CN202590617U

CN202590617U - 重力移动床反应器烟气脱硫系统

Info

Publication number: CN202590617U
Application number: CN 201220236757
Authority: CN
Inventors: 廖洪强; 王金花; 吴朝峰; 余广炜; 梁勇; 时朝昆; 汤博逸
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2022-05-24

Abstract

公开了一种重力移动床反应器烟气脱硫系统，包括：烟气装置、脱硫剂制备装置、循环填料提升装置、重力移动床反应装置及脱硫剂再生装置；所述烟气装置与所述重力移动床反应装置连接；所述脱硫剂制备装置通过所述循环填料提升装置与所述重力移动床反应装置连接；所述脱硫剂制备装置与所述脱硫剂再生装置连接；所述脱硫剂再生装置与所述重力移动床反应装置连接。本实用新型提供的一种重力移动床反应装置烟气脱硫系统，利用轻质填料球表层携带脱硫剂，在重力移动床反应器填料室内完成脱硫剂与烟气的充分接触反应，进行循环脱硫，整个设备结构简单，操作简便，脱硫效率高，节省电耗。

Description

重力移动床反应器烟气脱硫系统

技术领域

本实用新型涉及烟气脱硫技术领域，具体涉及一种重力移动床反应器烟气脱硫系统。

背景技术

烟气脱硫是控制SO₂排放的主要技术手段，目前已达到工业应用水平的烟气脱硫技术有10余种，大致可分为干法、湿法和半干法。石灰石-石膏脱硫工艺是目前世界上应用最多、最成熟的脱硫技术。此技术通常使用湿石灰石颗粒固定床来洗涤烟气中的氧化硫。但是需要定期去除颗粒表层的硫酸钙或亚硫酸钙硬壳以避免表层的窒塞效应，因此这种固定床不能连续操作。

相对于固定床，移动床式脱硫技术显示出了明显的优越性。它是一种半干法脱硫技术，其基本原理是向石灰石颗粒表层洒水，石灰石的表层覆盖一层薄薄的水膜，当烟气均匀的流过时，强迫与覆盖着水膜的石灰石颗粒接触，并立即被扩散入水膜与石灰石发生腐蚀反应。随着烟气中SO₂与吸收剂反应的进行及石灰石床的向下移动，反应副产物石膏在石灰石表层结了一层硬壳，然后通过一定的方法使得硬壳脱落。可见，此法同时具有湿法和干法的优点，反应过程是湿状态的，脱硫效率高，反应副产物是干态的，易于二次利用或处理。

例如，美国专利3976746中介绍了一种石灰石颗粒移动床。但必须通过一种振动筛来从石灰石颗粒上除去反应物硬壳，以便将石灰石再生供进一步反应。同时，由于床层流动气体的作用，较小颗粒容易夹带在气流中从床层中排出；美国专利4670226、5160708、4254557以及4254616等安装了通气窗，通气窗有足够的搭接，在允许气体自由地通过床层的同时将颗粒保持在床层中；专利CN1171061A对通气窗进行了改进，提供了一种能在高烟气流速下不夹带石灰石颗粒、具有较强的脱硫效率的移动床。

然而，上述移动床式脱硫专利技术本身存在一种缺陷。由于发生反应的只是石灰石表层一薄层，石灰石在移动、输送以及清洗的过程中耗费系统较大的能量，不利于整个系统的节能；其次，烟气通过水膜与石灰石发生反应，反应效率较低。另外还存在废石膏的处置较难以及水耗较高等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是，为解决现有烟气脱硫系统脱硫效率低，耗费能量大的问题，提供一种脱硫效率高，能耗低且结构简单的重力移动床反应器烟气脱硫系统。

