專利名稱：多層噴水循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專利涉及一種多層噴水循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置，屬于煙氣脫硫處理工藝和 流化床技術(shù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景2005年全國(guó)煤炭消費(fèi)量達(dá)18億噸，其中火電廠燃煤量約10億噸。二氧化硫產(chǎn)生總量約 3000萬(wàn)噸，其中火電廠二氧化硫產(chǎn)生量為1600萬(wàn)噸左右；預(yù)計(jì)2010年全國(guó)煤炭消費(fèi)量將增 加到22億噸左右，其中火電廠燃煤量約14億噸，二氧化硫產(chǎn)生總量將達(dá)到約3500萬(wàn)噸，其 中火電廠二氧化硫產(chǎn)生量將達(dá)2200萬(wàn)噸左右。我國(guó)已成為世界二氧化硫排放量最多的國(guó)家。 因此，煙氣脫硫特別是火電廠的煙氣脫硫是我國(guó)一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)。在煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域中，脫硫方法很多，目前最成熟應(yīng)用最廣的是石灰石/石裔濕法洗 滌工藝，該技術(shù)脫硫效率高，但設(shè)備較為復(fù)雜，投資和運(yùn)行成本較高，適用于大型電站。而 煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)(CFB-FGD)具有流程簡(jiǎn)單、占地少、投資小以及副產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)綜 合利用，而且能在較低鈣硫比的情況下，接近或達(dá)到濕法工藝的脫硫效率。它不僅適合于大型鍋爐，而且對(duì)中、小型鍋爐的S02污染治理也是一種理想的方法。循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝最早是由德國(guó)的魯奇(Lurgi)公司研究開(kāi)發(fā)的，八十年代中 后期，Lurgi公司在原來(lái)用于煉鋁尾氣處理的技術(shù)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了一種新的適用于鍋爐和其它 燃燒設(shè)備的干法煙氣脫硫工藝，即循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝。這種工藝以循環(huán)流化床原理為 基礎(chǔ)，通過(guò)脫硫劑的多次再循環(huán)，使脫硫劑與煙氣接觸時(shí)間增加，從而大大提高了脫硫劑的 利用效率。近年來(lái)，隨著世界脫硫市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，這種工藝已經(jīng)引起了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān) 注，德國(guó)的Wulff公司、丹麥的FLS公司、瑞典的ABB公司以及日本的日立公司都進(jìn)行了循 環(huán)流化床煙氣脫硫的應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究。目前已達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用的有4種流程，它們是 Lurgi-Bischoff公司的煙氣CFB脫硫技術(shù)；Wulff公司的RCFB技術(shù)；FLS公司的GSA技術(shù)和 Alstom公司的NID技術(shù)。德國(guó)的Siersdorf電廠兩臺(tái)275t/h鍋爐1988年安裝了 Lurgi公司的循環(huán)流化床煙氣脫 硫裝置，燃煤含硫量平均為0. 7%，脫硫效率達(dá)到93%，處理后的煙氣滿足德國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)。Wul ff 公司在Urgi技術(shù)的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究開(kāi)發(fā)了第二代回流式循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置(RCPB)。 與Lurgi公司的工藝相比，RCFB工藝主要在吸收塔的流場(chǎng)設(shè)計(jì)和塔頂結(jié)構(gòu)上作了較大改進(jìn)。 煙氣和脫硫劑顆粒在吸收塔中向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)有一部分顆粒從塔頂向下回流(Reflux)。