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制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙氣除塵脫硫集成技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及煤粉鍋爐、層燃鍋爐或其它燃燒設(shè)備排出的煙氣中的二氧化硫和固體顆粒的脫除技術(shù)裝置。
目前的燃煤工業(yè)鍋爐和電站鍋爐當(dāng)中，相當(dāng)一部分采用水膜除塵裝置。燃燒設(shè)備排出的煙氣在煙道中先通過一個漸縮漸擴(kuò)管(又稱文丘里管)，然后從水膜除塵器的圓筒下部切向進(jìn)入后向上流動并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)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(jìn)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。采用水膜除塵的效率一般低于85％，而且，沒有脫硫功能，不能滿足環(huán)境保護(hù)的要求。由于二氧化硫的污染一直是世界許多國家環(huán)境保護(hù)的工作重點(diǎn)，各國先后開發(fā)的煙氣脫硫技術(shù)已達(dá)200多種。但是，能夠應(yīng)用到工業(yè)上的只有十多種。到目前為止，在燃煤的工業(yè)鍋爐和電站鍋爐中，90％以上采用濕法煙氣脫硫技術(shù)，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(tǒng)相對復(fù)雜，占地面積較大的缺點(diǎn)，而且容易出現(xiàn)結(jié)垢和堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致初投資及運(yùn)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(tǒng)，它能夠很好地克服上述缺點(diǎn)。其主要特點(diǎn)是對現(xiàn)有的水膜除塵器進(jìn)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(yīng)，實(shí)現(xiàn)高效脫硫和防止結(jié)垢及堵塞，同時由于液柱的增加加強(qiáng)了對中心區(qū)灰塵洗滌，而且也不會過渡增加系統(tǒng)的煙氣阻力。該專利技術(shù)得到了很好的應(yīng)用。但是，由于該專利技術(shù)是對常規(guī)的水膜除塵器進(jìn)行改造，必須另外增加氧化池等輔助設(shè)施，致使占地面積大，而且，改造過程中需要改動的設(shè)備較多，工藝復(fù)雜。
本發(fā)明的目的和任務(wù)是針對現(xiàn)有的以及上述改進(jìn)的水膜除塵器技術(shù)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(shè)備占地面積小、以及投資運(yùn)行費(fèi)用低的前提下，將除塵和脫硫技術(shù)集成于一體，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(chǎn)物氧化率。
為了達(dá)到上述的發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案以如下方式實(shí)現(xiàn)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(shè)備中排出的煙氣切向送入脫硫除塵反應(yīng)塔內(nèi)中下部，使煙氣中的煙塵富集于反應(yīng)塔的壁面，并在反應(yīng)塔內(nèi)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(shè)置在反應(yīng)塔內(nèi)中部的液柱噴射裝置，在反應(yīng)塔內(nèi)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(yīng)并形成亞硫酸鈣和硫酸鈣，之后與煙氣中的灰塵一起隨液流向下排出。
3.反應(yīng)后生成的亞硫酸鈣和硫酸鈣隨煙塵顆粒和水流入反應(yīng)塔底部的氧化槽，通過強(qiáng)制氧化后將亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣，在濃縮部內(nèi)經(jīng)濃縮、沉淀過程，將較濃的灰漿排放至灰渣處理系統(tǒng)，將較稀的灰漿和未反應(yīng)完全的鈣基脫硫劑以及新加入的脫硫劑經(jīng)攪拌后，隨水流被循環(huán)泵輸送至液柱噴射裝置再次噴出。
