專(zhuān)利名稱(chēng)：下行循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣脫硫技術(shù)和設(shè)備，具體涉及一種適用于鋼鐵行業(yè)燒結(jié)機(jī)、燃煤電廠和垃圾焚燒電廠的半干法煙氣脫硫技術(shù)。
背景技術(shù)：
半干法煙氣脫硫技術(shù)，投資省、占地少、無(wú)廢水排放、不會(huì)造成二次污染、脫硫效率高、運(yùn)行成本低、系統(tǒng)基本不腐蝕、可用一般碳鋼制造，符合我國(guó)國(guó)情，因而受到青睞。目前國(guó)內(nèi)外技術(shù)較成熟的半干法煙氣脫硫技術(shù)有旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法(SDA法)、增濕灰循環(huán)半干法(NID法)、懸浮循環(huán)流化床法和密相干塔法。但它們都有各自的弱點(diǎn)1.旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法(SDA法)①旋轉(zhuǎn)噴頭昂貴，制漿系統(tǒng)復(fù)雜；②吸收塔內(nèi)煙氣流速很低，塔直徑很大，占地面積較大；③Ca/S摩爾比高達(dá)1.5，而且需要較高品質(zhì)的石灰，吸收劑利用率僅為50%左右；④漿液帶水，又需加水調(diào)節(jié)，造成由溫度信號(hào)而引起的水路調(diào)節(jié)復(fù)雜化；⑤凈化后的煙氣會(huì)對(duì)后部除塵設(shè)備產(chǎn)生腐蝕；⑥裝置運(yùn)行過(guò)程中，塔壁易積灰，塔底易堵灰；⑦投資較高，運(yùn)行費(fèi)用(電耗)較高；⑧副產(chǎn)物大部分為CaSO3,難以處理，利用價(jià)值不高。2.增濕灰循環(huán)半干法(NID法)①進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)的增濕灰與煙氣同時(shí)由下而上高速(約為18m/s)運(yùn)行，相當(dāng)于氣力輸送。二者幾乎同步運(yùn)動(dòng)，相互摩擦、碰撞幾率低，反應(yīng)效果較差；②反應(yīng)器阻力降較大，磨損嚴(yán)重(需采用耐磨鋼制造)；③反應(yīng)器出口煙氣含塵量非常高，進(jìn)后部除塵器之前，應(yīng)設(shè)預(yù)除塵設(shè)備；④吸收劑(即增濕灰)加水量有限(<5% )，循環(huán)倍率較低(約為25)，利用率較低，脫硫效率較低。3.懸浮循環(huán)流化床法①流場(chǎng)不均勻，甚至嚴(yán)重偏流或局部渦流；②反應(yīng)器阻力降較大(1500pa以上)；③脫硫灰粘壁、結(jié)塊、塌床、堵塔多有發(fā)生，裝置難以保持長(zhǎng)周期、穩(wěn)定運(yùn)行。4.密相干塔法①缺少運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)成熟度較低；②反應(yīng)器內(nèi)煙氣流場(chǎng)偏流十分嚴(yán)重，很大一部分煙氣走短路③脫硫效率較低
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理，煙氣流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)非常均勻的“下行循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器”。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明“下行循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器”，由上至下(見(jiàn)圖1)的結(jié)構(gòu)依次為直流流線型進(jìn)口煙道、吸收劑(新鮮消石灰及循環(huán)灰)均布器、聲波吹灰器、靜態(tài)混合器、反應(yīng)器殼體、增濕活化噴嘴、錐形旋流板式氣固分離器、氣固分隔導(dǎo)流筒、脫硫煙氣出口煙道和本發(fā)明“下行循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器”，由上至下(見(jiàn)圖1)的結(jié)構(gòu)依次為直流流線型進(jìn)口煙道、吸收劑(新鮮消石灰及循環(huán)灰)均布器、聲波吹灰器、靜態(tài)混合器、反應(yīng)器殼體、增濕活化噴嘴、錐形旋流板式氣固分離器、氣固分隔導(dǎo)流筒、脫硫煙氣出口煙道和雙曲線灰斗。所述的直流流線型進(jìn)口煙道，為正方形截面，內(nèi)設(shè)3片不等距圓弧形氣流均布導(dǎo)流板，另接擴(kuò)散段。