CN201439047U - 半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置 - Google Patents

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韩旭
于永合
李雄浩
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本实用新型公开了一种半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置,该装置包括由低向高倾斜设置在烟气脱硫塔和烟气除尘装置之间的、四周封闭的筒形物料循环斜槽,物料循环斜槽的内腔底部铺设有与其平行的流化布层,物料循环斜槽的底部槽壁上设置有若干进风接口,所述进风接口的输入端通过流化风管与流化风机相连。其特殊之处在于:所述物料循环斜槽低端部位的一段流化布层上设置有格栅结构。所述进风接口的输出端和流化布层之间设置有气流挡板,所述气流挡板固定在物料循环斜槽的槽壁上。采用该装置可以使循环物料进入烟气脱硫塔后能够有效流化,而且可以延长流化布层等易损部件的使用寿命,提高系统的运行可靠性和稳定性,降低系统的运行成本。

Description

半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置
技术领域
本实用新型涉及对燃煤电站所产生烟气进行净化处理的装备,具体地指一种半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置。
背景技术
煤是我国目前及今后相当长时期内电站燃料的主体,煤粉燃烧在提供必需热源和电力资源的同时,也会带来严重的二氧化硫SO2污染,给生态环境和工农业生产造成巨大的损失。从根本上控制燃煤电站烟气中二氧化硫SO2的排放势在必行。
常见的燃煤电站锅炉烟气脱硫技术包括湿法、半干法和干法脱硫等。半干法脱硫技术采用循环流化床烟气脱硫,具有投资少、占地面积小、设备简单、耗水量小、脱硫效率高等特点,特别适合我国水资源短缺的国情,故成为电力环保行业中研发、推广的重点。
循环物料输送装置是半干法脱硫系统的关键装置之一,它通过后置的烟气除尘装置将所收集的脱硫剂物料又输送至烟气脱硫塔中循环使用,以提高脱硫剂的利用率。目前,在我国普遍使用的半干法脱硫系统中,其循环物料输送装置通常由物料输送斜槽、截止阀、流量调节阀、流化风管和流化风机等组成。不同的半干法脱硫工艺中,脱硫剂物料返回烟气脱硫塔的位置有所不同,例如德国Wulff公司的物料回塔位置设置在文丘里管流化段出口的渐扩段上,而德国Bischoff公司的物料回塔位置则设在文丘里管流化段的入口处。上述循环流化床烟气脱硫系统运行时,主要存在如下问题:其一,由于循环物料沿着物料输送斜槽直接快速地向烟气脱硫塔下方倾泻,在塔内容易形成气流死角,导致其流化性能变差,且扰乱塔内烟气流场的稳定,甚至落入文丘里管流化段造成堵塞事故,从而降低了系统运行的可靠性和稳定性。其二,从流化风管冲出的流化风直接冲刷流化布层,造成局部气流过大、流化风在物料输送斜槽底部的分布均匀变差,进一步加剧了循环物料输送的不均匀性,也相应缩短了流化布层的使用寿命,增加了循环流化床烟气脱硫系统的运行成本。
为了解决上述问题,授权公告号为CN2686710Y的中国实用新型专利说明书提出了一种用于循环流化床脱硫的循环装置,该装置的主要特点是通过设置可使循环物料在小料仓底部保持相对水平并且能够自由流动的流态化结构,使循环物料在各个料仓内分布均匀。但该装置并没有解决循环物料进入烟气脱硫塔内的有效流化问题和流化布层的寿命问题。同时该装置中的循环物料入塔位置设置在文丘里管流化段的底部,高浓度的气固两相流容易造成文丘里管流化段堵塞。可见,在半干法脱硫系统运行时,循环物料进入烟气脱硫塔后能否有效流化、以及流化布层的使用寿命是循环物料输送装置的关键技术问题。
发明内容
本实用新型的目的就是要提供一种半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置,采用该装置可以使循环物料进入烟气脱硫塔后能够有效流化,而且可以延长流化布层等易损部件的使用寿命,提高系统的运行可靠性和稳定性,降低系统的运行成本。
为实现上述目的,本实用新型所设计的半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置,包括由低向高倾斜设置在烟气脱硫塔和烟气除尘装置之间的物料循环斜槽,物料循环斜槽是一条四周封闭的筒形斜槽,物料循环斜槽的内腔底部铺设有与其平行的流化布层,物料循环斜槽的底部槽壁上设置有若干进风接口,所述进风接口的输入端通过流化风管与流化风机相连。其特殊之处在于:所述物料循环斜槽低端部位的一段流化布层上设置有格栅结构。所述进风接口的输出端和流化布层之间设置有气流挡板,所述气流挡板固定在物料循环斜槽的槽壁上。
进一步地,所述物料循环斜槽低端部位的上边缘槽壁与烟气脱硫塔的渐扩段平滑相连、下边缘槽壁伸入烟气脱硫塔的渐扩段之中,所述流化布层和格栅结构也相应延伸与下边缘槽壁的伸入端齐平,所述下边缘槽壁的下部连接有导流结构,所述导流结构固定在烟气脱硫塔的渐扩段上。物料循环斜槽的低端连同流化布层和格栅结构伸入到烟气脱硫塔的渐扩段内一定深度,更有利于循环物料的有效流化,以形成均匀稳定的流场。
本实用新型的思路是改进循环物料在输送装置中的流场,使循环物料在进入烟气脱硫塔后能有效流化,并延长流化布层的工作寿命,其优点主要体现在如下三个方面:
其一,通过在物料循环斜槽低端的流化布层上设置格栅结构,可以减小循环物料沿斜槽方向的分速度、增大垂直于斜槽方向的分速度,使沿斜槽向下运动的循环物料进入烟气脱硫塔后有一个倾斜向上的速度,便于循环物料与塔内向上运动的烟气流和脱硫剂颗粒融合为一体,使循环物料进入塔内后仍能有效流化,避免了循环物料直接快速向塔内倾泻所造成的流化性差、流场不稳定、文丘里管段堵塞等事故的发生。
其二,通过物料循环斜槽低端的下边缘槽壁伸入塔内一定距离,可以使经过格栅结构后倾斜向上运动的循环物料更方便地落入烟气脱硫塔的轴心线位置,从而使循环物料更容易流态化;通过设置在该下边缘槽壁下部的导流结构,可以避免在物料循环斜槽的伸入端下方形成死角,同时为该伸入端提供可靠的支撑。
其三,通过在物料循环斜槽底部的进风接口处设置气流挡板,可以避免流化风直接强力冲刷流化布层,有效解决流化布层局部气流过大的问题,使得流化风在流化布层下方均匀分布,从而大幅延长流化布层的使用寿命。
综上所述,本实用新型所设计的循环物料流态化输送装置,可以保证循环物料进入烟气脱硫塔后能够均匀地、有效地流态化,并在塔内不会形成气流死角,从而确保塔内流场稳定、提高系统运行的可靠性和稳定性,使系统正常的运行保证率达到98%以上。而且,可以显著延长流化布层等易损部件的使用寿命,从而节约半干法脱硫系统的运行成本。
附图说明
图1为本实用新型的循环物料流态化输送装置的主视结构和安装位置示意图;
图2为图1中的A处局部放大结构示意图;
图3为图2中的B-B剖视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述:
图中所示半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置,主要由倾斜布置在烟气脱硫塔1和烟气除尘装置5之间的物料循环斜槽7、以及与物料循环斜槽7相连的流化风管8和流化风机9组成。物料循环斜槽7是一条四周封闭的方筒形斜槽。烟气脱硫塔1的底部设有双侧对冲进气的烟气入口4,烟气入口4的上方依次为文丘里管流化段3和渐扩段2,物料循环斜槽7的低端与渐扩段2相连。烟气除尘装置5的底部设有多个小料仓6,物料循环斜槽7的高端与小料仓6相连。在物料循环斜槽7上分别安装有截止阀10和物料调节阀11,用于循环物料输送的开闭和流量的调节。物料循环斜槽7与水平面的优选倾斜夹角设计为8~15°,本实施例中选用12°,以满足循环物料均衡、平缓输送的要求。
在物料循环斜槽7的内腔底部,铺设有与其平行布置的流化布层12。在物料循环斜槽7的底部槽壁上设置有一系列的进风接口16,这些进风接口16的输入端通过流化风管8与流化风机9相连,通过流化风迫使流化布层12抖动,使循环物料流态化。在物料循环斜槽7低端部位的一段流化布层12上,放置有纵横交错的格栅结构13,用以改变循环物料的流动方向和流动速度。在进风接口16的输出端和流化布层12之间,安装有气流挡板15,气流挡板15固定在物料循环斜槽7的槽壁上,用以减缓流化风对流化布层12的直接冲刷。
上述部件的具体连接结构如下:物料循环斜槽7低端部位的上边缘槽壁7a与烟气脱硫塔1的渐扩段2平滑相连,物料循环斜槽7低端部位的下边缘槽壁7b则伸入烟气脱硫塔1的渐扩段2之中,其伸入端的倾斜长度优选为0.3~0.8m,本实施例中选用0.5m。上述流化布层12和格栅结构13也相应延伸与下边缘槽壁7b的伸入端齐平,其中格栅结构13的整体倾斜长度优选为1~2m,本实施例中选用1.5m。在下边缘槽壁7b的下部设计导流结构14,导流结构14的一端固定在下边缘槽壁7b上,另一端固定在烟气脱硫塔1的渐扩段2上。优选的导流结构14是向烟气脱硫塔1中心方向凸起的曲面板,这样既可以有效消除物料循环斜槽7伸入端下方的死角,又可以使伸入端的结构稳定可靠。优选的气流挡板15呈凹槽型结构,其凹槽口对准相应的进风接口16的输出端,这样从流化风管8中喷出的流化风首先吹向气流挡板15的凹槽底部,然后再向气流挡板15的凹槽口两边折返,可以有效提高流化风分布的均匀性,大幅减轻流化风对流化布层12的局部直接冲刷,延长流化布层12的使用寿命。
为了克服格栅结构13带来的额外阻力,使格栅结构13下方的流化风的风压和流量符合设计的要求,可以将格栅结构13下方的进风接口16的输入端与一套独立的流化风管8和流化风机9相连,其他部位则采用共用的流化风管8和流化风机9。
本实用新型半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置的工作过程是这样的:
烟气通过烟气入口4分两路对冲进入到烟气脱硫塔1中,经文丘里管流化段3加速后,进入到渐扩段2中,烟气中的酸性气体SO2等与脱硫剂颗粒Ca(OH)2发生反应,SO2等污染物被脱除,反应后的烟气和脱硫剂颗粒混合物进入到后置的烟气除尘装置5中进行气固分离,洁净烟气从烟气除尘装置的出口烟道排出,脱硫剂颗粒混合物则落入小料仓6中,进入物料循环斜槽7。
与此同时,流化风机9产生的流化风经流化风管8从物料循环斜槽7的底部槽壁进入流化布层12的下方,将流化布层12上面的循环物料吹起呈流化状态,减少循环物料与流化布层12之间的摩擦力,保证循环物料从物料循环斜槽7的高端向低端顺利传输。循环物料输送至物料循环斜槽7的低端时,在格栅结构13的作用下,其沿斜槽方向的速度相应递减,而垂直于斜槽方向的速度相应增大,循环物料以抛物线的运动轨迹进入烟气脱硫塔1的轴心线附近,与塔内向上运动的烟气流和脱硫剂颗粒融合为一体,使其在塔内实现充分的流态化,从而可以提高整个半干法脱硫系统运行的可靠性、稳定性和脱硫效率。