本实用新型提供的一种重力移动床反应器烟气脱硫系统包括：

烟气装置、脱硫剂制备装置、循环填料提升装置、重力移动床反应装置及脱硫剂再生装置；

所述烟气装置与所述重力移动床反应装置连接；

所述脱硫剂制备装置通过所述循环填料提升装置与所述重力移动床反应装置连接；

所述脱硫剂制备装置与所述脱硫剂再生装置连接；

所述脱硫剂再生装置与所述重力移动床反应装置连接。

进一步，所述烟气装置包括：

烟道阀及鼓风机；

所述鼓风机分别与所述烟道阀和重力移动床反应装置连接。

进一步，所述脱硫剂制备装置包括：

清水管道泵、消化搅拌池及氧化风机；

所述清水管道泵及氧化风机分别与所述消化搅拌池连接。

进一步，所述循环填料提升系统包括：

单轴螺旋输送机、消化搅拌池及斗式提升机；

所述斗式提升机一端与所述消化搅拌池连接，另一端与所述重力移动床反应装置连接；

所述单轴螺旋输送机一端与所述消化搅拌池连接，另一端与所述重力移动床反应装置连接。

进一步，所述重力移动床反应装置包括：

重力移动床反应器及烟囱；

所述重力移动床反应器分别与烟囱、斗式提升机及单轴螺旋输送机连接。

进一步，所述重力移动床反应器包括：

烟气进气室、烟气出气室及填料室；

所述烟气进气室、填料室及烟气出气室依次连接；

所述填料室与所述烟气进气室及烟气出气室之间分别通过侧壁分隔开；

所述烟气进气室与所述鼓风机连接；

所述填料室分别与斗式提升机及单轴螺旋输送机连接；

所述烟气出气室与所述烟囱连接。

进一步，所述重力移动床反应器填料室侧壁采用百叶窗式结构。

进一步，所述填料室内的填料的结构为球体结构。

进一步，所述脱硫剂再生装置包括：

消化搅拌池、渣浆泵及离心机；

所述消化搅拌池、渣浆泵及离心机依次连接。

本实用新型提供的一种重力移动床反应器烟气脱硫系统，利用轻质填料球表层携带脱硫剂，在重力移动床反应器内形成移动床式脱硫反应，完成脱硫剂与烟气的充分接触反应，以达到高效脱硫的效果。经反应后表层硬化的填料球从重力移动床反应器底部由单轴螺旋输送至搅拌池被清洗，并重新携带新鲜脱硫剂输送到重力移动床反应器顶部继续参与反应，完成循环脱硫。整个设备结构简单，操作简便，脱硫效率高，节省电耗。

附图说明

图1为使用本实用新型提供的一种重力移动床反应器烟气脱硫系统进行烟气脱硫的工艺流程图；

图2为图1所示系统的结构示意图；

图3为图2所示结构中重力移动床反应器的剖视图；

图4为图3所示结构中重力移动床反应器平面结构示意图;

图5是图3所示结构中填料室侧壁的结构示意图

具体实施方式

结合图1、图2所示，本实用新型提供的一种重力移动床反应器烟气脱硫系统包括：烟气装置1、脱硫剂制备装置2、循环填料提升装置3、重力移动床反应装置4及脱硫剂再生装置5。烟气装置1与重力移动床反应装置4连接；脱硫剂制备装置2通过循环填料提升装置3与重力移动床反应装置4连接；脱硫剂制备装置2与脱硫剂再生装置5连接；脱硫剂再生装置5与重力移动床反应装置4连接。

其中，烟气装置1包括：进烟通道14、烟道阀及鼓风机6；鼓风机6用于在烟道阀打开后将原烟气通过进烟管道14输送至重力移动床反应装置4。

脱硫剂制备装置2包括：清水管道泵7、消化搅拌池8及氧化风机9；清水管道泵7及氧化风机9分别与消化搅拌池8连接；消化搅拌池8用于将添加的生石灰与通过清水管道泵7引入的新水搅拌制备成脱硫剂；氧化风机9用于向消化搅拌池内鼓入空气，促进亚硫酸钙向硫酸钙的转化。

