適用于順流噴霧半干法的煙氣脫硫系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)化煙氣脫硫處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于順流噴霧半干法 的煙氣脫硫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 煙氣脫硫技術(shù)主要分為干/半干法和濕法煙氣脫硫技術(shù)。干/半干法煙氣脫硫技 術(shù)主要包括噴霧旋轉(zhuǎn)干燥吸收工藝（SDA)、循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝（CFB)、密相干塔脫硫 工藝等；濕法主要包括：石灰/石灰石-石膏濕法工藝、氨法煙氣脫硫工藝、氧化鎂濕法工 藝等。
[0003]目前常用的半干法脫硫有兩種，循環(huán)流化床半干法和密相塔半干法。循環(huán)流化床 半干法的煙氣從脫硫塔底部進(jìn)入，和脫硫劑逆向接觸，需要克服的系統(tǒng)阻力大，能耗高，在 選型時風(fēng)機(jī)的全壓大。密相塔半干法的煙氣從脫硫塔頂部進(jìn)入，和脫硫劑順流而下，需要克 服的系統(tǒng)阻力小，在選型時風(fēng)機(jī)的全壓小，運(yùn)行能耗低。
[0004] 密相塔半干法是先將生石灰脫硫劑在加濕機(jī)里和水?dāng)嚢?，生石灰消化變?Ca (OH) 2，然后進(jìn)入脫硫塔和煙氣反應(yīng)。在加濕機(jī)里攪拌空間有限，加水噴頭易堵，生石灰在 加濕機(jī)里堆積，生石灰和水接觸面積小，液固兩相接觸表面積小，消化效果不好，影響到了 在脫硫塔內(nèi)和煙氣的脫硫反應(yīng)。
[0005] 有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服現(xiàn)有的煙氣脫硫系統(tǒng)投資大、能耗高、操作難度大，對煙氣流量、SO2濃度 和溫度的變化適應(yīng)范圍小、氣液固三相接觸表面積小、加水裝置易堵等缺陷，提供一種新的 煙氣脫硫系統(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明提供的適用于順流噴霧半干法的煙氣脫硫系統(tǒng)，包括脫硫塔（1)、布料機(jī) (2)、物料提升輸送裝置（3)和布袋除塵器（4)，其中，脫硫塔（1)為立式，布料機(jī)（2)設(shè)于脫 硫塔⑴頂部，布料機(jī)⑵下方的塔壁設(shè)有煙氣入口（11)，脫硫塔⑴中部內(nèi)側(cè)設(shè)有1級以 上霧化噴槍（12)，同一級內(nèi)的霧化噴槍（12)距離塔底的高度相同；脫硫塔（1)底部設(shè)有第 一灰斗（131)和煙氣出口（14)，煙氣出口（14)與布袋除塵器⑷連通，布袋除塵器⑷設(shè) 有第二灰斗（132);第一灰斗（131)和第二灰斗（132)均與物料提升輸送裝置（3)之間設(shè) 有用于運(yùn)輸脫硫灰的輸送裝置（5)。
[0008] 順流噴霧半干法脫硫工藝，是先將待處理的煙氣與粉狀未消化的脫硫劑混合，再 噴以霧化水，使霧化水、煙氣和脫硫劑充分接觸，使脫硫劑得以消化，完成脫硫反應(yīng)，脫硫后 的煙氣經(jīng)除塵凈化處理后排放。煙氣脫硫工藝的脫硫反應(yīng)過程主要有： CaO + H2O - Ca(OH)2 Ca(OH)2 + SO2 + 1/2H20 - CaSO3 ? 1/2H20 + H2O Ca (OH) 2 + SO3 + H2O - CaSO4 ? 2H20 CaSO3 ? 1/2H20 + 1/202 + 3/2H20 - CaSO4 ? 2H20 Ca(OH)2 + CO2 - CaCO3 + H2O Ca(OH)2 + 2HC1 - CaCl2 + 2H20 Ca(OH)2 + 2HF - CaF2 + 2H20。
