一種液柱噴射式煙氣脫硫除塵集成方法及其裝置的製作方法

2023-06-24 19:47:46

專利名稱：一種液柱噴射式煙氣脫硫除塵集成方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於煙氣除塵脫硫集成技術領域，尤其涉及煤粉鍋爐、層燃鍋爐或其它燃燒設備排出的煙氣中的二氧化硫和固體顆粒的脫除技術裝置。
目前的燃煤工業鍋爐和電站鍋爐當中，相當一部分採用水膜除塵裝置。燃燒設備排出的煙氣在煙道中先通過一個漸縮漸擴管(又稱文丘裡管)，然後從水膜除塵器的圓筒下部切向進入後向上流動並作旋轉運動，同時噴入水流，在圓筒形水膜除塵器形成貼壁水流，固體顆粒在離心力作用下進入貼壁水流，從而清洗掉含在自下而上流動的煙氣中的灰塵。採用水膜除塵的效率一般低於85％，而且，沒有脫硫功能，不能滿足環境保護的要求。由於二氧化硫的汙染一直是世界許多國家環境保護的工作重點，各國先後開發的煙氣脫硫技術已達200多種。但是，能夠應用到工業上的只有十多種。到目前為止，在燃煤的工業鍋爐和電站鍋爐中，90％以上採用溼法煙氣脫硫技術，其中以石灰石-石膏法為主。該方法脫硫效率雖然較高，是煙氣脫硫最有效的方法。但通常存在系統相對複雜，佔地面積較大的缺點，而且容易出現結垢和堵塞現象，導致初投資及運行成本都較高。為此中國專利，專利號為CN1238233，公開了一種水膜除塵脫硫集成方法及系統，它能夠很好地克服上述缺點。其主要特點是對現有的水膜除塵器進行改造，增加脫硫劑漿液的噴射裝置，在此過程中與煙氣中二氧化硫充分反應，實現高效脫硫和防止結垢及堵塞，同時由於液柱的增加加強了對中心區灰塵洗滌，而且也不會過渡增加系統的煙氣阻力。該專利技術得到了很好的應用。但是，由於該專利技術是對常規的水膜除塵器進行改造，必須另外增加氧化池等輔助設施，致使佔地面積大，而且，改造過程中需要改動的設備較多，工藝複雜。
本發明的目的和任務是針對現有的以及上述改進的水膜除塵器技術中存在的不足和缺陷，提供一種液注噴射式煙氣脫硫除塵集成方法及其裝置，它是在設備佔地面積小、以及投資運行費用低的前提下，將除塵和脫硫技術集成於一體，能夠得到比較高的除塵效率、脫硫效率、脫硫劑利用率以及脫硫產物氧化率。
為了達到上述的發明目的，本發明的技術方案以如下方式實現一種液注噴射式煙氣脫硫除塵集成方法，其步驟是1.將燃燒設備中排出的煙氣切向送入脫硫除塵反應塔內中下部，使煙氣中的煙塵富集於反應塔的壁面，並在反應塔內上部注入水流，形成自上而下的貼壁水膜，清洗掉含在自下而上流動的煙氣中的灰塵。
2.通過設置在反應塔內中部的液柱噴射裝置，在反應塔內部先形成自下而上的液柱，再形成自上而下逆流的液滴，使其與自下而上的煙氣混合、反應並形成亞硫酸鈣和硫酸鈣，之後與煙氣中的灰塵一起隨液流向下排出。
3.反應後生成的亞硫酸鈣和硫酸鈣隨煙塵顆粒和水流入反應塔底部的氧化槽，通過強制氧化後將亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣，在濃縮部內經濃縮、沉澱過程，將較濃的灰漿排放至灰渣處理系統，將較稀的灰漿和未反應完全的鈣基脫硫劑以及新加入的脫硫劑經攪拌後，隨水流被循環泵輸送至液柱噴射裝置再次噴出。
實現上述液柱噴射式煙氣脫硫除塵集成方法的裝置，它包括反應塔、氧化風機及循環泵。其結構特點是，所述反應塔的頂端與其外壁的中部分別設有煙氣出口及煙氣入口。反應塔中的上部設有除霧器，除霧器的下面設有可形成貼壁水膜的水膜母管。除霧器、水膜母管均外連接供水管。反應塔中的中下部設有可噴射液柱的噴射裝置。噴射裝置上布有噴嘴，噴射裝置下面至反應塔的底端設為氧化槽，氧化槽的上部及中部分別設有進漿管及濃縮部。氧化槽的底部設有接口與循環泵入口相接，循環泵出口與噴射裝置的輸漿管相接。氧化槽中設有攪拌器。氧化槽的底部設有鼓風機，鼓風機與反應塔外的氧化風機相接。