循环填料提升系统3包括：单轴螺旋输送机11、消化搅拌池8及斗式提升机10；斗式提升机10用于将消化搅拌池8内表层负载有脱硫剂的填料输送至重力移动床反应装置4，填料表层的脱硫剂与重力移动床反应装置4内的原烟气进行反应获得表层硬化的填料；单轴螺旋输送机11用于将表层硬化的填料输送至消化搅拌池8进行清洗，然后再经斗式提升机10输送至重力移动床反应装置4，实现循环填料。本实用新型采用的填料为轻质陶粒小球体结构，具有较高的表面积，增加了脱硫剂与烟气的接触面积，提高了脱硫效率。且循环填料进入消化搅拌池后，由于密度比水小，填料浮于搅拌池面，易于取出循环使用。

结合图3、图4、图5所示，重力移动床反应装置4包括：烟囱12、重力移动床反应器13及出烟管道16；重力移动床反应器13通过出烟管道16与烟囱12连接，且上端与斗式提升机10连接，下端与单轴螺旋输送机11连接。重力移动床反应器13用于使原烟气与填料表层的脱硫剂进行脱硫反应后，将净化烟气从烟囱排出，并将反应后表层硬化的填料经单轴螺旋输送机11输送至消化搅拌池8进行清洗。重力移动床反应器13包括：烟气进气室17、烟气出气室19及填料室18。烟气进气室17、填料室18及烟气出气室19依次连接；填料室18与烟气进气室17及烟气出气室19之间分别通过侧壁20分隔开。烟气进气室17与鼓风机6连接，烟气进气室17用于将鼓风机6吹进的原烟气输送至填料室18；填料室18分别与斗式提升机10及单轴螺旋输送机11连接，填料室18用于将斗式提升机10输入的表层负载有脱硫剂的填料与原烟气进行反应，然后将净化烟气输送至烟气出气室19，并通过出烟管道16从烟囱12排出，同时，经反应后表层硬化的填料经单轴螺旋输送机11输送至消化搅拌池8进行清洗；烟气出气室19通过出烟管道16与烟囱12连接，烟气出气室19用于将净化空气经烟囱12输送出重力移动床反应装置4。烟气进气室17为立式结构，具有更大的缓冲空间，进气流速降低，气流分布更均匀；进入烟气进气室17的烟气从侧壁20狭缝均匀进入填料室18，由于填料室是很多个球体组成，烟气在填料室18内运动速度缓慢，增加了与脱硫剂的反应时间，提高了脱硫效率。且侧壁20采用百叶窗结构，烟气可以从侧壁均匀进入填料室18，而脱硫剂不会从填料室18侧壁漏出，避免了以往移动式脱硫床脱硫剂的泄漏对脱硫反应器的腐蚀现象。且重力移动床反应器顶部设置了进水管15，进水管15上设有四个脱硫剂喷入口，可以保证脱硫剂均匀进入填料室18，强化了填料室18内填料球体携带脱硫剂的能力。

脱硫剂再生装置5包括：消化搅拌池8、渣浆泵及离心机；消化搅拌池8、渣浆泵及离心机依次连接；渣浆泵用于将消化搅拌池8中的脱硫剂输送至重力移动床反应器13，使脱硫剂负载于循环填料表层与原烟气反应，同时，将脱硫副产物通过离心机脱水后排出，清液返回消化搅拌池8。