這股 固體回流與煙氣的方向相反，而且它是一股很強(qiáng)的內(nèi)部湍流，增加了煙氣與脫硫劑的接觸時(shí) 間，實(shí)際上這是一種與外部循環(huán)相似的內(nèi)部再循環(huán)，在內(nèi)外再循環(huán)的作用下，脫硫性能得到 優(yōu)化。內(nèi)循環(huán)還大大降低了吸收塔出口的含塵濃度，內(nèi)部回流的固體物料量約為外部再循環(huán) 的30-50%，出口含塵濃度可降低15-30%。由于吸收塔出口含塵濃度的降低，取消了Lurgi工 藝中的機(jī)械預(yù)除塵器，這不但簡(jiǎn)化了工藝，節(jié)省了投資，而且由于外部再循環(huán)灰量的減少而 減少了運(yùn)行費(fèi)用。1993年，德國(guó)Deutsche Solvay-Werke GmbH的自備熱電廠220f/h燃煤鍋爐上回流式循 環(huán)流化床脫硫工藝得以應(yīng)用。在Ca/S比為1. 25時(shí)，脫硫效率最大達(dá)到97%， 10000小時(shí)運(yùn)行 系統(tǒng)可用率達(dá)到98%。FLS公司是丹麥最大的工業(yè)企業(yè)，在水泥工業(yè)及散裝物料輸送機(jī)械制造方面享有很高的 聲譽(yù)，它們獨(dú)立開(kāi)發(fā)的氣體懸浮吸收(GSA)煙氣脫硫技術(shù)在工作原理上和Lurgi工藝十分類 似，不同之處在于，GSA工藝的脫硫劑不是干消化石灰，而是石灰漿。新鮮石灰漿經(jīng)雙流體 噴嘴霧化從吸收塔底部噴入，并在吸收塔中保持懸浮湍動(dòng)狀態(tài)，邊干燥邊反應(yīng)，干燥后的脫 硫劑顆粒經(jīng)旋風(fēng)除塵器除下后返回吸收塔循環(huán)利用。該工藝已在一些垃圾焚燒設(shè)備和中小動(dòng)
力鍋爐的煙氣處理裝置上得到了應(yīng)用。在美國(guó)的10麗e示范電廠試驗(yàn)表明，該工藝在Ca/S 比為1.2-1.4的情況下，脫硫效率可達(dá)90%以上。循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)的工程應(yīng)用，目前在我國(guó)還處于起步階段，還沒(méi)有十分成功的 業(yè)績(jī)。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種多層噴水循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置，它適用于中型電廠 (50-300MW)鍋爐(220t/h到1000t/h)或與此規(guī)模相當(dāng)?shù)臒煔饬康拿摿蛱幚?，不但能?yīng)用 于新建電廠，而且由于其占地面積小，更能應(yīng)用于我國(guó)大量存在的現(xiàn)有電廠增建脫硫工程， 與濕法脫硫相輔相成。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案-一種多層噴水循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置，它包括循環(huán)流化床脫硫塔，其頂部與電除塵器 連接，電除塵器與引風(fēng)機(jī)連接，所述循環(huán)流化床脫硫塔的下部經(jīng)文丘里裝置和導(dǎo)流板與預(yù)除 塵器連接，同時(shí)在循環(huán)流化床脫硫塔內(nèi)由其底部沿塔高方向設(shè)有多層噴水，電除塵器的返料 氣化斜槽與循環(huán)流化床脫硫塔連接。所述文丘里裝置的擴(kuò)散段上端噴入脫硫劑和增濕霧化水，收縮段出口部分將返料氣化斜 槽返回的電除塵器脫硫灰送入脫硫塔。所述多層噴水為3-4層。所述各層噴水采用氣泡式霧化噴嘴。本實(shí)用新型在消化吸收國(guó)外幾種循環(huán)流化床脫硫技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)大量工程實(shí)踐，取 長(zhǎng)補(bǔ)短，采用多層噴水、干濕結(jié)合、高效霧化、低阻部件等技術(shù)和設(shè)備組成整個(gè)脫硫裝置。本實(shí)用新型采用循環(huán)流化床脫硫塔。由鍋爐來(lái)的煙氣經(jīng)預(yù)除塵器除去大部分飛灰后，經(jīng) 底部導(dǎo)流板和文丘里裝置進(jìn)入脫硫塔，脫硫劑和增濕霧化水分別從文丘里裝置擴(kuò)散段上端噴 入，由電除塵器灰斗返回的脫硫灰經(jīng)返料氣化斜槽在文丘里管的收縮段出口部分進(jìn)入脫硫塔。 脫硫劑Ca(0H〉2在脫硫塔內(nèi)與煙氣充分接觸，形成強(qiáng)烈的湍動(dòng)和混合，煙氣中S02與脫硫劑 Ca(0H)2在脫硫塔內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成固態(tài)的CaC03和CaC04,隨固體物料排出，從而達(dá)到脫硫 的目的。