所述的吸收劑(新鮮消石灰及循環(huán)灰)均布器，共有6個(gè)布料管，每個(gè)布料管口分別對(duì)準(zhǔn)各自對(duì)應(yīng)的靜態(tài)混合器中心。所述的聲波吹灰器，設(shè)在6個(gè)靜態(tài)混合器中心的空檔處。所述的靜態(tài)混合器為SK型，位于吸收劑(新鮮消石灰及循環(huán)灰)均布器下方，反應(yīng)器筒體的上部，其下端板中心處為圓形開(kāi)孔。所述的反應(yīng)器殼體，為園形截面。所述的增濕活化噴嘴，為雙流體噴嘴，設(shè)在靜態(tài)混合器組中心的下方。所述的錐形旋流板式氣固分離器，設(shè)在反應(yīng)器殼體下部的中心部位。所述的氣固分隔導(dǎo)流筒，入口端伸入錐形旋流板式氣固分離器內(nèi)底部，下部帶有一錐段。所述的雙曲線灰斗，位于反應(yīng)器底部。所述的脫硫煙氣出口煙道，為正方形截面，位于反應(yīng)器殼體下方一側(cè)，與錐形旋流板式氣固分離器下方的氣固分隔導(dǎo)流筒相接。該煙道在反應(yīng)器內(nèi)部分的上方，設(shè)有使粉塵滑落下來(lái)的尖頂。本發(fā)明采用實(shí)際工程數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に囉?jì)算，并運(yùn)用Fluent軟件進(jìn)行流場(chǎng)分析，效果十分理想。本發(fā)明配置合理，使反應(yīng)器內(nèi)的煙氣與吸收劑充分碰撞、混合；并獲得穩(wěn)定均勻的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)；吸收劑獲得高循環(huán)倍率和利用率；而且不存在粘壁、結(jié)垢、塌床的問(wèn)題；同時(shí)明顯降低了出口煙氣的含塵量，大大減輕了后部袋式除塵器的負(fù)荷，有效解決了半干法煙氣脫硫技術(shù)中的技術(shù)難題。


圖1為本發(fā)明“下行循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器”的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.直流流線型進(jìn)口煙道，2.吸收劑均布器，3.聲波吹灰器，4.靜態(tài)混合器， 5.反應(yīng)器殼體，6.增濕活化噴嘴，7.錐形旋流板式氣固分離器，8.氣固分隔導(dǎo)流筒，9.脫硫煙氣出口煙道，10.雙曲線灰斗。圖2為錐形旋流板式氣固分離器結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1，下行循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器，由上至下依次為直流流線型進(jìn)口煙道1、吸收劑均布器2、聲波吹灰器3、靜態(tài)混合器4、反應(yīng)器殼體5、增濕活化噴嘴6、錐形旋流板式氣固分離器7、氣固分隔導(dǎo)流筒8、脫硫煙氣出口煙道9和雙曲線灰斗10。直流流線型進(jìn)口煙道、吸收劑均布器、聲波吹灰器、靜態(tài)混合器、錐形旋流板式氣固分離器，和位于該氣固分離器下方的氣固分隔導(dǎo)流筒，以及脫硫煙氣出口煙道，雙曲線灰斗，為本發(fā)明的獨(dú)特結(jié)構(gòu)。鋼鐵行業(yè)的燒結(jié)機(jī)煙氣、燃煤電廠和垃圾焚燒電廠鍋爐的出口煙氣，從本反應(yīng)器頂部的直流流線型進(jìn)口煙道1進(jìn)入反應(yīng)器，經(jīng)3片不等距圓弧形氣流均布導(dǎo)流板進(jìn)入反應(yīng)器，繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，均勻地充滿(mǎn)反應(yīng)器整個(gè)截面；新鮮消石灰及循環(huán)灰通過(guò)吸收劑均布器2 進(jìn)入反應(yīng)旋流板式氣固分離器7的葉片間隙，形成了旋轉(zhuǎn)氣流，一部分固相顆粒物在慣性作用下，被迎風(fēng)面旋流板所吸附，沿旋流板邊緣的圓弧溝槽向下滑落，落入底部雙曲線灰斗 10 ；脫硫煙氣則被吸進(jìn)氣固分隔導(dǎo)流筒8及脫硫煙氣出口煙道9 ；位于靜態(tài)混合器組中心部位的聲波吹灰器3，定時(shí)開(kāi)啟，使反應(yīng)器內(nèi)的煙氣與粉塵顆粒產(chǎn)生振蕩，破壞和阻止粉塵顆粒在錐形旋流板式氣固分離器7葉片，以及反應(yīng)器器壁之間的結(jié)合，使之處于懸浮流化狀態(tài)，以便被煙氣帶走；經(jīng)過(guò)初步氣固分離的脫硫煙氣，經(jīng)過(guò)氣固分隔導(dǎo)流筒8及脫硫煙氣出口煙道9，進(jìn)入系統(tǒng)后部的袋式除塵器，進(jìn)一步進(jìn)行脫硫反應(yīng)及氣固分離；經(jīng)袋式除塵器凈化了的煙氣，通過(guò)引風(fēng)機(jī)送進(jìn)煙囪，排入大氣；被袋式除塵器分離出的固相(即脫硫灰，亦稱(chēng)循環(huán)灰)，大部分通過(guò)氣力輸送，回送到反應(yīng)器頂部的吸收劑均布器2，進(jìn)入反應(yīng)器繼續(xù)參加脫硫反應(yīng)；少部分送到灰?guī)?