使用上述烟气脱硫系统进行烟气脱硫的工艺过程在传统钙法脱硫技术基础上，进行优化设计，采用移动床层布置，实现填料和脱硫剂的整体循环。脱硫主要反应如下：

Ca(OH)₂+SO₂→CaSO₃·1/2H₂O+1/2H₂O

CaSO₃·1/2H₂O+1/2O₂+1/2H₂O→CaSO₄·H₂O

原有烟道内的烟气经鼓风机6鼓入重力移动床反应器13，经均匀布气，与负载于填料表层的脱硫剂接触反应，净化后的烟气经烟囱12达标排放。本脱硫工艺选择生石灰作为脱硫剂，清水由管道泵打入消化搅拌池，生石灰在搅拌池中充分溶解。循环填料从重力移动床反应器13塔底排出，经单轴螺旋输送机11送至消化搅拌池8，实现循环填料表面脱硫副产物亚硫酸钙的清洗，清洗后的填料经斗式提升机运10至重力移动床反应器13内部循环使用。石灰浆液经渣浆泵喷入重力移动床反应器内循环填料表面，与烟气接触反应。同时，利用氧化风机9向消化池内鼓入空气，促进亚硫酸钙向硫酸钙的转化。消化搅拌池8内脱硫副产物定期由渣浆泵打入离心机进行脱水，清液返回消化搅拌池8，实现了脱硫浆液及填料的整体循环，脱水石膏外运处理。

本实用新型提供的烟气脱落系统在烟气脱硫过程中，利用轻质填料球表面携带脱硫剂，在重力移动床反应器13内形成移动床式填料塔，完成脱硫剂与烟气的充分接触反应，以达到高效脱硫的效果。经反应后表层硬化的填料球从重力移动床反应器13底部调入消化搅拌池8被清洗，并重新携带新鲜脱硫剂输送到重力移动床反应器13顶部继续参与反应，完成循环脱硫。此项技术克服了现有技术的弊端，其主要特点有：

1）采用新型移动床脱硫工艺技术，较传统石灰石膏法，设备结构简单，操作简便，脱硫效率高，节省电耗。

2）采用填料移动床层布置，实现填料与脱硫剂的整体循环，可提高脱硫效率，避免塔体及管道结垢，节约运行成本。

3）重力移动床反应器13采用烟塔合一的设计模式，节省用地，便于维护。

4）针对块状生石灰设计了特有的高效消化搅拌池8，充分考虑了消化剩余残渣的收集和清除，并实现了循环填料的清洗再生以及脱硫副产物的及时清理。

本实用新型技术先进、运行可靠、过程环保、高效率、低成本，在确保环保达标的前提下，实现了企业利益的最大化。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种重力移动床反应器烟气脱硫系统，其特征在于，包括：

所述烟气装置与所述重力移动床反应装置连接；

所述脱硫剂制备装置与所述脱硫剂再生装置连接；

所述脱硫剂再生装置与所述重力移动床反应装置连接。

2.如权利要求1所述的重力移动床反应器烟气脱硫系统，其特征在于，所述烟气装置包括：

烟道阀及鼓风机；

所述鼓风机分别与所述烟道阀和重力移动床反应装置连接。

3.如权利要求2所述的重力移动床反应器烟气脱硫系统，其特征在于，所述脱硫剂制备装置包括：

清水管道泵、消化搅拌池及氧化风机；

所述清水管道泵及氧化风机分别与所述消化搅拌池连接。

4.如权利要求3所述的重力移动床反应器烟气脱硫系统，其特征在于，所述循环填料提升系统包括：

单轴螺旋输送机、消化搅拌池及斗式提升机；

5.如权利要求4所述的重力移动床反应器烟气脱硫系统，其特征在于，所述重力移动床反应装置包括：

重力移动床反应器及烟囱；

6.如权利要求5所述的重力移动床反应器烟气脱硫系统，其特征在于，所述重力移动床反应器包括：

烟气进气室、烟气出气室及填料室；

所述烟气进气室、填料室及烟气出气室依次连接；

所述烟气进气室与所述鼓风机连接；

所述填料室分别与斗式提升机及单轴螺旋输送机连接；

所述烟气出气室与所述烟囱连接。

7.如权利要求6所述的重力移动床反应器烟气脱硫系统，其特征在于:

所述重力移动床反应器填料室侧壁采用百叶窗式结构。

8.如权利要求7所述的重力移动床反应器烟气脱硫系统，其特征在于：

所述填料室内的填料的结构为球体结构。

9.如权利要求8所述的重力移动床反应器烟气脱硫系统，其特征在于，所述脱硫剂再生装置包括：

消化搅拌池、渣浆泵及离心机；

所述消化搅拌池、渣浆泵及离心机依次连接。