脫硫后的潔凈煙氣經(jīng)電除塵器除去固體塵粒，通過(guò)引風(fēng)機(jī)排入大氣，從而完成脫硫除塵 的要求，達(dá)到各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。 本實(shí)用新型的有益效果-1、 沿塔高方向?qū)螌訃娝臑槎鄬訃娝?jīng)嚴(yán)格的熱平衡計(jì)算，分為3-4層，這樣，有 利于S02的高效吸收及增濕水的充分蒸發(fā)；大大提高了脫硫效率和脫硫劑的利用率，在 Ca/S4.2-1.5時(shí)脫硫效率可達(dá)到90 %以上；由于噴入脫硫塔的水是分層噴入的，避免了水 分過(guò)分集中，整個(gè)噴入塔內(nèi)的水分都得到充分的蒸發(fā)，不會(huì)出現(xiàn)局部水分過(guò)多而造成周體物 料粘壁現(xiàn)象，且塔內(nèi)物料一直處于激烈的湍流狀態(tài)，不斷沖刷塔壁，因此整個(gè)脫硫塔內(nèi)壁處 于干燥狀態(tài)。另外，由于循環(huán)流化床脫硫工藝可以去大部分酸性物質(zhì)，特別是S03基本被去除， 且塔內(nèi)煙氣溫度比水露點(diǎn)溫度高15'C以上，因而塔內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生結(jié)露，不需采取防腐措施。實(shí)驗(yàn)證明，采用分層噴水后，平均反應(yīng)溫度明顯下降，而且總噴水量越大，分層噴水的 效果就越明顯。采用分層噴水使系統(tǒng)平均反應(yīng)溫度比原來(lái)降低了 l(TC左右，脫硫效率比不采 用分層噴水高13個(gè)百分點(diǎn)左右。2、 為適應(yīng)電廠燃煤煤種的多變性，采用脫硫劑干粉與漿液相結(jié)合的技術(shù)。當(dāng)煤種變化時(shí)， 煙氣中S02含量隨之變化，此時(shí)，要求脫硫劑作相應(yīng)的變化。脫硫劑用干粉易于實(shí)現(xiàn)跟蹤變化， 但其脫硫效果不如漿液。但單用漿液時(shí)，其濃度難以隨時(shí)變化，若變化，易引起管道堵塞及 噴水量難以控制等問(wèn)題。故為確保脫硫效率和運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性，采用脫硫劑干粉與漿 液相結(jié)合的技術(shù)，此技術(shù)尤其適用于具有多種容量機(jī)組，千法濕法脫硫并用的電廠。 3、 采用氣泡式霧化噴嘴應(yīng)用于脫硫塔噴水系統(tǒng)，霧化粒徑小于24h霧化效果好，可替 代進(jìn)口噴嘴。4、 脫硫塔系統(tǒng)經(jīng)計(jì)算機(jī)直接數(shù)值模擬計(jì)算，采用合理的進(jìn)口導(dǎo)流板或調(diào)節(jié)多管文丘里管 徑的設(shè)計(jì)，使得脫硫塔內(nèi)流場(chǎng)均勻，化學(xué)反應(yīng)更充分，提高脫硫效率和脫硫劑利用率，并使 系統(tǒng)阻力低，確保鍋爐正常運(yùn)行，降低運(yùn)行費(fèi)用。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1、循環(huán)流化床脫硫塔，2、電除塵器，3、引風(fēng)機(jī)，4、文丘里裝置，5、導(dǎo)流板， 6、預(yù)除塵器，7、噴水，8、返料氣化斜槽。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例l:圖1中，某電廠對(duì)100MW機(jī)組(鍋爐為410t/h)進(jìn)行全煙氣脫硫，本煙氣脫硫系統(tǒng)采用 多層噴水循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝。鍋爐出口煙氣分兩路進(jìn)兩臺(tái)預(yù)除塵器6，除下的粉煤灰 可綜合利用；預(yù)除塵后的煙氣從循環(huán)流化床脫硫塔1下部?jī)蓚?cè)進(jìn)入，經(jīng)文丘里裝置4擴(kuò)散段 上端加速擾流后，進(jìn)入塔內(nèi)與高濃度的混合物料流化接觸，在循環(huán)流化床脫硫塔1內(nèi)，Ca(0H)2 粉末和煙氣及噴入的水分，在流化狀態(tài)下充分混合，向反應(yīng)塔噴入的減溫水一方面降低煙氣 溫度，另一方面在Ca(0H)2粒子的表面形成液相膜，變氣固反應(yīng)為液固反應(yīng)，在酸堿兩性物質(zhì) 充分混合的脫硫反應(yīng)塔內(nèi)，液相表面發(fā)生快速化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)如下Ca(0H)2+ 2HC1—CaCl2+2H20Ca(0H)2+ 2HF—CaF2+2H20Ca(0H)2+ S02—CaS03+H20Ca(0H)2+ S03—CaS04+H20Ca(0H)2+ S02+l/202—CaS04+H20 脫硫后的煙氣攜帶飛灰、脫硫產(chǎn)物和部分未反應(yīng)的脫硫劑進(jìn)入電除塵器2進(jìn)行氣問(wèn)分離， 潔凈煙氣經(jīng)鍋爐引風(fēng)機(jī)3送入煙囪。