CN201505508U - 均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔 - Google Patents

Abstract

一种均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔。包括脱硫塔本体，脱硫塔本体的下部为其烟气混合室，烟气混合室的下方为塔底储灰斗；烟气混合室的两侧对称设置有烟气入口通道，两个烟气入口通道内对称设置有倾斜导流板，两个倾斜导流板呈八字形分布，两个倾斜导流板的对称面位置分布有一块防对冲导流板；塔底储灰斗的底部设置有一个小排灰口和一个大排灰口，小排灰口的上方设置有折弯结构的格栅板，格栅板将小排灰口与大排灰口分隔开来，从而使大颗粒脱硫灰由大排灰口排出，小颗粒脱硫灰通过格栅板由小排灰口排出。其能够优化塔内烟气流场、减少系统运行阻力、确保脱硫灰排放流畅，特别适用于大型燃煤电厂高流量、高浓度、高湿度的烟气脱硫。

Description

均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔

技术领域

本实用新型涉及半干法烟气脱硫设备，具体地指一种均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔。

背景技术

在各种燃煤发电厂的烟气脱硫系统中，半干法烟气脱硫塔由于其工艺简单、设备少、投资低、占地面积小等优势而特别适合于使用中低硫燃煤的电厂改造。但是半干法烟气脱硫塔在技术上始终存在着钙硫比Ca/S偏高、连续运行稳定性较差的问题。引起钙硫比Ca/S偏高的一个重要原因就是脱硫塔内流场的不均匀性，而脱硫灰的有效排放则是整个脱硫塔连续稳定运行的一个非常关键的因素。

目前，实际应用中的大多数半干法烟气脱硫塔都采用单向进气式结构，使烟气从一侧入口涌向脱硫塔内，这样不仅脱硫塔内部的流场分布很不均匀，而且大幅增加了脱硫塔的运行阻力。同时，现有脱硫塔的塔底储灰斗结构不胜合理，从其上沿进口处过渡到下沿出口处的横截面积变化太陡，在脱硫塔运行过程中经常会有混杂在一起的大块和小块脱硫灰同时落下，堵塞塔底储灰斗的出口，导致脱硫灰排放受阻，脱硫塔不能连续稳定运行，特别是在燃煤锅炉负荷不稳定的情况下更是如此。

为了解决上述问题，少数半干法烟气脱硫塔采用了双侧对冲进气式结构，使烟气同时从两边入口流向脱硫塔内，但两股气流的冲刷现象导致整个系统的阻力增加很多，烟气流场不均匀的问题依然无法解决。授权公告号为CN2834677Y的中国实用新型专利说明书提出了一种单侧进气的、设有导流板的循环流化床脱硫塔，其导流板的设置简单易行、投资费用较低，对塔内烟气流场有一定的均匀效果，但对于大型半干法烟气脱硫塔而言，仅采用导流板并不能解决单侧气所引起的烟气流场不均匀问题，而且该脱硫塔传统的塔底储灰斗结构也没有解决脱硫灰堵塞问题，这势必影响脱硫塔的连续稳定运行。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔。它能优化塔内烟气流场、减少系统运行阻力、确保脱硫灰排放流畅。

为实现上述目的，本实用新型所设计的均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔，包括脱硫塔本体，脱硫塔本体的下部为其烟气混合室，烟气混合室的下方为塔底储灰斗。所述烟气混合室的两侧对称设置有烟气入口通道，两个烟气入口通道内对称设置有倾斜导流板，两个倾斜导流板呈八字形分布，两个八字形分布的倾斜导流板的对称面位置分布有一块防对冲导流板。其作用是迫使两侧烟气首先在倾斜导流板的作用下逐渐接近垂直方向，然后在中间防对冲导流板的作用下垂直进入脱硫塔本体的文丘里管束段、最后均匀对称地进入脱硫塔反应区，这样既不增加脱硫塔内的阻力，又可确保脱硫塔内流场均匀对称，从而在不增加投资成本的前提下提高脱硫效率。所述塔底储灰斗的底部设置有一个小排灰口和一个大排灰口，小排灰口的上方设置有折弯结构的格栅板，格栅板将小排灰口与大排灰口分隔开来，其作用是将大、小颗粒的脱硫灰分离开来，使大颗粒脱硫灰由大排灰口排出，小颗粒脱硫灰通过格栅板由小排灰口排出。这样可有效避免脱硫灰堵塞现象的发生，保证整个脱硫塔高效稳定地运行。