，另行處理；反?yīng)器下部雙曲線灰斗10內(nèi)的脫硫灰定期排出，送至灰?guī)?。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1)直流流線型進(jìn)口煙道(包括3片不等距圓弧形導(dǎo)流板及擴(kuò)散段)符合煙氣流動(dòng)的自然流線，在彎道導(dǎo)流板分割區(qū)形成不等量過(guò)流，有效降低側(cè)向渦流，防止煙氣偏流， 使煙氣進(jìn)入反應(yīng)器后，均勻地充滿(mǎn)反應(yīng)器整個(gè)截面，確保反應(yīng)器內(nèi)煙氣流場(chǎng)分布均勻，且阻力降較小。2)吸收劑均布器可確保吸收劑(新鮮消石灰和循環(huán)灰)通過(guò)每個(gè)分布管，對(duì)準(zhǔn)各自對(duì)應(yīng)的靜態(tài)混合器中心處，注入靜態(tài)混合器。3)靜態(tài)混合器可使吸收劑與煙氣激烈碰撞、不斷更新吸收劑的表面，使二者充分混合、傳質(zhì)、傳熱、并加速脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。4)錐形旋流板式氣固分離器可對(duì)脫硫煙氣進(jìn)行初步的氣固分離，使顆粒較大的、 重度較大的、品位不高的脫硫灰分離出來(lái)，從而減輕后部袋式除塵器的負(fù)荷，減輕系統(tǒng)的動(dòng)力消耗。5)聲波吹灰器定時(shí)開(kāi)啟，使反應(yīng)器內(nèi)的煙氣與粉塵顆粒產(chǎn)生振蕩，破壞和阻止粉塵顆粒在錐形旋流板式氣固分離器葉片，以及反應(yīng)器器壁之間的結(jié)合，使之處于懸浮流化狀態(tài)，以便被煙氣帶走，或落入反應(yīng)器下部的雙曲線灰斗中，保證錐形旋流板式氣固分離器的分離效率。6)氣固分隔導(dǎo)流筒，位于錐形旋流板式氣固分離器的下方，脫硫煙氣出口煙道與該氣固分隔導(dǎo)流筒相接，該導(dǎo)流筒的下端設(shè)有一錐體段，可分離出一部分粉塵，落入雙曲線灰斗。這種結(jié)構(gòu)不會(huì)影響整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)煙氣流場(chǎng)的均勻性。7)本發(fā)明對(duì)不同濃度的酸性(含S02、S03、HC1、HF等)煙氣，及煙氣負(fù)荷變化的適應(yīng)性很強(qiáng)。當(dāng)煙氣酸性成分過(guò)高時(shí)，可通過(guò)適當(dāng)提高循環(huán)灰的循環(huán)倍率，或增加新鮮消石灰用量來(lái)解決；為適應(yīng)煙氣量的變化，無(wú)須設(shè)置回流煙道。8)本發(fā)明可有效降低Ca/S摩爾比(彡1. 3)，提高吸收劑的循環(huán)倍率(彡200)，提高吸收劑的利用率(約為99% )，確保脫硫效率在95%以上。9)整個(gè)脫硫過(guò)程都處于干燥狀態(tài)，煙氣出口溫度高于露點(diǎn)20°C左右，無(wú)污水排放，無(wú)二次污染，設(shè)備基本不腐蝕，可用普通碳鋼制造，無(wú)須采用防腐蝕措施，工程造價(jià)較低。10)不存在粘壁、結(jié)垢、塌床、堵塔的問(wèn)題，反應(yīng)器內(nèi)沒(méi)有任何運(yùn)動(dòng)部件，反應(yīng)器阻力降小((800pa)，裝置可在良好的狀態(tài)下，安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種下行循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器，其特征在于由上至下(見(jiàn)圖1)的結(jié)構(gòu)依次為直流流線型進(jìn)口煙道、吸收劑(新鮮消石灰及循環(huán)灰)均布器、聲波吹灰器、靜態(tài)混合器、反應(yīng)器殼體、增濕活化噴嘴、錐形旋流板式氣固分離器、氣固分隔導(dǎo)流筒、脫硫煙氣出口煙道和雙曲線灰斗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下行循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