除下的固體物料進(jìn)入料斗， 一部分排入輸灰系統(tǒng)，人郃 分經(jīng)返料氣化斜槽8在文丘里裝置4的收縮段出口部分進(jìn)入循環(huán)流化床脫硫塔1，并經(jīng)多次 再循環(huán)，使得床內(nèi)參加反應(yīng)的Ca(0H)2量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于新投加的Ca(0H)2量，即實(shí)際反應(yīng)的(h/S 比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于表觀Ca/S比，從而使S02、 S03等酸性氣體能被較充分地吸收，實(shí)現(xiàn)高效脫硫和脫 硫劑的高效利用。在表觀Ca/S比為1. 4時(shí)，脫硫效率可超過(guò)90%。噴水采用3-4層，使系統(tǒng)平均反應(yīng)溫度比原來(lái)降低了 l(TC左右，脫硫效率比不采用分層 噴水高13個(gè)百分點(diǎn)左右。噴嘴采用氣泡式霧化噴嘴，霧化粒徑小于24h霧化效果好，可替 代進(jìn)口噴嘴。采用合理的進(jìn)口導(dǎo)流板或調(diào)節(jié)多管文丘里管徑的設(shè)計(jì)，使得脫硫塔內(nèi)流場(chǎng)均勻， 化學(xué)反應(yīng)更充分，提高脫硫效率和脫硫劑利用率，并使系統(tǒng)阻力低，確保鍋爐正常運(yùn)行，降 低運(yùn)行費(fèi)用。
權(quán)利要求1、一種多層噴水循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置，它包括循環(huán)流化床脫硫塔(1)，其頂部與電除塵器(2)連接，電除塵器(2)與引風(fēng)機(jī)(3)連接，其特征是所述循環(huán)流化床脫硫塔(1)的下部經(jīng)文丘里裝置(4)和導(dǎo)流板(5)與預(yù)除塵器(6)連接，同時(shí)在循環(huán)流化床脫硫塔(1)內(nèi)由其底部沿塔高方向設(shè)有多層噴水(7)，電除塵器(2)的返料氣化斜槽(8)與循環(huán)流化床脫硫塔(1)連接。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的多層噴水循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置，其特征是所述文丘里裝 置(4)的擴(kuò)散段上端噴入脫硫劑和增濕霧化水，收縮段出口部分將返料氣化斜槽返回的電除 塵器脫硫灰送入循環(huán)流化床脫硫塔(1)。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層噴水循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置，其特征是所述多層噴水(7)為3-4層。
4、根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的多層噴水循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置，其特征是所述各層 噴水(7)采用氣泡式霧化噴嘴。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多層噴水循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置。它解決了目前循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)不完善，效果不佳的問(wèn)題，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，脫硫效果好等優(yōu)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)為它包括循環(huán)流化床脫硫塔，其頂部與電除塵器連接，電除塵器與引風(fēng)機(jī)連接，所述循環(huán)流化床脫硫塔的下部經(jīng)文丘里裝置和導(dǎo)流板與預(yù)除塵器連接，同時(shí)在循環(huán)流化床脫硫塔內(nèi)由其底部沿塔高方向設(shè)有多層噴水，電除塵器的返料氣化斜槽與循環(huán)流化床脫硫塔連接。
文檔編號(hào)B01D47/14GK201015729SQ200720018589
公開(kāi)日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月8日
發(fā)明者周英貴, 孟令杰, 李大驥, 李玉晗 申請(qǐng)人:國(guó)電科技環(huán)保集團(tuán)山東龍?jiān)喘h(huán)保有限公司