进一步地，所述格栅板的上方设置有至少一个脱硫灰料位计，所述格栅板的顶部周边设置有至少一个吹灰器。脱硫灰料位计可以测出格栅板上脱硫灰的厚度，然后反馈给吹灰器。吹灰器采用压缩空气除灰装置，其作用是将格栅板上由于湿度过大而粘附在栅孔处的脱硫灰吹走，使其通过大排灰口排出，确保格栅板通畅。

本实用新型的优点主要体现在以下几个方面：

其一，双侧对称进气的结构较单侧进气结构能更好地在脱硫塔内形成湍流，强化烟气、水和脱硫剂颗粒之间的传热传质及其之间的化学反应，在不增加脱硫剂的情况下提高脱硫效率，对于大型半干法脱硫塔而言，这种优势尤为明显。

其二，八字形分布的倾斜导流板与中间的防对冲导流板联合协调导流，能极好地均匀左右两侧的烟气流速和流场，有效地减小由于烟气对冲所引起的系统阻力。

其三，格栅板和大小排灰口主导的塔底储灰斗中脱硫灰颗粒分级分流结构，分流结构保证了在正常运行的情况下小颗粒脱硫灰的连续自动排放，而且能在变负荷的情况下有效防止了大脱硫灰堵塞灰斗的情况发生。同时能够很好地解决脱硫塔运行过程中由于脱硫灰陡降而引起的烟道堵塞，确保脱硫塔长期稳定高效运行。

其四，整个半干法烟气脱硫塔改动和增加的部件极少，其结构简单、改造容易、成本低廉、特别适用于大型燃煤电厂高流量、高浓度、高湿度的烟气脱硫。

附图说明

图1为一种均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔的主视结构示意图；

图2为图1的右视结构示意图；

图3为图1中塔底储灰斗下部的放大结构示意图；

图4为图3中格栅板的A向放大结构示意图；

图5为图3中格栅板的B向放大结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的脱硫塔作进一步的详细描述：

图中所示均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔，具有一个竖直的脱硫塔本体9，脱硫塔本体9的下部为其烟气混合室12，烟气混合室12的下方为塔底储灰斗11，烟气混合室12的上方为文丘里管束段8，脱硫塔本体9的顶部设有三个洁净烟气出口10。

在烟气混合室12的两侧对称设置有烟气入口通道1，两个烟气入口通道1内对称设置有倾斜导流板2，两个倾斜导流板2呈八字形分布，两个八字形分布的倾斜导流板2的对称面位置分布有一块防对冲导流板3。本实施例中，烟气入口通道1的宽度L为0.7～0.75D，其中D为烟气混合室12的直径，烟气入口通道1的高度H为0.45～0.55L；试验表明：烟气入口通道1的宽度设计值及高宽比能够很好地控制烟气进入脱硫塔本体9的速度的均匀性。

倾斜导流板2的长度为0.3～0.35H，倾斜导流板2的上边缘应与塔底储灰斗11的上边沿壁面平齐，不得超出而伸入到烟气混合室12中，倾斜导流板2的宽度与烟气入口通道1的宽度L相同，倾斜导流板2的水平倾角为60～70°；倾斜导流板2的设置能够使大部分烟气未发生对撞前自行调整方向，以近乎于垂直的角度进入文丘里管束段8，这样一方面调整了烟气进入塔内的速度均匀性，另一方面可以减少了烟气对撞引起的系统阻力。