器，其特征在于所述的直流流線型進(jìn)口煙道，為正方形截面，內(nèi)設(shè)3片不等距圓弧形氣流均布導(dǎo)流板，另接擴(kuò)散段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下行循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器，其特征在于所述的吸收劑(新鮮消石灰及循環(huán)灰)均布器，共有6個(gè)布料管，每個(gè)布料管口分別對(duì)準(zhǔn)各自對(duì)應(yīng)的靜態(tài)混合器中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下行循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器，其特征在于所述的聲波吹灰器，設(shè)在6個(gè)靜態(tài)混合器中心的空檔處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下行循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器，其特征在于所述的靜態(tài)混合器為SK型，位于吸收劑(新鮮消石灰及循環(huán)灰)均布器下方，反應(yīng)器筒體的上部，其下端板中心處為圓形開(kāi)孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下行循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器，其特征在于所述的反應(yīng)器殼體，為園形截面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下行循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器，其特征在于所述的增濕活化噴嘴，為雙流體噴嘴。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下行循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器，其特征在于所述的錐形旋流板式氣固分離器，設(shè)在反應(yīng)器殼體下部的中心部位。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下行循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器，其特征在于所述的氣固分隔導(dǎo)流筒，入口端伸入錐形旋流板式氣固分離器內(nèi)底部，下部帶有一錐段。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下行循環(huán)流化床煙氣脫硫反應(yīng)器，其特征在于所述的雙曲線灰斗，位于反應(yīng)器底部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種下行循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)。其核心設(shè)備-反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，由上至下依次為直流流線型進(jìn)口煙道、吸收劑均布器、聲波吹灰器、靜態(tài)混合器、反應(yīng)器殼體、增濕活化噴嘴、錐形旋流板式氣固分離器、氣固分隔導(dǎo)流筒、脫硫煙氣出口煙道和雙曲線灰斗。本發(fā)明配置合理，使反應(yīng)器內(nèi)的煙氣與吸收劑充分碰撞、混合；并獲得穩(wěn)定均勻的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)；吸收劑獲得高循環(huán)倍率和利用率；而且不存在粘壁、結(jié)垢、塌床的問(wèn)題；同時(shí)明顯降低了出口煙氣的含塵量，大大減輕了后部袋式除塵器的負(fù)荷，確保裝置安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行，有效解決了半干法煙氣脫硫技術(shù)中的技術(shù)難題。
文檔編號(hào)B01D53/83GK102441324SQ20101050835
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者刁經(jīng)中, 徐綱, 李敦明, 蔣平菊, 趙鈺慧, 黃靈芝 申請(qǐng)人:刁經(jīng)中, 北京博朗環(huán)境工程技術(shù)股份有限公司, 徐綱