CN220802644U - 一种中高温烟气干法脱硫系统 - Google Patents
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Abstract
一种中高温烟气干法脱硫系统，待处理烟气通过管路依次进入喷淋罐、文丘里反应室、脱硫过滤反应室，脱硫过滤反应室下方设置有灰斗，灰斗通过灰分输送设备与脱硫剂储存柜连接，200～500目乏脱硫剂输送至脱硫剂储存柜内，再经过脱硫剂储存柜进入文丘里反应室。灰斗通过乏脱硫剂输送设备(与混合柜连接，将10～200目灰分输送至混合柜内，再经由混合柜进入喷淋罐内，混合柜通往喷淋罐的通路上设置有泵，喷淋罐内部的烟气入口处设置有布气设备，喷淋罐内设置有喷头。本发明在干法脱硫中采用湿法喷淋降温的预处理方式，在该过程中能够有效地增加烟气湿度，进而在脱硫剂干式注入阶段营造出良好的气‑液‑固三相反应环境，显著地加快反应速率、提升脱硫效果。
Description
技术领域
本发明属于船舶建造及设计领域，具体涉及一种中高温烟气干法脱硫系统。
背景技术
化石燃料燃烧产生的SOx是主要大气污染物之一。SOx在大气中可形成硫酸型酸雨，对人体健康和生态环境均会造成极大的危害。为了满足人们对SOx超低排放的要求，亟需开发高效的烟气脱硫新技术、新工艺。
目前，人们采用的烟气脱硫技术主要包括湿法洗涤技术、半干法脱硫技术和干法脱硫技术等。其中湿法洗涤技术的脱硫效果较好，但在湿法洗涤过程中需要消耗大量的水，洗涤废液处理困难且容易对设备造成严重腐蚀；半干法脱硫技术涉及到气、液、固三相传质反应，系统较为复杂，操作控制水平要求较高，若脱硫剂喷入过多，则会对设备造成严重腐蚀，出现湿壁现象；干法脱硫技术采用干态粉末或颗粒作为脱硫剂对烟气中的SOx进行处理，反应产物同样是干态物质，该工艺具有系统简单、成本较低、无二次污染等优点，因此，近年来该技术在烟气脱硫方面得到了越来越多的应用。
专利名称：垃圾焚烧干法烟气脱硫净化装置(CN109876640A)、一种焚烧烟气的碳酸氢钠干粉脱酸系统(CN111346496A)主要公开了一种烟气干法脱硫系统，但该类系统仅适用于处理中低温烟气，并且只能通过循环注入干式乏脱硫剂提升脱硫效果，脱硫效率提高有限，并且难以有效提高脱硫剂的利用率。
虽然现有干法脱硫技术可同时去除烟气中SOx、颗粒物等多种污染物，但脱硫效率与脱硫剂的利用率相对较低，并且在中高温环境内极易烧结失效，这就会导致干法脱硫工艺在设备投资和维护运行等方面的成本过高，特别是难以适用于处理中高温烟气、含硫量较高烟气、多变工况烟气等情况，限制了相关工艺的大规模商业化应用。因此，如何在不增加脱硫剂用量的前提下，有效改善脱硫效果、提高脱硫剂的利用率、拓宽干法脱硫工艺适用的温度区间，是促进烟气干法脱硫技术产业化应用的关键问题。
发明内容
针对现有干法脱硫系统运行过程中脱硫效率与脱硫剂的利用率相对较低，并且在中高温环境内容易烧结失效等问题，本发明提出一种中高温烟气干法脱硫系统，能够显著地拓宽干法脱硫工艺适用的温度区间，并且同时可以提高脱硫效率与脱硫剂利用率，有利于扩展干法脱硫工艺的适用范围，降低投资成本与运行成本。为达到上述目的，其所采用的技术方案是：
一种中高温烟气干法脱硫系统，待处理烟气通过管路依次进入喷淋罐、文丘里反应室、脱硫过滤反应室，所述脱硫过滤反应室下方设置有灰斗，所述灰斗通过灰分输送设备与所述脱硫剂储存柜连接，200～500目乏脱硫剂输送至脱硫剂储存柜内，再经过所述脱硫剂储存柜进入所述文丘里反应室。