[0009] 本發(fā)明的脫硫系統(tǒng)將脫硫劑生石灰消化、降溫、脫硫在脫硫塔內(nèi)集中控制，通過把 原有的生石灰消化反應(yīng)在塔外進(jìn)行移至塔內(nèi)進(jìn)行，煙氣先與脫硫劑在脫硫塔頂部位置混 合，再順流而下，在塔內(nèi)布置1~N級霧化噴槍，霧化水和生石灰、煙氣在脫硫塔流場穩(wěn)定區(qū) 接觸，大大提高了氣液固三相的接觸表面積，提高了脫硫效率。
[0010] 作為一種優(yōu)選方案，上述適用于順流噴霧半干法的煙氣脫硫系統(tǒng)中，所述霧化噴 槍（12)沿脫硫塔（1)軸向自上而下設(shè)置2級以上，每一級至少對稱設(shè)置2個霧化噴槍（12)。
[0011] 需要處理的煙氣通常溫度較高，為了能夠使脫硫反應(yīng)高效率進(jìn)行，需要對煙氣進(jìn) 行降溫處理，本發(fā)明的脫硫系統(tǒng)通過設(shè)置多級霧化噴槍，前級霧化水與煙氣接觸后，液態(tài)水 遇高溫蒸發(fā)帶走大部分熱量，煙氣溫度降低較快，使脫硫反應(yīng)控制在最佳溫度，同時完成部 分脫硫劑生石灰的消化，后級霧化水則主要完成脫硫劑生石灰的消化，進(jìn)行脫硫反應(yīng)。通過 多級霧化噴槍的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)脫硫塔內(nèi)溫度和濕度的調(diào)節(jié)，形成理想的脫硫反應(yīng)區(qū)域，使脫硫 劑與SO 2具有很好的反應(yīng)活性，且通過控制各級霧化噴槍的出水量使得液態(tài)水的蒸發(fā)時間 可調(diào)，大大延長了反應(yīng)時間，極大地增加了反應(yīng)速度。
[0012] 對脫硫劑(包括循環(huán)使用的脫硫灰）的加濕活化是半干法脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)中非常重 要的一環(huán)，本發(fā)明脫硫系統(tǒng)的脫硫反應(yīng)主要集中在表面富含液態(tài)水的脫硫劑與含硫煙氣接 觸的瞬間，當(dāng)脫硫劑表面含濕量均勻適中，在與煙氣接觸時，即可以提高脫硫效率，又可以 防止脫硫劑含濕量過大時會產(chǎn)生的團(tuán)聚結(jié)塊以及布袋板結(jié)現(xiàn)象。在順流設(shè)計(jì)的煙氣脫硫系 統(tǒng)中，含濕的脫硫劑在塔內(nèi)與含硫煙氣混合，隨著煙氣的流動而不斷的蒸發(fā)表面的液態(tài)水， 同時完成脫硫過程，當(dāng)脫硫灰與煙氣到達(dá)脫硫塔底部出口時，脫硫灰表面的液態(tài)水基本上 已經(jīng)蒸發(fā)為氣態(tài)水，因此脫硫灰的含濕量大大降低，其流動性也增加，大部分的脫硫灰直接 通過物料提升輸送裝置完成循環(huán)。
[0013] 作為一種優(yōu)選方案，上述適用于順流噴霧半干法的煙氣脫硫系統(tǒng)中，脫硫塔（1) 內(nèi)布料機(jī)（2)下方的空間還設(shè)有物料攪拌器（15)。
[0014] 實(shí)際生產(chǎn)中，脫硫劑通常循環(huán)使用，第一灰斗（131)和第二灰斗（132)收集的脫硫 灰通過運(yùn)輸脫硫灰的輸送裝置（5)運(yùn)送至物料提升輸送裝置（3)，再送到布料機(jī)（2)進(jìn)行 下一次脫硫，這時候的脫硫灰顆粒外表面通常結(jié)了一層由碳酸鈣等構(gòu)成的殼。物料攪拌器