實(shí)現(xiàn)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(yīng)塔、氧化風(fēng)機(jī)及循環(huán)泵。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述反應(yīng)塔的頂端與其外壁的中部分別設(shè)有煙氣出口及煙氣入口。反應(yīng)塔中的上部設(shè)有除霧器，除霧器的下面設(shè)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(yīng)塔中的中下部設(shè)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(yīng)塔的底端設(shè)為氧化槽，氧化槽的上部及中部分別設(shè)有進(jìn)漿管及濃縮部。氧化槽的底部設(shè)有接口與循環(huán)泵入口相接，循環(huán)泵出口與噴射裝置的輸漿管相接。氧化槽中設(shè)有攪拌器。氧化槽的底部設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)與反應(yīng)塔外的氧化風(fēng)機(jī)相接。
按照上述的技術(shù)方案，所述水膜母管環(huán)繞在反應(yīng)塔內(nèi)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(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益的效果(1)由于本發(fā)明采用了脫硫除塵一體化和吸收反應(yīng)區(qū)氧化區(qū)一體化，顯著地降低了設(shè)備的投資和運(yùn)行費(fèi)用，并且節(jié)省了用地面積，降低了工藝及其裝置的復(fù)雜程度。
(2)本裝置采用煙氣切向進(jìn)入反應(yīng)塔，產(chǎn)生旋流并利用水膜進(jìn)行除塵。由于脫硫漿液在反應(yīng)器內(nèi)形成良好的氣液混合態(tài)，使含脫硫劑的液滴與煙氣充分接觸，加強(qiáng)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，由于脫除下來的塵粒本身就對脫硫反應(yīng)具有良好的促進(jìn)作用，所以該裝置比一般的脫硫反應(yīng)塔更容易達(dá)到高的脫硫效率。脫硫漿液的反復(fù)循環(huán)使用，使得脫硫劑能夠達(dá)到的較高的利用率，而在氧化槽中的強(qiáng)制氧化則能夠保證脫硫產(chǎn)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(tǒng)結(jié)垢與堵塞問題。
下面結(jié)合本發(fā)明方法的步驟及實(shí)施方式參照附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。


圖1是實(shí)施本發(fā)明方法的裝置結(jié)構(gòu)連接圖；圖2是圖1的A-A向剖視結(jié)構(gòu)圖。
本發(fā)明方法的具體步驟為(1)將燃燒設(shè)備中排出的煙氣切向送入脫硫除塵反應(yīng)塔內(nèi)中下部，使煙氣中的煙塵富集于反應(yīng)塔的壁面，并在反應(yīng)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(shè)置在反應(yīng)塔內(nèi)中部的液柱噴射裝置，在反應(yīng)塔內(nèi)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(yīng)并形成亞硫酸鈣和硫酸鈣，之后與煙氣中的灰塵一起隨液流向下排出；(3)反應(yīng)后生成的亞硫酸鈣和硫酸鈣隨煙塵顆粒和水流入反應(yīng)塔底部的氧化槽，通過強(qiáng)制氧化后將亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣，在濃縮部內(nèi)經(jīng)濃縮、沉淀過程，將較濃的灰漿排放至灰渣處理系統(tǒng)，將較稀的灰漿和未反應(yīng)完全的鈣基脫硫劑以及新加入的脫硫劑經(jīng)攪拌后，隨水流被循環(huán)泵輸送至液柱噴管再次噴出。
參看圖1和圖2，實(shí)施本發(fā)明方法的裝置，它包括反應(yīng)塔7、氧化風(fēng)機(jī)14及循環(huán)泵9。所述反應(yīng)塔7的頂端與其外壁的中部分別設(shè)有煙氣出口4及煙氣入口2，反應(yīng)塔7內(nèi)的上部設(shè)有除霧器5，除霧器5的下面設(shè)有可形成貼壁水膜的環(huán)繞在反應(yīng)塔7內(nèi)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(yīng)塔7中的中下部設(shè)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(yīng)塔7的底端設(shè)為氧化槽11。氧化槽11的上部及中部分別設(shè)有進(jìn)漿管1及濃縮部10。氧化槽11的底部設(shè)有接口與循環(huán)泵9入口相接。循環(huán)泵9出口與噴射裝置8的輸漿管相接。氧化槽11中設(shè)有攪拌器13，氧化槽11的底部設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)12，鼓風(fēng)機(jī)12與反應(yīng)塔7外的氧化風(fēng)機(jī)14相接。