所述灰斗通过乏脱硫剂输送设备与所述混合柜连接，将10～200目灰分输送至所述混合柜内，再经由所述混合柜进入所述喷淋罐内，所述混合柜通往所述喷淋罐的通路上设置有泵，所述喷淋罐内部的烟气入口处设置有布气设备，所述喷淋罐内设置有喷头。
上述一种中高温烟气干法脱硫系统，更进一步地，所述脱硫剂储存柜通往所述文丘里反应室的通路上设置有脱硫剂计量与输送设备。
上述一种中高温烟气干法脱硫系统，更进一步地，所述喷头设置在罐体内壁任意位置，所述喷头的开口方向形成顺流或逆流或交错流动的水流。
上述一种中高温烟气干法脱硫系统，更进一步地，所述脱硫过滤反应室内部设有多个除尘布袋，所述脱硫过滤反应室上方设置有脉冲除尘装置。
上述一种中高温烟气干法脱硫系统，更进一步地，所述灰斗与所述灰分输送设备之间设有筛网，所述筛网的孔径为200～500目；所述灰斗与乏脱硫剂输送设备之间设有筛网，所述筛网的孔径为10～200目。
上述一种中高温烟气干法脱硫系统，更进一步地，所述除尘布袋可以是聚四氟乙烯布袋或玻璃纤维布袋或金属布袋或可脉冲反吹式布袋中的一种或多种。
在其他基于干法脱硫的方法与工艺中，适用工况的烟气温度一般小于250℃，本发明能够显著拓宽干法脱硫工艺适用的温度区间，可适用于500℃以下的烟气工况，显著扩展了干法脱硫技术的应用范围。相较于部分中温烟气干法脱硫系统采用水冷预处理的方法，本发明既可大大降低设备的初期投入成本，又可显著降低整个系统的能耗与运行成本，从而提高工艺的经济性与实用性。
干法脱硫剂的循环利用受限于脱硫剂团聚、脱硫剂表孔堵塞等因素，本发明可以通过溶解乏脱硫剂，重复利用粒径较大或表孔堵塞的脱硫剂，大幅提高脱硫剂的利用率。当脱硫效率为95％时，脱硫剂的利用率最高可提升25％。
本发明采用湿法喷淋降温的预处理方式，在该过程中能够有效地增加烟气湿度，进而在脱硫剂干式注入阶段营造出良好的气-液-固三相反应环境，显著地加快反应速率、提升脱硫效果。当脱硫剂与SOx的摩尔比为2时，脱硫效率最高可提升20％。
本发明可在高效脱硫的基础上，同时高效地脱除了烟气中的颗粒物，并能够少量去除烟气中的NOx，而且可以使烟气温度保持在一定的可控范围中，具有良好的集成性与扩展性。
附图说明
图1是本发明的系统示意图；
其中：1-混合柜，2-泵，3-喷头，4-喷淋罐，5-脱硫剂储存柜，6-脱硫剂计量与输送设备，7-文丘里反应室，8-脱硫过滤反应室，9-灰斗，10-灰分输送设备，11-乏脱硫剂输送设备。
具体实施方式
结合附图对本发明做进一步说明。
一种中高温烟气干法脱硫系统，用于从待处理烟气中去除SOx、颗粒物等多种污染物质，如图1所示，有烟气预处理装置、脱硫剂注入装置和干法脱硫反应装置。烟气预处理装置包括混合柜1、泵2、喷头3、喷淋罐4；脱硫剂注入装置包括脱硫剂储存柜5、脱硫剂计量与输送设备6、文丘里反应室7；干法脱硫反应装置包括脱硫过滤反应室8、灰斗9、灰分输送设备10、乏脱硫剂输送设备11。
待处理烟气通过管路依次进入喷淋罐、文丘里反应室、脱硫过滤反应室，脱硫过滤反应室下方设置有灰斗，灰斗通过灰分输送设备与脱硫剂储存柜连接，200～500目乏脱硫剂输送至脱硫剂储存柜内，再经过脱硫剂储存柜进入文丘里反应室，脱硫剂储存柜通往文丘里反应室的通路上设置有脱硫剂计量与输送设备。喷淋罐用于将待处理的烟气温度降至250℃以下，并去除少量SOx、NOx与颗粒物等多种污染物质。由于脱硫剂在中高温环境中极易烧结失效，因此本发明提出采用喷淋罐将待处理烟气温度控制在250℃以下，从而避免脱硫剂出现烧结失效等现象，并提升脱硫剂的利用率与脱硫效率。脱硫剂计量与输送设备用于将脱硫剂计量后输送至文丘里反应室中，并使脱硫剂与烟气充分接触混合。