[15] 的主要作用是強(qiáng)力破碎脫硫劑顆粒，使其不斷裸露出新表面，提高反應(yīng)活性，脫硫效率 可高達(dá)95%以上，同時可以去除HCl、HF和部分氮氧化物等。
[0015] 作為一種優(yōu)選方案，上述適用于順流噴霧半干法的煙氣脫硫系統(tǒng)中，所述霧化噴 槍（12)包括進(jìn)水管（21)和進(jìn)氣管（22)，由進(jìn)水管（21)和進(jìn)氣管（22)的出口端匯合形成 霧化管（24)，霧化管（24)的另一端設(shè)有噴嘴（27)，保護(hù)氣套管（25)套設(shè)在霧化管（24)的 外側(cè)并延伸至噴嘴（27)處，保護(hù)氣套管（25)與霧化管（24)之間形成一間隔空隙，且保護(hù) 氣套管（25)遠(yuǎn)離噴嘴（27)的一端與霧化管（24)封閉連接，保護(hù)氣套管（25)與保護(hù)氣管 (23)連通。
[0016] 本發(fā)明的脫硫系統(tǒng)中使用帶有保護(hù)氣的霧化噴槍，安裝位置設(shè)置在脫硫塔中部， 采用帶有保護(hù)裝置(保護(hù)氣管）的氣水霧化噴頭，降溫和脫硫反應(yīng)段的塔體高度通常超過 20m，可以保證降溫和脫硫效果。另外在噴頭處設(shè)置有壓縮空氣或氮?dú)夥蓝聡姶笛b置(保護(hù) 氣套管)，可以防止工藝水噴頭的粘結(jié)堵塞。
[0017] 更優(yōu)選地，所述霧化噴槍（12)通過法蘭盤（26)固定裝設(shè)在脫硫塔（1)上，保護(hù)氣 套管（25)與霧化管（24)之間設(shè)有固定筋（211)支撐二者之間的空隙。霧化噴槍的安裝采 用套管法蘭的連接方式，可以方便的拆卸及維修。
[0018] 作為一種優(yōu)選方案，上述適用于順流噴霧半干法的煙氣脫硫系統(tǒng)中，所述霧化噴 槍（12)由供水水箱通過管路連接供水，管路上設(shè)有水量控制單元，水量控制單元包括互相 串聯(lián)的三級水量控制單元，其中，第一級水量控制單元包括計(jì)量栗（31)，第二級水量控制單 元包括流量計(jì)（32)，第三級水量控制單元包括電動調(diào)節(jié)閥（33);所述管路上還設(shè)有多個用 于控制管路開關(guān)大小的截止閥（34)。
[0019] 本發(fā)明的脫硫系統(tǒng)中，工藝水控制采用三級控制的方式，首先通過計(jì)量栗精確控 制水量，然后流量計(jì)計(jì)量，而后經(jīng)過電動調(diào)節(jié)閥送入脫硫塔內(nèi)的霧化噴槍，確保精確調(diào)整系 統(tǒng)的加水量。脫硫劑加濕的水量適中，才能保證物料不結(jié)塊，流動性好，同時也可以保證最 優(yōu)的脫硫效果；另外通過控制加水量保證操作溫度高于露點(diǎn)，也不會產(chǎn)生腐蝕或冷凝現(xiàn)象， 無廢水產(chǎn)生。
[0020] 更優(yōu)選地，供水水箱與霧化噴槍（12)的入水口之間的管路上依次設(shè)置計(jì)量栗 (31)、Y型過濾器（39)、電動調(diào)節(jié)閥（33)、止回閥（37)、流量計(jì)（32)、壓力表（35)和電磁閥 (38)，其中計(jì)量栗（31)為多個并聯(lián)，Y型過濾器（39)與電動調(diào)節(jié)閥（33)之間設(shè)有單獨(dú)的 管路與水箱連通。方便多方面控制出水，以及某部件損壞后的維修。