防对冲导流板3的长度为0.5～0.6H，防对冲导流板3的宽度与烟气混合室12的直径D相同；防对冲导流板3的设置主要是基于进一步减少烟气对冲造成的系统阻力。试验表明：防对冲导流板3与对称布置的倾斜导流板2协同导流，能在有效均匀烟气流场的同时减小系统阻力。

在塔底储灰斗11的底部分开设置有一个小排灰口6和一个大排灰口7。具体设计时，小排灰口6设置在塔底储灰斗11的底部一侧，大排灰口7设置在塔底储灰斗11的底部另一侧。小排灰口6和大排灰口7的出口呈正方形，大排灰口7的边长a＝0.05～0.06D，其中D为烟气混合室12的直径(也等同于塔底储灰斗11的上边沿直径)，小排灰口6的边长b＝0.5a～0.65a。

在小排灰口6的上方设置有格栅板5。格栅板5由倾斜段栅板5a和竖直段栅板5b组成，倾斜段栅板5a的三方边缘都与塔底储灰斗11的内壁相连，竖直段栅板5b的两侧边缘也与塔底储灰斗11的内壁相连，竖直段栅板5b的下边缘则延伸至塔底储灰斗11的底部，从而将小排灰口6与大排灰口7分隔开来。一般而言，倾斜段栅板5a的水平倾角β＝10～30°，本实施例中采用最佳范围的水平倾角β＝15～25°。竖直段栅板5b最好设置在大排灰口7的边缘处，竖直段栅板5b的高度为大排灰口7的边长a的1.2～1.3倍。按照上述设计，当大、小颗粒的脱硫灰同时落下时，大颗粒的脱硫灰要么直接落入大排灰口7中排出，要么落在倾斜段栅板5a上再滚入大排灰口7中排出；而绝大部分小颗粒的脱硫灰则通过倾斜段栅板5a的栅孔落入小排灰口6中排出，大、小颗粒的脱硫灰有序分流，可确保塔底储灰斗11的出口通畅无阻，进而保障脱硫塔连续稳定运行。

在塔底储灰斗11的斗壁上，位于格栅板5的倾斜段栅板5a上方设置有一个脱硫灰料位计13。在脱硫灰料位计13对面，稍高于在倾斜段栅板5a的塔底储灰斗11斗壁上，设置有一个吹灰器4。脱硫灰料位计13用以检测落在倾斜段栅板5a上的灰尘厚度，并将喷吹信号传递给吹灰器4。这样可以用最小的功率、最高的效率将粘附在倾斜段栅板5a上湿度较大的脱硫灰吹走，避免塔内湿度过大时脱硫灰颗粒糊住栅孔而使其失去效应。

本实用新型的工作原理是这样的：从炉膛出来的燃煤烟气被均匀分配到脱硫塔本体9的两个对称烟气入口通道1中，在倾斜导流板2的导流作用下，烟气的水平速度大为降低，并倾斜向上流入烟气混合室12内，再经过防对冲导流板3的阻挡和调整，可使进入文丘里管束段8的烟气速度更加对称和均匀。然后，烟气进入脱硫塔本体9的反应区，进行烟气、脱硫灰和水三相之间的化学反应，从而达到脱除烟气中二氧化硫的目的。在脱硫过程中，由于锅炉负荷变动的原因，不可避免地会有较大块的脱硫灰掉入塔底储灰斗11，而塔底储灰斗11内由格栅板5、吹灰器4、大排灰口7和小排灰口6构成的脱硫灰分级分流结构可以很好地解决脱硫灰堵塞烟道的问题：在脱硫灰下落的过程中，大部分脱硫灰落在格栅板5上，经过格栅板5的过滤作用，较大颗粒的脱硫灰由大排灰口7排除，较小颗粒的脱硫灰通过格栅板5后从小排灰口6排出，有效避免了大、小脱硫灰颗粒同时涌入一个出口的现象发生。在排灰过程中，吹灰器4根据脱硫灰料位计13的检测信号定时吹出压缩空气，能有效防止湿度较大的脱硫灰糊住格栅板5的栅孔，从而保证整个系统连续稳定地运行。