按照上述的技術方案，所述水膜母管環繞在反應塔內周壁；所述噴射裝置由多支平行排列的分噴管組成，各分噴管上布有噴嘴，均與輸漿管相接。
本發明與現有技術比較，具有以下優點及有益的效果(1)由於本發明採用了脫硫除塵一體化和吸收反應區氧化區一體化，顯著地降低了設備的投資和運行費用，並且節省了用地面積，降低了工藝及其裝置的複雜程度。
(2)本裝置採用煙氣切向進入反應塔，產生旋流並利用水膜進行除塵。由於脫硫漿液在反應器內形成良好的氣液混合態，使含脫硫劑的液滴與煙氣充分接觸，加強了對煙塵的脫除，使得除塵效果比一般的水膜除塵要好。
(3)本裝置良好的霧化效果和氣液接觸使得煙氣中的二氧化硫得以有效地脫除，由於脫除下來的塵粒本身就對脫硫反應具有良好的促進作用，所以該裝置比一般的脫硫反應塔更容易達到高的脫硫效率。脫硫漿液的反覆循環使用，使得脫硫劑能夠達到的較高的利用率，而在氧化槽中的強制氧化則能夠保證脫硫產物的高氧化率。
(4)本裝置在高效脫硫除塵的同時，較好地解決了系統結垢與堵塞問題。
下面結合本發明方法的步驟及實施方式參照附圖對本發明做進一步說明。


圖1是實施本發明方法的裝置結構連接圖；圖2是圖1的A-A向剖視結構圖。
本發明方法的具體步驟為(1)將燃燒設備中排出的煙氣切向送入脫硫除塵反應塔內中下部，使煙氣中的煙塵富集於反應塔的壁面，並在反應塔上部注入水流，形成自上而下的貼壁水膜，清洗掉含在自下而上流動的煙氣中的灰塵；(2)通過設置在反應塔內中部的液柱噴射裝置，在反應塔內部先形成自下而上的液柱，再形成自上而下逆流的液滴，使其與自下而上的煙氣混合，反應並形成亞硫酸鈣和硫酸鈣，之後與煙氣中的灰塵一起隨液流向下排出；(3)反應後生成的亞硫酸鈣和硫酸鈣隨煙塵顆粒和水流入反應塔底部的氧化槽，通過強制氧化後將亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣，在濃縮部內經濃縮、沉澱過程，將較濃的灰漿排放至灰渣處理系統，將較稀的灰漿和未反應完全的鈣基脫硫劑以及新加入的脫硫劑經攪拌後，隨水流被循環泵輸送至液柱噴管再次噴出。
參看圖1和圖2，實施本發明方法的裝置，它包括反應塔7、氧化風機14及循環泵9。所述反應塔7的頂端與其外壁的中部分別設有煙氣出口4及煙氣入口2，反應塔7內的上部設有除霧器5，除霧器5的下面設有可形成貼壁水膜的環繞在反應塔7內周壁的水膜母管3。除霧器5、水膜母管3均外連接供水管6。反應塔7中的中下部設有可噴射液柱的、由多支平行排列的分噴管組成的噴射裝置8，噴射裝置8上布有噴嘴15，均與輸漿管相接。噴射裝置8下面至反應塔7的底端設為氧化槽11。氧化槽11的上部及中部分別設有進漿管1及濃縮部10。氧化槽11的底部設有接口與循環泵9入口相接。循環泵9出口與噴射裝置8的輸漿管相接。氧化槽11中設有攪拌器13，氧化槽11的底部設有鼓風機12，鼓風機12與反應塔7外的氧化風機14相接。
