淨煙氣再循環式半乾法反應塔及其工藝的製作方法
2023-09-17 22:29:30 2
專利名稱：淨煙氣再循環式半乾法反應塔及其工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種垃圾焚燒煙氣處理設備，尤其涉及一種用於垃圾焚燒 後尾氣處理的淨煙氣再循環式半乾法反應塔；此外，本發明還涉及上述淨 煙氣再循環式半乾法工藝。
背景技術：
垃圾在焚燒處理時所產生的煙氣中含有多種有害物質，如酸性氣體 HC1、 HF、 S02、 N0x、仏S等，還有二惡英、呋喃、飛灰以及重金屬蒸氣Pb、 Hg、 Cd等，目前使用的處理工藝有幹法、半乾法、溼法等。 由於純粹的幹法的脫酸效率低，因此一般很少使用。 溼法脫酸效率雖然很高，但是由於設備龐大、佔地面積大、投資高， 因此也較少使用。目前在垃圾焚燒行業使用最多的就是半乾法工藝，在這種工藝中又包 含NID工藝(脫硫除塵一體化脫硫工藝)、CFB工藝(循環流化床法煙氣 脫硫工藝)、旋轉噴霧法工藝。由於城市生活垃圾中Cl元素的含量較高，因此在煙氣處理後的反應 產物中CaCl2的水合物含量很高，這就使反應產物的粘性很大，此時若使 用工藝中包含反應產物再循環的NID工藝或CFB工藝就會出現物料循環系 統嚴重板結的難題。由於旋轉噴霧法工藝中不包含反應產物再循環，因此目前在國內該工4藝是採用最多的垃圾焚燒煙氣處理工藝，然而，在這種工藝中還存在著一 個很難平衡的矛盾反應效率與反應產物粘壁的問題。在該工藝中， 一般採用Ca(0H)2與水的混合漿液作為吸收劑，吸收劑漿液通過一個設置於反 應塔頂部的旋轉噴霧器橫向噴入反應塔，並在反應塔內形成密集且極細小 的液滴以捕捉並吸收煙氣中的酸性成分，液滴蒸發以降低煙氣溫度從而使 煙氣中的重金屬蒸汽凝結。為了不使液滴粒子粘附到反應塔壁上，設計時 要求吸收劑漿液粒子在到達反應塔壁面時必須完全蒸發乾，否則漿液粒子 將在反應塔壁面上堆積而形成板結，隨著板結的不斷生長將會影響反應塔 內的流場分布甚至影響反應塔的安全運行，因此在漿液粒子最終蒸乾點與 反應塔壁面之間往往留有一個安全距離。當然在這個安全距離內的煙氣將 沒有機會接觸到液態的吸收劑粒子，因此在此範圍內煙氣是沒有進行脫酸 反應的，這就是現有旋轉噴霧法工藝無法克服的邊界逃逸現象。 發明內容本發明要解決的技術問題是提供一種淨煙氣再循環半乾法反應塔，以 有效克服現有技術存在的邊界逃逸現象和反應塔壁面板結，提高了反應效率；為此，本發明還提供一種淨煙氣再循環式半乾法工藝。為解決上述技術問題，本發明提供一種淨煙氣再循環式半乾法反應 塔，它包括原煙氣進口、原煙氣整流導流板、旋轉噴霧器、反應塔塔體、 淨煙氣出口、排灰口，原煙氣進口和原煙氣整流導流板位於反應塔頂部， 在反應塔的頂部中心位置安裝有旋轉噴霧器，淨煙氣出口位於反應塔下 部，排灰口位於反應塔底部；該反應塔還包括再循環淨煙氣集箱和淨煙氣噴口，在反應塔塔體的壁面上設有一圈或數圈環形淨煙氣噴口，在該環形淨煙氣噴口外設有再循環淨煙氣集箱。此外，本發明還提供一種淨煙氣再循環式半乾法工藝，包括如下步驟: 來自垃圾焚燒爐的原煙氣通過原煙氣整流導流板從反應塔的頂部進入反 應塔，在反應塔內形成一個旋轉流場，吸收劑漿液通過高速旋轉的旋轉噴 霧器橫向噴射進入反應塔塔體，與煙氣中的酸性氣體反應，經淨化後的淨 煙氣通過除塵器進入煙囪排放；該工藝還包括如下淨煙氣再循環步驟通 過除塵器的淨煙氣進入引風機，自引風機下遊引回的部分淨煙氣接入到反 應塔的再循環淨煙氣集箱內，淨煙氣通過環形淨煙氣噴口噴射進入反應塔 塔體，並在其附近區域形成一道氣幕，將貼壁的原煙氣巻吸進入反應塔的 有效反應區。