灰斗通过乏脱硫剂输送设备与混合柜连接，将10～200目灰分输送至混合柜内，再经由混合柜进入喷淋罐内，喷淋罐内部的烟气入口处设置有布气设备，喷淋罐内设置有喷头。脱硫过滤反应室位于文丘里反应室的后端，用于提供脱硫剂与烟气高效气-固接触反应的空间，去除烟气中SOx与颗粒物等多种污染物质，同时用于将灰分与乏脱硫剂分别输送至对应储柜中。灰斗与灰分输送设备之间设有筛网，筛网的孔径为200～500目；灰斗与乏脱硫剂输送设备之间设有筛网，筛网的孔径为10～200目。
一种使用上述的系统进行中高温烟气干法脱硫的方法，方法具有如下步骤：
S1：待处理烟气经烟气预处理装置处理后，烟气温度控制在250℃以下，烟气中SOx、NOx与颗粒物等多种污染物质含量略有降低。
S2：向文丘里反应室中计量注入脱硫剂，脱硫剂与降温后的烟气充分接触混合并进行反应，烟气裹挟脱硫剂进入干法脱硫反应装置。
S3：脱硫剂与烟气在脱硫过滤反应室内持续进行高效的脱硫反应，同时除尘布袋将脱硫剂与颗粒物有效过滤至外表面，形成一定厚度的脱硫层并继续进行脱硫反应，待脱硫层失效或烟气背压明显增大时，利用脉冲空气将除尘布袋表面的附着物质吹落至底部灰斗内。
S4：将灰斗中积存的10～200目灰分输送至混合柜内，经充分搅拌后用于烟气预处理；将灰斗中积存的200～500目乏脱硫剂输送至脱硫剂储存柜内，用于循环注入。
其中，脱硫剂包括但不限于碳酸氢钠粉末、氢氧化钙粉末、氢氧化镁粉末、天然碱粉末中的一种或两种及以上。待处理烟气在喷淋罐内停留时间不少于0.5s，在文丘里反应室内停留时间不少于0.5s，在脱硫除尘室内停留时间不少于2s。
Claims (6)
1.一种中高温烟气干法脱硫系统，其特征在于，待处理烟气通过管路依次进入喷淋罐(4)、文丘里反应室(7)、脱硫过滤反应室(8)，所述脱硫过滤反应室下方设置有灰斗(9)，所述灰斗通过灰分输送设备(10)与脱硫剂储存柜(5)连接，200~500目乏脱硫剂输送至脱硫剂储存柜内，再经过所述脱硫剂储存柜进入所述文丘里反应室；
所述灰斗通过乏脱硫剂输送设备(11)与混合柜(1)连接，将10~200目灰分输送至所述混合柜内，再经由所述混合柜进入所述喷淋罐内，所述混合柜通往所述喷淋罐的通路上设置有泵(2)，所述喷淋罐内部的烟气入口处设置有布气设备，所述喷淋罐内设置有喷头(3)。
2.根据权利要求1所述的一种中高温烟气干法脱硫系统，其特征在于，所述脱硫剂储存柜通往所述文丘里反应室的通路上设置有脱硫剂计量与输送设备。
3.根据权利要求1所述的一种中高温烟气干法脱硫系统，其特征在于，所述喷头设置在罐体内壁任意位置，所述喷头的开口方向形成顺流或逆流或交错流动的水流。
4.根据权利要求1所述的一种中高温烟气干法脱硫系统，其特征在于，所述脱硫过滤反应室(8)内部设有多个除尘布袋，所述脱硫过滤反应室上方设置有脉冲除尘装置。
5.根据权利要求1所述的一种中高温烟气干法脱硫系统，其特征在于，所述灰斗(9)与所述灰分输送设备(10)之间设有筛网，所述筛网的孔径为200~500目；所述灰斗(9)与乏脱硫剂输送设备(11)之间设有筛网，所述筛网的孔径为10~200目。
6.根据权利要求4所述的一种中高温烟气干法脱硫系统，其特征在于，所述除尘布袋可以是聚四氟乙烯布袋或玻璃纤维布袋或金属布袋或可脉冲反吹式布袋中的一种或多种。
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