該裝置使用時，從燃燒設備中排出的煙氣從煙氣入口2切向進入反應塔7後作旋轉運動。來自工業給水裝置的水經供水管6分別向水膜母管3及除霧器5中供水。進入水膜母管3的水在反應塔7內形成貼壁水膜，清洗掉含在自下而上流動的煙氣中的灰塵。同時，在煙氣向上運動的過程中先後與噴射裝置8噴射的漿液發生充分的脫硫反應。脫硫反應後的煙氣經過除霧器5進行除霧降塵處理，通過煙氣出口4排出。具有脫硫功能的漿液由脫硫劑製備裝置通過進漿管1補充至氧化槽11中。由循環泵9通過輸漿管送至噴射裝置8。脫硫反應後的副產物亞硫酸鈣下行至位於反應塔7下部的氧化槽11中，與來自鼓風機12並通過氧化風機14輸送的空氣發生氧化反應，生成硫酸鈣(石膏)。硫酸鈣在濃縮部10經濃縮、沉澱後排至脫硫產物處理裝置。為了保持脫硫產物不在塔內沉積，氧化槽11中設有攪拌裝置13，鼓氣裝置12也起到攪拌作用。
權利要求
1.一種液柱噴射式煙氣脫硫除塵集成方法，其步驟是(1)將燃燒設備中排出的煙氣切向送入脫硫除塵反應塔內中下部，使煙氣中的煙塵富集於反應塔的壁面，並在反應塔內上部注入水流，形成自上而下的貼壁水膜，清洗掉含在自下而上流動的煙氣中的灰塵；(2)通過設置在反應塔內中部的液柱噴射裝置，在反應塔內部先形成自下而上的液柱，再形成自上而下逆流的液滴，使其與自下而上的煙氣混合、反應並形成亞硫酸鈣和硫酸鈣，之後與煙氣中的灰塵一起隨液流向下排出；(3)反應後生成的亞硫酸鈣和硫酸鈣隨煙塵顆粒和水流入反應塔底部，通過強制氧化後將亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣，在濃縮部內經濃縮、沉澱過程，將濃縮後的灰漿排放至灰渣處理系統，將較稀的灰漿和未反應完全的鈣基脫硫劑以及新加入的脫硫劑經攪拌後，隨水流被循環泵輸送至液柱噴射裝置再次噴出。
2.實現權利要求1所述液柱噴射式煙氣脫硫除塵集成方法的裝置，它包括反應塔(7)、氧化風機(14)、循環泵(9)，其特徵在於所述反應塔(7)的頂端與其外壁的中部分別設有煙氣出口(4)及煙氣入口(2)，反應塔(7)中的上部設有除霧器(5)，除霧器(5)的下面設有可形成貼壁水膜的水膜母管(3)，除霧器(5)、水膜母管(3)均外連接供水管(6)，反應塔(7)中的中下部設有可噴射液柱的噴射裝置(8)，噴射裝置(8)上布有噴嘴(15)，噴射裝置(8)下面至反應塔(7)的底端設為氧化槽(11)，氧化槽(11)的上部及中部分別設有進漿管(1)及濃縮部(10)，氧化槽(11)的底部設有接口與循環泵(9)入口相接，循環泵(9)出口與噴射裝置(8)的輸漿管相接，氧化槽(11)中設有攪拌器(13)，氧化槽(11)的底部設有鼓風機(12)，鼓風機(12)與反應塔(7)外的氧化風機(14)相接。
3.按照權利要求2所述的裝置，其特徵在於所述的水膜母管(3)環繞在反應塔(7)內周壁。
4.按照權利要求2或3所述的裝置，其特徵在於所述的噴射裝置(8)由多支平行排列的分噴管組成，各分噴管上布有噴嘴(15)均與輸漿管相接。
全文摘要
一種液柱噴射式煙氣脫硫除塵集成方法及其裝置。其特點是,將煙氣脫硫與除塵集於一體,煙氣切向送入反應塔內中下部,使煙氣中煙塵富集於反應塔壁面,反應塔內上部注入水流,清洗掉煙氣中灰塵;反應塔內設有噴管,使煙氣混合、反應並形成亞硫酸鈣和硫酸鈣。通過強制氧化,濃縮後的灰漿排出,將較稀的灰漿和未反應完全的及新加入的鈣基脫硫劑輸送至噴管再次噴出。同現有技術比,本發明佔地面積小,投資運行成本低、脫硫除塵效率高。
文檔編號B01D53/78GK1374148SQ0110963
公開日2002年10月16日 申請日期2001年3月14日 優先權日2001年3月14日
發明者項光明, 姚強, 陳昌和, 徐旭常, 李定凱, 劉惠永, 孫俊民, 廖洪強, 何蘇浩, 佟會玲, 李彥, 祁海鷹, 由長福, 沈伯雄 申請人:清華大學, 清華同方股份有限公司