本發明的有益效果在於充分利用煙氣中的餘熱使吸收劑石灰漿中的 水分蒸發，反應產物以幹態固體形式排出，避免了溼法淨化技術需處理汙 水的缺點。其淨化過程是噴入石灰漿將煙氣從高溫冷卻到低溫的同時，與 煙氣中的酸性氣體反應並得到乾燥的鹽類產物，再用除塵器加以回收。即 將水、石灰漿霧化成很細的霧滴與煙氣中的酸性氣體進行充分的傳質傳 熱，不但提高了效率，同時也可以使反應生成物得到乾燥，最終得到易處 理的乾粉狀生成物。根據流場計算，在預期的變負荷範圍內，吸收劑漿液粒子的蒸乾點分 布在反應塔靠近中部的一個特定範圍內，在該範圍內的反應塔壁面上設置 有一圈或多圈淨煙氣再循環噴口 ，該噴口呈環狀分布於整個反應塔圓周壁 面上，其外面就是再循環淨煙氣集箱。將引風機下遊的部分淨煙氣引入到 反應塔的再循環淨煙氣集箱內，由於引風機下遊的淨煙氣與反應塔之間存在較大的壓差，因此淨煙氣將以很高的流速通過環形噴嘴噴射進入反應 塔，並在其附近區域形成一道氣幕，該氣幕有三個作用1、將貼壁的原 煙氣巻吸進入反應塔的有效反應區，阻止邊界逃逸；2、阻止未蒸乾的吸 收劑漿液粒子直接撞擊反應塔壁面，防止板結；3、由於回流的淨煙氣溫 度比較低因此有助於降低反應塔中煙氣的溫度，從而間接的減少了加入到 反應塔中的減溫水量，以降低煙氣的溼度，更有利於下遊的布袋除塵器運 行。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明圖1為本發明淨煙氣再循環式半乾法反應塔的主視圖；圖2為本發明淨煙氣再循環式半乾法反應塔的俯視圖；圖3為本發明淨煙氣再循環式半乾法工藝的流程圖。圖1和圖2中1—原煙氣進口、 2—原煙氣整流導流板、3—旋轉噴霧器、4一反應塔塔體、5—再循環淨煙氣集箱、6—環形淨煙氣噴口、 7一淨煙氣出口、 8—排灰口。圖3中A—垃圾焚燒爐、B—反應塔、C—布袋除塵器、1)~引風機、E—煙囪。
具體實施方式
如圖l所示，本發明淨煙氣再循環式半乾法反應塔包括原煙氣進口 1、 原煙氣整流導流板2、旋轉噴霧器3、反應塔塔體4、再循環淨煙氣集箱5、 環形淨煙氣噴口 6、淨煙氣出口 7和排灰口 8。原煙氣進口 1和原煙氣整 流導流板2位於反應塔頂部，在反應塔的頂部中心位置安裝有旋轉噴霧器3，淨煙氣出口7位於反應塔下部，排灰口8位於反應塔底部。在反應塔 塔體4的大約中部高度位置的壁面上設置有三圈環形淨煙氣噴口 6，該環 形淨煙氣噴口 6分布於整個反應塔塔體4的圓周壁面上，在該環形淨煙氣 噴口6外設有再循環淨煙氣集箱5 (如圖2所示，有3個淨煙氣入口的再 循環淨煙氣集箱5布置於反應塔塔體4的圓周壁面上)。如圖3和圖1所示，本發明淨煙氣再循環式半乾法工藝主要包括如下 步驟來自垃圾焚燒爐A的原煙氣由原煙氣進口 1 (原煙氣的入口溫度為 190 240°C)引入，通過原煙氣整流導流板2從反應塔B的頂部高速旋轉 進入反應塔B，在反應塔B內形成一個旋轉流場，吸收劑漿液(例如石灰 漿)通過高速旋轉的旋轉噴霧器3橫向噴射進入反應塔塔體4，並在反應 塔B內空間形成密集且極細小的液滴以捕捉並吸收煙氣中的酸性成分(即 與煙氣中的酸性氣體反應並得到乾燥的鹽類產物，反應時間約為15 20 秒)，液滴不斷蒸發以降低煙氣溫度從而使煙氣中的重金屬蒸汽凝結。經 淨化後的淨煙氣由位於反應塔下部的淨煙氣出口 7 (淨煙氣的出口溫度為 140 160°C)引出進入下遊的布袋除塵器C，而最終反應產物則以幹態固 體形式排出，其中部分大顆粒通過反應塔底部的排灰口8排出，而其餘的 小顆粒部分則隨淨煙氣一起進入到下遊的布袋除塵器C。