上述均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔在某300MW机组的燃煤锅炉烟气净化改造工程中进行了实验。其中：烟气流量约为1100000Nm³/h，实验测试结果如下：本实用新型脱硫塔的运行阻力较未加倾斜导流板2和防对冲导流板3的脱硫塔减小约150Pa，平均脱硫效率提高1～2个百分点。

Claims (10)

1.一种均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔，包括脱硫塔本体(9)，脱硫塔本体(9)的下部为其烟气混合室(12)，烟气混合室(12)的下方为塔底储灰斗(11)，其特征在于：所述烟气混合室(12)的两侧对称设置有烟气入口通道(1)，两个烟气入口通道(1)内对称设置有倾斜导流板(2)，两个倾斜导流板(2)呈八字形分布，两个八字形分布的倾斜导流板(2)的对称面位置分布有一块防对冲导流板(3)；所述塔底储灰斗(11)的底部设置有一个小排灰口(6)和一个大排灰口(7)，小排灰口(6)的上方设置有折弯结构的格栅板(5)，格栅板(5)将小排灰口(6)与大排灰口(7)分隔开来，从而使大颗粒脱硫灰由大排灰口(7)排出，小颗粒脱硫灰通过格栅板(5)由小排灰口(6)排出。

2.根据权利要求1所述的均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔，其特征在于：所述烟气入口通道(1)的宽度L为0.7～0.75D，其中D为烟气混合室(12)的直径，烟气入口通道(1)的高度H为0.45～0.55L；所述倾斜导流板(2)的长度为0.3～0.35H，倾斜导流板(2)的宽度与烟气入口通道(1)的宽度L相同，倾斜导流板(2)的水平倾角为60～70°；所述防对冲导流板(3)的长度为0.5～0.6H，防对冲导流板(3)的宽度与烟气混合室(12)的直径D相同。

3.根据权利要求1或2所述的均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔，其特征在于：所述格栅板(5)由倾斜段栅板(5a)和竖直段栅板(5b)组成，倾斜段栅板(5a)的水平倾角β＝10～30°。

4.根据权利要求3所述的均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔，其特征在于：所述格栅板(5)的倾斜段栅板(5a)的水平倾角＝15～25°。

5.根据权利要求1或2所述的均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔，其特征在于：所述格栅板(5)的上方设置有至少一个脱硫灰料位计(13)，所述格栅板(5)的顶部周边设置有至少一个吹灰器(4)。

6.根据权利要求3所述的均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔，其特征在于：所述格栅板(5)的上方设置有至少一个脱硫灰料位计(13)，所述格栅板(5)的顶部周边设置有至少一个吹灰器(4)。

7.根据权利要求4所述的均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔，其特征在于：所述格栅板(5)的上方设置有至少一个脱硫灰料位计(13)，所述格栅板(5)的顶部周边设置有至少一个吹灰器(4)。

8.根据权利要求3所述的均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔，其特征在于：所述小排灰口(6)设置在塔底储灰斗(11)的底部一侧，大排灰口(7)设置在塔底储灰斗(11)的底部另一侧。

9.根据权利要求8所述的均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔，其特征在于：所述小排灰口(6)和大排灰口(7)的出口呈正方形，大排灰口(7)的边长a＝0.05～0.06D，其中D为烟气混合室(12)的直径，小排灰口(6)的边长b＝0.5a～0.65a；所述格栅板(5)的竖直段栅板(5b)设置在大排灰口(7)的边缘处。

10.根据权利要求9所述的均布进气和稳定排灰的半干法烟气脱硫塔，其特征在于：所述格栅板(5)的竖直段栅板(5b)的高度为大排灰口(7)的边长a的1.2～1.3倍。

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