該裝置使用時，從燃燒設(shè)備中排出的煙氣從煙氣入口2切向進(jìn)入反應(yīng)塔7后作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。來自工業(yè)給水裝置的水經(jīng)供水管6分別向水膜母管3及除霧器5中供水。進(jìn)入水膜母管3的水在反應(yīng)塔7內(nèi)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(yùn)動的過程中先后與噴射裝置8噴射的漿液發(fā)生充分的脫硫反應(yīng)。脫硫反應(yīng)后的煙氣經(jīng)過除霧器5進(jìn)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制備裝置通過進(jìn)漿管1補(bǔ)充至氧化槽11中。由循環(huán)泵9通過輸漿管送至噴射裝置8。脫硫反應(yīng)后的副產(chǎn)物亞硫酸鈣下行至位于反應(yīng)塔7下部的氧化槽11中，與來自鼓風(fēng)機(jī)12并通過氧化風(fēng)機(jī)14輸送的空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，生成硫酸鈣(石膏)。硫酸鈣在濃縮部10經(jīng)濃縮、沉淀后排至脫硫產(chǎn)物處理裝置。為了保持脫硫產(chǎn)物不在塔內(nèi)沉積，氧化槽11中設(shè)有攪拌裝置13，鼓氣裝置12也起到攪拌作用。
權(quán)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(shè)備中排出的煙氣切向送入脫硫除塵反應(yīng)塔內(nèi)中下部，使煙氣中的煙塵富集于反應(yīng)塔的壁面，并在反應(yīng)塔內(nèi)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(shè)置在反應(yīng)塔內(nèi)中部的液柱噴射裝置，在反應(yīng)塔內(nèi)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(yīng)并形成亞硫酸鈣和硫酸鈣，之后與煙氣中的灰塵一起隨液流向下排出；(3)反應(yīng)后生成的亞硫酸鈣和硫酸鈣隨煙塵顆粒和水流入反應(yīng)塔底部，通過強(qiáng)制氧化后將亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣，在濃縮部內(nèi)經(jīng)濃縮、沉淀過程，將濃縮后的灰漿排放至灰渣處理系統(tǒng)，將較稀的灰漿和未反應(yīng)完全的鈣基脫硫劑以及新加入的脫硫劑經(jīng)攪拌后，隨水流被循環(huán)泵輸送至液柱噴射裝置再次噴出。
2.實(shí)現(xiàn)權(quán)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(yīng)塔(7)、氧化風(fēng)機(jī)(14)、循環(huán)泵(9)，其特征在于所述反應(yīng)塔(7)的頂端與其外壁的中部分別設(shè)有煙氣出口(4)及煙氣入口(2)，反應(yīng)塔(7)中的上部設(shè)有除霧器(5)，除霧器(5)的下面設(shè)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(yīng)塔(7)中的中下部設(shè)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(yīng)塔(7)的底端設(shè)為氧化槽(11)，氧化槽(11)的上部及中部分別設(shè)有進(jìn)漿管(1)及濃縮部(10)，氧化槽(11)的底部設(shè)有接口與循環(huán)泵(9)入口相接，循環(huán)泵(9)出口與噴射裝置(8)的輸漿管相接，氧化槽(11)中設(shè)有攪拌器(13)，氧化槽(11)的底部設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)(12)，鼓風(fēng)機(jī)(12)與反應(yīng)塔(7)外的氧化風(fēng)機(jī)(14)相接。
3.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的水膜母管(3)環(huán)繞在反應(yīng)塔(7)內(nèi)周壁。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于所述的噴射裝置(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(diǎn)是,將煙氣脫硫與除塵集于一體,煙氣切向送入反應(yīng)塔內(nèi)中下部,使煙氣中煙塵富集于反應(yīng)塔壁面,反應(yīng)塔內(nèi)上部注入水流,清洗掉煙氣中灰塵;反應(yīng)塔內(nèi)設(shè)有噴管,使煙氣混合、反應(yīng)并形成亞硫酸鈣和硫酸鈣。通過強(qiáng)制氧化,濃縮后的灰漿排出,將較稀的灰漿和未反應(yīng)完全的及新加入的鈣基脫硫劑輸送至噴管再次噴出。同現(xiàn)有技術(shù)比,本發(fā)明占地面積小,投資運(yùn)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(yōu)先權(quán)日2001年3月14日
發(fā)明者項(xiàng)光明, 姚強(qiáng), 陳昌和, 徐旭常, 李定凱, 劉惠永, 孫俊民, 廖洪強(qiáng), 何蘇浩, 佟會玲, 李彥, 祁海鷹, 由長福, 沈伯雄 申請人:清華大學(xué), 清華同方股份有限公司