一種溼法噴霧煙氣脫硫裝置的製作方法

2023-04-28 09:53:21

專利名稱：一種溼法噴霧煙氣脫硫裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種燃燒設備中排出的煙氣脫硫裝置，特別涉及一種溼法噴霧煙氣脫硫裝置的結構設計。
背景技術：
溼法煙氣脫硫技術的特點是整個脫硫系統位於燃煤鍋爐煙道的末端、除塵系統之後，脫硫過程在溶液中進行，脫硫劑和脫硫生成物均為溼態，其脫硫過程的反應溫度低於露點。
目前，我國現有溼法煙氣脫硫技術中主要包括兩種工藝方法自然氧化和強制氧化兩種。自然氧化脫硫工藝包括常規溼法脫硫和現在我國在工業鍋爐中廣泛使用的麻石脫硫除塵器、水膜脫硫除塵一體化等。常規溼法脫硫工藝由於不對脫硫漿液中的CaSO3強制氧化，運行過程中的結垢、堵塞一直無法有效解決，問題主要是由於PH值對溼式脫硫反應機理的影響所致。為了解決這個問題，脫硫技術發展是採用強制氧化脫硫工藝，即用氧化風機給溼法噴霧煙氣脫硫系統的脫硫塔下部循環氧化區鼓入氧化空氣，徹底解決了脫硫系統運行中的堵塞和結垢問題，而且可以提高脫硫效率，脫硫產物由於有較大的晶體，沉澱速度快，脫水容易，也易於處理。
上述工藝中煙氣與漿液流場選擇一般採用順流和逆流兩種形式，採用煙氣與噴霧液滴逆向接觸，與常規順流接觸方式相比，可明顯增大脫硫塔內的三相擾動，有效增加了傳質推動力。但是，常規溼法脫硫的噴淋層一般採用環管進料，參見「Mohn U.Lime/limestonescrubbing.InProcessings of the 1990 SO2control symposium，New Orleans，LA，USA，8-11Nov 1990.EPRI-GS-6963-Vol.3，Palo Alto，CA，USA，Electric Power Research Institute，pp6C.29-6C.51(Sep 1991)」，進料後在分別向連接噴頭的支管給料，在實際使用中由於無法維持噴嘴前壓力的平衡，造成各噴嘴霧化質量差別較大，整個脫硫塔內沒有形成穩定高效脫硫漿液與煙氣的接觸區域，嚴重影響了脫硫效率。為了克服上述缺陷，部分研究者提出了母管進料，支管與噴嘴相連的噴淋層結構，參見「Rahm J.The flue gas desulphurisation at thepower plants of B K B using the Wellman-lord process.Paper presented at the ECEworkshop on emission control costsmethodlogy and example cases，Esslingen and Neckar，Germany，28 Sep-1 Oct 1987」，部分解決了環管難以避免的由於進料漿液環流形成的漿液擾動造成的壓頭波動，但由於母管、支管均採用不變徑，而實際母管和支管漿液流量是變動的，仍然造成噴嘴前壓頭分布波動，進而影響霧化質量。
實用新型內容本實用新型針對現有技術的不足和缺陷，在強制氧化及煙氣與噴霧液滴逆向接觸的基礎上，提供一種新型的溼法噴霧煙氣脫硫裝置，該裝置可進一步提高液滴的霧化質量，進而提高煙氣的脫硫效率。
本實用新型的技術方案如下一種溼法噴霧煙氣脫硫裝置，主要包括脫硫塔、循環泵和氧化風機，所述的脫硫塔內部分為循環氧化區、洗滌吸收區和煙氣除霧區三個區域，在所述的洗滌吸收區的上部設有帶噴嘴的噴淋層，煙氣入口設置在該洗滌吸收區的側下部，在所述循環氧化區內設有攪拌器10，所述的循環泵通過漿液管與循環氧化區和所述的噴淋層連通，其特徵在於所述的噴淋層由變徑母管和變徑支管組成，變徑母管兩端粗，中間細；所述的變徑支管採用由粗變細再變粗的結構。
所述的變徑母管的粗管徑與其細管徑之比為1∶1/3～2/3；所述變徑支管其粗細管徑的變化比例為粗管徑∶細管徑∶粗管徑為1∶1/2～2/3∶0.6～0.8。
本實用新型中變徑母管的細管徑與變徑支管的粗管徑之比為1∶0.8～1。
本實用新型與現有技術相比，具有以下優點及突出性效果本實用新型將強制氧化、雙變徑噴淋層結構和逆流溼法噴霧技術集成到了一個整體系統中，特別是由於噴淋層的優化設計，有效解決了環管難以避免的由於進料漿液環流形成的漿液擾動造成的壓頭波動，進而影響霧化質量的問題，有效保證了液滴的霧化質量、交叉區域的液滴覆蓋率可達到250-300％，所以可以穩定實現在Ca/S為1-1.15之間時，煙氣脫硫率95％-99之間，而且吸附劑消耗量在同等技術條件下，比現有技術節約20-30％。


