏心锥体，锥角大于60度，在底部的外面设有渣罐和疏渣罐，液滴喷洒器的管子进口处设有风机，将含SO₂和粉尘的燃煤烟气进入脱硫反应塔，与螺旋给料器加入的新鲜脱硫剂和底饲喷嘴喷入的灰在脱硫反应塔下部形成颗粒内循环，然后烟气与液滴喷洒器喷出的水滴充分接触，经高效脱硫和蒸干液滴后烟气进入静电除尘器高效除尘后排放；静电除尘器电场灰经星形阀、回料控制器、气固喷射器和底饲喷嘴后，进入脱硫反应塔，形成灰的外循环，喷射器输送的风速为50～150m/s，液滴喷洒器喷洒的液滴粒径为10～30μm。

3、技术效果

本申请是在上述技术的基础上研究开发出的一种新型干法烟气脱硫技术，它与CFB-FGD技术相比，具有许多特出的优点。与现有技术，特别是循环流化床烟气脱硫技术相比，本实用新型具有如下优点：(1)由于采用喷动床，脱硫塔下部形成高湍动度、高颗粒浓度的脱硫剂内循环，不仅能有效延长脱硫剂的停留时间，提高脱硫剂利用效率，而且能避免颗粒结团，提高运行的安全稳定性。(2)采用气力输送技术，将静电除尘器一电场收集的飞灰(含脱硫剂)送回脱硫反应塔，很好地实现了颗粒的外循环，进一步提高了脱硫剂利用率和脱硫效率。(3)循环飞灰(含脱硫剂)采用底饲方式送回脱硫反应塔，和未脱硫烟气充分混合反应。(4)特殊设计的双流体雾化喷嘴可使雾滴粒径范围控制在10～30μm的范围内，避免了液滴过细时的快速蒸干和液滴过大时来不及蒸干等缺点。由于喷入雾滴，有利于形成亚硫酸和氢氧化钙浆滴，脱硫反应由气固反应为主转变为气液、液固反应为主。(5)相对于湿法烟气脱硫而言，该技术具有投资和运行费用较低，占地面积少，系统阻力低，脱硫产物呈干态，适应负荷变化幅度宽等显著优点。(6)对常规静电除尘器进行技术改造，使之能适应较宽广的入口含尘浓度，当一电场入口浓度为100～200g/Nm³时，静电除尘器出口含尘浓度仍能满足国家环保排放要求。(7)如锅炉已进行炉内脱硫，则该装置可在不添加脱硫剂的条件下进一步提高脱硫效率，同时提高脱硫剂的利用率。

四、附图说明

图1是本发明的结构示意图。

五、具体实施方案

一种底饲循环喷动床烟气脱硫装置及方法，其特征在于该装置以脱硫反应塔1为中心，在其底部设有烟气入口4，在其下部的侧面设有螺旋给料机3，在其下部的中间设有底饲喷嘴5，在其中部设有液滴喷洒器11，在其上部与静电除尘器13的一端相连通，静电除尘器13的底部设有星形阀10，该星形阀10分别与回料器8和灰罐16相接，静电除尘器13的另一端通过引风机15与烟囱14连通，底饲喷嘴5的进口接喷射器7，喷射器7的两个进口分别接回料器8和罗茨风机17。设有飞灰底饲喷嘴5和液滴喷洒器11，有利于形成颗粒内循环和使脱硫反应变为气液和液固反应，能显著提高脱硫效率和脱硫剂利用率。在脱硫反应塔1的底部疏渣通道11为偏心锥体，锥角大于60度，在底部的外面设有渣罐6和疏渣罐18。液滴喷洒器11的管子进口处设有风机9。输送风以50～150m/s的速度喷出，引射从回料器8来的飞灰，保证灰在管道中自由输送，按设计要求实现飞灰在脱硫塔1内均匀散开，形成颗粒内循环。将含SO₂和粉尘的燃煤烟气进入脱硫反应塔1，与螺旋给料器3加入的新鲜脱硫剂和底饲喷嘴5喷入的灰在脱硫反应塔1下部形成颗粒内循环，然后烟气与液滴喷洒器11喷出的水滴充分接触，经高效脱硫和蒸干液滴后烟气进入静电除尘器13高效除尘后排放；静电除尘器13一电场12灰经星形阀10、回料控制器8、气固喷射器7和底饲喷嘴5后，进入脱硫反应塔1，形成灰的外循环，喷射器7输送的风速为50～150m/s，液滴喷洒器11喷洒的液滴粒径为10～30μm。这种特殊设计的气液两相流喷嘴，可使液滴粒径控制在10～30μm的范围内。避免了液滴过分细时快速蒸干和液滴过大时来不及蒸干的缺陷，对脱硫反应十分有利。

