CN1439449A - 一种湿法喷雾烟气脱硫装置 - Google Patents
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Abstract
一种湿法喷雾烟气脱硫装置，涉及一种湿法喷雾烟气脱硫装置的结构设计。本发明主要包括脱硫塔以及设置在该脱硫塔外部的循环泵和氧化风机。脱硫塔内分为循环氧化区、洗涤吸收区和烟气除雾区三个区域，在洗涤吸收区的上部设有带喷嘴的喷淋层，该喷淋层由变径母管和变径支管组成，变径母管两端粗中间细，变径支管采用由粗变细再变粗的结构。该装置将强制氧化、双变径喷淋层结构和逆流湿法喷雾技术集成到了一个整体系统中，有效保证了液滴的雾化质量、交叉区域的液滴覆盖率可达到250－300％，可稳定实现在Ca/S为1－1.15之间时，烟气脱硫率95％－99％之间，而且吸附剂消耗量在同等技术条件下，比现有技术节约20－30％。
Description
技术领域：
本发明涉及一种燃烧设备中排出的烟气脱硫装置，特别涉及一种湿法喷雾烟气脱硫装置的结构设计。
背景技术：
湿法烟气脱硫技术的特点是整个脱硫系统位于燃煤锅炉烟道的末端、除尘系统之后，脱硫过程在溶液中进行，脱硫剂和脱硫生成物均为湿态，其脱硫过程的反应温度低于露点。
目前，我国现有湿法烟气脱硫技术中主要包括两种工艺方法：自然氧化和强制氧化两种。自然氧化脱硫工艺包括常规湿法脱硫和现在我国在工业锅炉中广泛使用的麻石脱硫除尘器、水膜脱硫除尘一体化等。常规湿法脱硫工艺由于不对脱硫浆液中的CaSO3强制氧化，运行过程中的结垢、堵塞一直无法有效解决，问题主要是由于PH值对湿式脱硫反应机理的影响所致。为了解决这个问题，脱硫技术发展是采用强制氧化脱硫工艺，即用氧化风机给湿法喷雾烟气脱硫系统的脱硫塔下部循环氧化区鼓入氧化空气，彻底解决了脱硫系统运行中的堵塞和结垢问题，而且可以提高脱硫效率，脱硫产物由于有较大的晶体，沉淀速度快，脱水容易，也易于处理。
上述工艺中烟气与浆液流场选择一般采用顺流和逆流两种形式，采用烟气与喷雾液滴逆向接触，与常规顺流接触方式相比，可明显增大脱硫塔内的三相扰动，有效增加了传质推动力。但是，常规湿法脱硫的喷淋层一般采用环管进料，参见“Mohn U.Lime/limestonescrubbing.In：Processings of the 1990 SO2 control symposium，New Orleans，LA，USA，8-11Nov 1990.EPRI-GS-6963-Vol.3，Palo Alto，CA，USA，Electric Power Research Institute，pp6C.29-6C.51(Sep 1991)”，进料后在分别向连接喷头的支管给料，在实际使用中由于无法维持喷嘴前压力的平衡，造成各喷嘴雾化质量差别较大，整个脱硫塔内没有形成稳定高效脱硫浆液与烟气的接触区域，严重影响了脱硫效率。为了克服上述缺陷，部分研究者提出了母管进料，支管与喷嘴相连的喷淋层结构，参见“Rahm J.The flue gas desulphurisation at thepower plants of B K B using the Wellman-lord process.Paper presented at the ECEworkshop on emission control costs：methodlogy and example cases，Esslingen and Neckar，Germany，28 Sep-1 Oct 1987”，部分解决了环管难以避免的由于进料浆液环流形成的浆液扰动造成的压头波动，但由于母管、支管均采用不变径，而实际母管和支管浆液流量是变动的，仍然造成喷嘴前压头分布波动，进而影响雾化质量。
发明内容
本发明针对现有技术的不足和缺陷，在强制氧化及烟气与喷雾液滴逆向接触的基础上，提供一种新型的湿法喷雾烟气脱硫装置，该装置可进一步提高液滴的雾化质量，进而提高烟气的脱硫效率。
本发明的技术方案如下：一种湿法喷雾烟气脱硫装置，主要包括脱硫塔、循环泵和氧化风机，所述的脱硫塔内部分为循环氧化区、洗涤吸收区和烟气除雾区三个区域，在所述的洗涤吸收区的上部设有带喷嘴的喷淋层，烟气入口设置在该洗涤吸收区的侧下部，在所述循环氧化区内设有搅拌器10，所述的循环泵通过浆液管与循环氧化区和所述的喷淋层连通，其特征在于：所述的喷淋层由变径母管和变径支管组成，变径母管两端粗，中间细；所述的变径支管采用由粗变细再变粗的结构。
所述的变径母管的粗管径与其细管径之比为1∶1/3～2/3；所述变径支管其粗细管径的变化比例为粗管径∶细管径∶粗管径为1∶1/2～2/3∶0.6～0.8。