該工藝還包括淨 煙氣再循環步驟通過布袋除塵器C的淨煙氣進入引風機D，自引風機D 下遊引回的部分淨煙氣接入到反應塔B的再循環淨煙氣集箱5內(自引風 機D引出的另一部份淨煙氣直接進入煙囪E排放)，由於引風機D下遊的 淨煙氣與反應塔B之間存在較大的壓差，因此淨煙氣將以很高的流速通過 環形淨煙氣噴口 6噴射進入反應塔塔體4，並在其附近區域形成一道氣幕，將貼壁的原煙氣巻吸進入反應塔的有效反應區，阻止邊界逃逸，且阻止未 蒸乾的吸收劑漿液粒子直接撞擊反應塔壁面，以防止板結，同時由於回流 的淨煙氣溫度比較低因此有助於降低反應塔中煙氣的溫度，從而間接的減 少了加入到反應塔中的減溫水量，以降低煙氣的溼度，更有利於下遊的布 袋除塵器C運行。本發明適用於淨化垃圾焚燒鍋爐出口煙氣中的酸性氣體(HCU S0x 等)和重金屬離子。本發明的淨煙氣再循環式半乾法工藝增加了淨煙氣再 循環步驟，本發明的淨煙氣再循環式半乾法反應塔在結構上增加了再循環 淨煙氣集箱和環形淨煙氣噴口，通過對工藝和反應塔結構的改進，本發明 能有效阻止邊界逃逸，防止反應塔壁面板結，並提高了反應效率。
權利要求
1、一種淨煙氣再循環式半乾法反應塔，它包括原煙氣進口、原煙氣整流導流板、旋轉噴霧器、反應塔塔體、淨煙氣出口、排灰口，原煙氣進口和原煙氣整流導流板位於反應塔頂部，在反應塔的頂部中心位置安裝有旋轉噴霧器，淨煙氣出口位於反應塔下部，排灰口位於反應塔底部，其特徵在於，還包括再循環淨煙氣集箱和淨煙氣噴口，在反應塔塔體的壁面上設有一圈或數圈環形淨煙氣噴口，在該環形淨煙氣噴口外設有再循環淨煙氣集箱。
2、 根據權利要求1所述的淨煙氣再循環式半乾法反應塔，其特徵在 於，所述的環形淨煙氣噴口和所述的再循環淨煙氣集箱設於反應塔塔體的 中部高度位置。
3、 根據權利要求1或2所述的淨煙氣再循環式半乾法反應塔，其特 徵在於，所述的再循環淨煙氣集箱上設有淨煙氣入口。
4、 根據權利要求1或2所述的淨煙氣再循環式半乾法反應塔，其特 徵在於，所述再循環淨煙氣集箱內的淨煙氣通過環形淨煙氣噴口噴射進入 反應塔塔體，在反應塔內環形淨煙氣噴口附近區域形成高速噴射的氣幕。
5、 一種淨煙氣再循環式半乾法工藝，包括如下步驟來自垃圾焚燒 爐的原煙氣通過原煙氣整流導流板從反應塔的頂部進入反應塔，在反應塔 內形成一個旋轉流場，吸收劑漿液通過高速旋轉的旋轉噴霧器橫向噴射進 入反應塔塔體，與煙氣中的酸性氣體反應，經淨化後的淨煙氣通過除塵器 進入煙囪排放；其特徵在於，還包括如下淨煙氣再循環步驟通過除塵器 的淨煙氣進入引風機，自引風機下遊引回的部分淨煙氣接入到反應塔的再循環淨煙氣集箱內，淨煙氣通過環形淨煙氣噴口噴射進入反應塔塔體，並 在其附近區域形成一道氣幕，將貼壁的原煙氣巻吸進入反應塔的有效反應 區。
6、如權利要求5所述的淨煙氣再循環式半乾法工藝，其特徵在於， 所述經淨化後的淨煙氣由淨煙氣出口引出進入除塵器，而最終反應產物則 以幹態固體形式排出，其中部分大顆粒通過反應塔底部的排灰口排出，而 其餘的小顆粒部分則隨淨煙氣一起進入除塵器。
全文摘要
本發明公開了一種淨煙氣再循環式半乾法反應塔，包括原煙氣進口、原煙氣整流導流板、旋轉噴霧器、反應塔塔體、淨煙氣出口、排灰口，該反應塔還包括再循環淨煙氣集箱和淨煙氣噴口，在反應塔塔體的壁面上設有一圈或數圈環形淨煙氣噴口，在該環形淨煙氣噴口外設有再循環淨煙氣集箱。此外，本發明還公開了上述淨煙氣再循環式半乾法工藝，增加了淨煙氣再循環步驟。本發明能有效克服現有技術的邊界逃逸現象以及杜絕了反應塔壁面板結，提高了反應效率，可用於淨化垃圾焚燒鍋爐出口煙氣中的酸性氣體(HCl、SOx等)和重金屬離子。
文檔編號B01D53/80GK101322909SQ20071004194
公開日2008年12月17日 申請日期2007年6月13日 優先權日2007年6月13日
發明者雲 曲, 李建平, 溫鵬飛, 羅傳奎, 許豔秋 申請人:上海融新能源環境科技有限公司;曲 雲;羅傳奎;溫鵬飛;李建平;許豔秋