[0021] 作為一種優(yōu)選方案，上述適用于順流噴霧半干法的煙氣脫硫系統(tǒng)中，所述進(jìn)氣管
[22] 和保護(hù)氣管（23)均與氮?dú)夤芫W(wǎng)通過管路連接，管路上設(shè)有壓力表（35)和用于控制管 路開關(guān)大小的截止閥（34)。水管路均與氮?dú)夤芫W(wǎng)在霧化噴槍處連接，通過設(shè)置在管路上的 截止閥來調(diào)節(jié)各管路進(jìn)氣壓力，方便分別調(diào)節(jié)各霧化噴槍的進(jìn)氣壓力以及某結(jié)構(gòu)部件損壞 后的單獨(dú)更換維修。
[0022] 作為一種優(yōu)選方案，以上任一所述的適用于順流噴霧半干法的煙氣脫硫系統(tǒng)，其 特征在于，脫硫塔（1)的煙氣入口（11)位置、各級霧化噴槍（12)安裝位置、脫硫塔（1)底 部煙氣出口（14)位置均設(shè)有溫度傳感器；各溫度傳感器均與一工控機(jī)通信連接，工控機(jī)通 過通信線路控制霧化噴槍（12)的出水量。
[0023] 在脫硫塔內(nèi)設(shè)計(jì)多個溫度傳感器進(jìn)行溫度分析，首先根據(jù)脫硫塔入口溫度傳感器 輸送至工控機(jī)的溫度信號來定量計(jì)算理論上需要的加水量，而后又通過安裝在吸收塔下端 的溫度傳感器回饋測量，確保脫硫塔主體反應(yīng)器的溫度濕度條件，最終由安裝在吸收塔出 口的溫度傳感器測量的溫度數(shù)值回饋給電動調(diào)節(jié)閥，調(diào)整系統(tǒng)的加水量。確保整個系統(tǒng)高 效智能運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0024] 作為一種優(yōu)選方案，上述適用于順流噴霧半干法的煙氣脫硫系統(tǒng)，布袋除塵器（4) 的煙氣出口端通過增壓風(fēng)機(jī)（6)與外排煙囪（7)連接。
[0025] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果： 采用本發(fā)明的脫硫系統(tǒng)處理煙氣，將脫硫劑生石灰消化、煙氣降溫、脫硫反應(yīng)在脫硫塔 內(nèi)集中控制，通過把原有的生石灰消化反應(yīng)在塔外進(jìn)行移至塔內(nèi)進(jìn)行，能夠大大縮短脫硫 工藝流程，且本發(fā)明的脫硫系統(tǒng)設(shè)備少，容易操作。這是本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)。
[0026] 密相干塔通過脫硫塔頂部的加濕機(jī)加水，和密相干塔脫硫工藝相比，本發(fā)明的脫 硫系統(tǒng)在脫硫塔中部設(shè)置多個霧化噴槍加水，使霧狀的水與脫硫物料接觸，增加了氣、液、 固二相的接觸面積，提尚脫硫效率。
[0027] 本發(fā)明的適用于順流噴霧半干法的煙氣脫硫系統(tǒng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，對煙氣流 量、SO2濃度、溫度的變化適應(yīng)能力極強(qiáng)。
[0028] 循環(huán)流化床脫硫的煙氣從脫硫塔底部進(jìn)入，煙氣方向從下而上，系統(tǒng)阻力高，和循 環(huán)流化床脫硫系統(tǒng)相比，本發(fā)明的脫硫系統(tǒng)脫硫布料裝置和煙氣入口均設(shè)置在脫硫塔頂 部，物料根據(jù)重力作用順流而下，減小了投資和能耗。
【附圖說明】
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