本发明中变径母管的细管径与变径支管的粗管径之比为1∶0.8～1。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：本发明将强制氧化、双变径喷淋层结构和逆流湿法喷雾技术集成到了一个整体系统中，特别是由于喷淋层的优化设计，有效解决了环管难以避免的由于进料浆液环流形成的浆液扰动造成的压头波动，进而影响雾化质量的问题，有效保证了液滴的雾化质量、交叉区域的液滴覆盖率可达到250-300％，所以可以稳定实现在Ca/S为1-1.15之间时，烟气脱硫率95％-99之间，而且吸附剂消耗量在同等技术条件下，比现有技术节约20-30％。
附图说明
图1为本发明提供的湿法喷雾烟气脱硫装置的整体结构示意图。
图2为本发明的喷淋层的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的具体实施。
本发明主要包括脱硫塔1、循环泵2和氧化风机3及相应的管道，所述的脱硫塔内部分为循环氧化区4、洗涤吸收区5和烟气除雾区6三个区域；在所述的洗涤吸收区的上部设有带喷嘴7的喷淋层8，烟气入口9设置在该洗涤吸收区的侧下部；在所述循环氧化区4内设有搅拌器10，所述的循环泵2通过浆液管与循环氧化区内的喷淋层8连通。该喷淋层由变径母管11和变径支管12组成，采用双变径结构。母管11两端进料，支管12通过喷嘴7喷浆液；母管11由于流量沿两边管径向管中央为一个逐渐减小的过程，所以管径采用先粗后细，即母管两端粗，中间细，这样可以有效消除这部分流量变化引起的压头波动。但是由于管中运输的是呈悬浮态的浆液，管径过细易产生堵塞和对支管进料速度波动等问题，经过计算和大量实验，其母管的粗管径与细管径的比例应为1∶1/3～2/3。支管12同样由于流量沿管径逐渐减小，所以采用先粗后细来消除流量变化的影响，支管12采用先粗后细再粗的结构，支管12的粗管径与母管11细段管径比应在0.85～1.0范围；，在喷嘴7前段由于浆液即将喷出，流场与管中流动发生了较大变化，适当把管径放粗，有利于克服喷嘴前流场变动产生的压头波动，从而可以基本保证整个喷淋层8、喷嘴7前压头的平衡，保证雾化质量。在同等条件下，明显提高了脱硫效率。支管12沿流动方向由粗变细再变粗，其粗管径∶细管细∶粗管径为1∶1/2～2/3∶0.6～0.8，喷淋层8一般设置2～5层，具体的层数要取决于要求的脱硫率和入口SO2浓度。
脱硫塔1的内部件、塔本体的内壁、循环泵2、搅拌器10等都必须进行耐酸防腐处理，喷嘴7采用SiC材料，各连接处、内衬件均采用316L不锈钢或相应的防腐处理。
运行时，来自锅炉尾部排出的烟气经烟气入口9从脱硫塔1的洗涤吸收区5下部径向进入，在脱硫塔1内上升的过程中与由喷嘴7喷淋出的脱硫剂循环液逆相接触，烟气中SO2与脱硫剂发生反应，将SO2除去。脱硫剂循环液在循环泵2的作用下，通过浆液管道和布置在脱硫塔上部的喷淋层8(见图2)进入脱硫塔1，从喷嘴7向下雾化喷射，与脱硫塔中上升的烟气接触反应，在该过程中形成高效率的气液接触从而促进了烟气中SO2的去除，反应后的浆液落入循环氧化区4内。在加入新脱硫剂的条件下，基本上由脱硫剂、副产品和水组成的混合液从循环氧化区4到洗涤吸收区5中的喷淋层8之间区域重复循环。该工艺将强制氧化、双变径喷淋层结构和逆流湿法喷雾技术集成到了一个整体系统中，明显提高了该装置的脱硫效率。
Claims (4)
1.一种湿法喷雾烟气脱硫装置，主要包括脱硫塔(1)以及设置在该脱硫塔外部的循环泵(2)和氧化风机(3)，所述的脱硫塔内部分为循环氧化区(4)、洗涤吸收区(5)和烟气除雾区(6)三个区域，在所述的洗涤吸收区的上部设有带喷嘴(7)的喷淋层(8)，烟气入口(9)设置在该洗涤吸收区的侧下部；在所述循环氧化区内设有搅拌器(10)，所述循环泵通过浆液管连通循环氧化区和喷淋层，其特征在于：所述的喷淋层(8)由变径母管(11)和变径支管(12)组成，变径母管两端粗，中间细；所述的变径支管(12)采用由粗变细再变粗的结构。
2.按照权利要求1所述的湿法喷雾烟气脱硫装置，其特征在于：所述的变径母管(11)的粗管径与其细管径之比为1∶1/3～2/3；所述变径支管(12)其粗细管径的变化比例为粗管径∶细管径∶粗管径为1∶1/2/～2/3∶0.6～0.8。
3.按照权利要求2所述的湿法喷雾烟气脱硫装置，其特征在于：变径母管(11)的细管径与变径支管(12)的粗管径之比为1∶0.85～1。
4.按照权利要求1～3任一权利要求所述的湿法喷雾烟气脱硫装置，其特征在于：所述的喷淋层(8)为2～5层。
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