锅炉尾部含硫含尘烟气通过烟气入口4进入脱硫塔1，经脱硫反应后，进入静电除尘器13，然后经引风机15排至烟囱14。静电除尘器13一电场12收集的飞灰，大部分经星形阀10、回料器8进入喷射器7，由气力输送经底饲喷嘴5进入脱硫塔1，实现飞灰底饲循环。少部分静电除尘器13一电场12灰与其它电场灰一起排至灰罐16，最后到灰库或灰场，用作路基或建材。脱硫塔1下部设置了脱硫剂添加设备。脱硫剂由料仓2经螺旋给料机3送入脱硫塔1，适量补充一些新鲜脱硫剂。脱硫塔1中下部设有雾滴喷洒器11，向脱硫塔1喷入一定粒径范围的雾化水滴，使脱硫反应由气固反应为主转变为以气液和液固反应为主，显著提高脱硫效率。脱硫渣由塔底排入渣罐6。脱硫塔1底设有疏渣罐18以疏通烟道。飞灰底饲循环系统中回料器和喷射器所需输送风和液滴喷洒系统的所需的雾化风由罗茨风机17提供。

Claims (6)

1、一种底饲循环喷动床烟气脱硫装置，其特征在于该装置以脱硫反应塔(1)为中心，在其底部设有烟气入口(4)，在其下部的侧面设有螺旋给料机(3)，在其下部的中间设有底饲喷嘴(5)，在其中部设有液滴喷洒器(11)，在其上部与静电除尘器(13)的一端相连通，静电除尘器(13)的底部设有星形阀(10)，该星形阀(10)分别与回料器(8)和灰罐(16)相接，静电除尘器(13)的另一端通过引风机(15)与烟囱(14)连通，底饲喷嘴(5)的进口接喷射器(7)，喷射器(7)的两个进口分别接回料器(8)和罗茨风机(17)。

2、根据权利要求1所述的底饲循环喷动床烟气脱硫装置，其特征在于在脱硫反应塔(1)的底部疏渣通道(11)为偏心锥体，锥角大于60度，在底部的外面设有渣罐(6)和疏渣罐(18)。

3、根据权利要求1或2所述的底饲循环喷动床烟气脱硫装置，其特征在于液滴喷洒器(11)的管子进口处设有风机(9)。

4、一种适合于权利要求1所述的底饲循环喷动床烟气脱硫装置的方法，其特征在于将含SO₂和粉尘的燃煤烟气进入脱硫反应塔(1)，与螺旋给料器(3)加入的新鲜脱硫剂和底饲喷嘴(5)喷入的灰在脱硫反应塔(1)下部形成颗粒内循环，然后烟气与液滴喷洒器(11)喷出的水滴充分接触，经高效脱硫和蒸干液滴后烟气进入静电除尘器(13)高效除尘后排放；静电除尘器(13)、1电场(12)灰经星形阀(10)、回料器(8)、喷射器(7)和底饲喷嘴(5)后，进入脱硫反应塔(1)，形成灰的外循环。

5、根据权利要求4所述的底饲循环喷动床烟气脱硫装置的方法，其特征在于喷射器(7)输送的风速为50～150m/s。

6、根据权利要求4所述的底饲循环喷动床烟气脱硫装置的方法，其特征在于液滴喷洒器(11)喷洒的液滴粒径为10～30μm。