Claims (10)

1.一种半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置,包括由低向高倾斜设置在烟气脱硫塔(1)和烟气除尘装置(5)之间的物料循环斜槽(7),物料循环斜槽(7)是一条四周封闭的筒形斜槽,物料循环斜槽(7)的内腔底部铺设有与其平行的流化布层(12),物料循环斜槽(7)的底部槽壁上设置有若干进风接口(16),若干进风接口(16)的输入端通过流化风管(8)与流化风机(9)相连,其特征在于:所述物料循环斜槽(7)低端部位的一段流化布层(12)上设置有格栅结构(13);所述进风接口(16)的输出端和流化布层(12)之间设置有气流挡板(15),所述气流挡板(15)固定在物料循环斜槽(7)的槽壁上。
2.根据权利要求1所述的半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置,其特征在于:所述物料循环斜槽(7)低端部位的上边缘槽壁(7a)与烟气脱硫塔(1)的渐扩段(2)平滑相连、下边缘槽壁(7b)伸入烟气脱硫塔(1)的渐扩段(2)之中,所述流化布层(12)和格栅结构(13)也相应延伸与下边缘槽壁(7b)的伸入端齐平,所述下边缘槽壁(7b)的下部连接有导流结构(14),所述导流结构(14)固定在烟气脱硫塔(1)的渐扩段(2)上。
3.根据权利要求2所述的半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置,其特征在于:所述物料循环斜槽(7)低端部位的下边缘槽壁(7b)伸入到烟气脱硫塔(1)的渐扩段(2)之中的倾斜长度为0.3~0.8m,所述格栅结构(13)的倾斜长度为1~2m。
4.根据权利要求2所述的半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置,其特征在于:所述导流结构(14)是向烟气脱硫塔(1)中心方向凸起的曲面板。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置,其特征在于:所述气流挡板(15)呈凹槽型结构,其凹槽口对准相应的进风接口(16)的输出端。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置,其特征在于:所述格栅结构(13)下方的进风接口(16)的输入端通过独立的流化风管(8)与独立的流化风机(9)相连。
7.根据权利要求5所述的半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置,其特征在于:所述格栅结构(13)下方的进风接口(16)的输入端通过独立的流化风管(8)与独立的流化风机(9)相连。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置,其特征在于:所述物料循环斜槽(7)与水平面的倾斜夹角为8~15°。
9.根据权利要求5所述的半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置,其特征在于:所述物料循环斜槽(7)与水平面的倾斜夹角为8~15°。
10.根据权利要求7所述的半干法脱硫系统的循环物料流态化输送装置,其特征在于:所述物料循环斜槽(7)与水平面的倾斜夹角为8~15°。
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