圖1為本實用新型提供的溼法噴霧煙氣脫硫裝置的整體結構示意圖。
圖2為本實用新型的噴淋層的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型的具體實施。
本實用新型主要包括脫硫塔1、循環泵2和氧化風機3及相應的管道，所述的脫硫塔內部分為循環氧化區4、洗滌吸收區5和煙氣除霧區6三個區域；在所述的洗滌吸收區的上部設有帶噴嘴7的噴淋層8，煙氣入口9設置在該洗滌吸收區的側下部；在所述循環氧化區4內設有攪拌器10，所述的循環泵2通過漿液管與循環氧化區內的噴淋層8連通。該噴淋層由變徑母管11和變徑支管12組成，採用雙變徑結構。母管11兩端進料，支管12通過噴嘴7噴漿液；母管11由於流量沿兩邊管徑向管中央為一個逐漸減小的過程，所以管徑採用先粗後細，即母管兩端粗，中間細，這樣可以有效消除這部分流量變化引起的壓頭波動。但是由於管中運輸的是呈懸浮態的漿液，管徑過細易產生堵塞和對支管進料速度波動等問題，經過計算和大量實驗，其母管的粗管徑與細管徑的比例應為1∶1/3～2/3。支管12同樣由於流量沿管徑逐漸減小，所以採用先粗後細來消除流量變化的影響，支管12採用先粗後細再粗的結構，支管12的粗管徑與母管11細段管徑比應在0.85～1.0範圍；，在噴嘴7前段由於漿液即將噴出，流場與管中流動發生了較大變化，適當把管徑放粗，有利於克服噴嘴前流場變動產生的壓頭波動，從而可以基本保證整個噴淋層8、噴嘴7前壓頭的平衡，保證霧化質量。在同等條件下，明顯提高了脫硫效率。支管12沿流動方向由粗變細再變粗，其粗管徑∶細管細∶粗管徑為1∶1/2～2/3∶0.6～0.8，噴淋層8一般設置2～5層，具體的層數要取決於要求的脫硫率和入口SO2濃度。
脫硫塔1的內部件、塔本體的內壁、循環泵2、攪拌器10等都必須進行耐酸防腐處理，噴嘴7採用SiC材料，各連接處、內襯件均採用316L不鏽鋼或相應的防腐處理。
運行時，來自鍋爐尾部排出的煙氣經煙氣入口9從脫硫塔1的洗滌吸收區5下部徑向進入，在脫硫塔1內上升的過程中與由噴嘴7噴淋出的脫硫劑循環液逆相接觸，煙氣中SO2與脫硫劑發生反應，將SO2除去。脫硫劑循環液在循環泵2的作用下，通過漿液管道和布置在脫硫塔上部的噴淋層8(見圖2)進入脫硫塔1，從噴嘴7向下霧化噴射，與脫硫塔中上升的煙氣接觸反應，在該過程中形成高效率的氣液接觸從而促進了煙氣中SO2的去除，反應後的漿液落入循環氧化區4內。在加入新脫硫劑的條件下，基本上由脫硫劑、副產品和水組成的混合液從循環氧化區4到洗滌吸收區5中的噴淋層8之間區域重複循環。該工藝將強制氧化、雙變徑噴淋層結構和逆流溼法噴霧技術集成到了一個整體系統中，明顯提高了該裝置的脫硫效率。
權利要求1.一種溼法噴霧煙氣脫硫裝置，主要包括脫硫塔(1)以及設置在該脫硫塔外部的循環泵(2)和氧化風機(3)，所述的脫硫塔內部分為循環氧化區(4)、洗滌吸收區(5)和煙氣除霧區(6)三個區域，在所述的洗滌吸收區的上部設有帶噴嘴(7)的噴淋層(8)，煙氣入口(9)設置在該洗滌吸收區的側下部；在所述循環氧化區內設有攪拌器(10)，所述循環泵通過漿液管連通循環氧化區和噴淋層，其特徵在於所述的噴淋層(8)由變徑母管(11)和變徑支管(12)組成，變徑母管兩端粗，中間細；所述的變徑支管(12)採用由粗變細再變粗的結構。
2.按照權利要求1所述的溼法噴霧煙氣脫硫裝置，其特徵在於所述的變徑母管(11)的粗管徑與其細管徑之比為1∶1/3～2/3；所述變徑支管(12)其粗細管徑的變化比例為粗管徑∶細管徑∶粗管徑為1∶1/2/～2/3∶0.6～0.8。
3.按照權利要求2所述的溼法噴霧煙氣脫硫裝置，其特徵在於變徑母管(11)的細管徑與變徑支管(12)的粗管徑之比為1∶0.85～1。
4.按照權利要求1～3任一權利要求所述的溼法噴霧煙氣脫硫裝置，其特徵在於所述的噴淋層(8)為2～5層。
專利摘要一種溼法噴霧煙氣脫硫裝置，涉及一種溼法噴霧煙氣脫硫裝置的結構設計。本實用新型主要包括脫硫塔以及設置在該脫硫塔外部的循環泵和氧化風機。脫硫塔內分為循環氧化區、洗滌吸收區和煙氣除霧區三個區域，在洗滌吸收區的上部設有帶噴嘴的噴淋層，該噴淋層由變徑母管和變徑支管組成，變徑母管兩端粗中間細，變徑支管採用由粗變細再變粗的結構。該裝置將強制氧化、雙變徑噴淋層結構和逆流溼法噴霧技術集成到了一個整體系統中，有效保證了液滴的霧化質量、交叉區域的液滴覆蓋率可達到250－300％，可穩定實現在Ca/S為1－1.15之間時，煙氣脫硫率95－99％之間，而且吸附劑消耗量在同等技術條件下，比現有技術節約20－30％。
文檔編號F23J15/00GK2612876SQ0324000
公開日2004年4月21日 申請日期2003年3月4日 優先權日2003年3月4日
發明者朱廷鈺 申請人:朱廷鈺