用于半干式烟气脱硫的喷动床反应器及利用其的多级脱硫方法技术

本发明专利技术涉及用于半干式烟气脱硫的喷动床反应器及利用其的多级脱硫方法，更具体地涉及用于高温排气用半干式烟气脱硫的喷动床反应器及利用其的多级脱硫方法，其中，为了去除包含于化石燃料燃烧排气或者废弃物焚烧排气中的硫氧化物（SOx），与现有流化床反应器相反，向排气流动的方向注入高温用氢氧化钙（Ca(OH)2）碱性粉末吸收剂和水后进行反应并去除，以便增加滞留时间及使得压差变小，此后，将对硫氧化物进行去除后排出的排气中所包含的未反应粉末吸收剂从过滤集尘器下部漏斗中收集后进行再循环，从而能够去除粉末吸收剂和硫氧化物（SOx），进而能够使得硫氧化物的去除率和粉末吸收剂的使用率几乎达到100%。

【技术实现步骤摘要】
用于半干式烟气脱硫的喷动床反应器及利用其的多级脱硫方法
本专利技术涉及用于半干式烟气脱硫的喷动床反应器及利用其的多级脱硫方法，更具体地涉及用于高温排气用半干式烟气脱硫的喷动床反应器及利用其的多级脱硫方法，其中，为了去除包含于化石燃料燃烧排气或者废弃物焚烧排气中的硫氧化物（SOx），与现有流化床反应器相反，向排气流动的方向注入高温用氢氧化钙（Ca(OH)2）碱性粉末吸收剂和水后进行反应并去除，以便增加滞留时间及使得压差变小，此后，将对硫氧化物进行去除后排出的排气中所包含的未反应粉末吸收剂从过滤集尘器下部漏斗中收集后进行再循环，从而能够去除粉末吸收剂和硫氧化物（SOx），进而能够使得硫氧化物的去除率和粉末吸收剂的使用率几乎达到100%。
技术介绍
烟气脱硫技术从1960年代开始以美国、日本、德国等发达国家为中心活跃地进行了研究开发，从技术开发初期到现在开发了许多种类的烟气脱硫工艺，但是在其中只有在经济性、可靠性方面具有技术性优势的少数工艺才成功于商用化。在国内的热电厂、废弃物焚烧工艺、炼铁炼钢工艺的熔炉及铝基铜硅合金（acron）、石油化工产品的制造工艺等中所运行中的一部分烟气脱硫设备存在如下问题：为了减少建设费用，在设计时缩小允差率(allowancerate)，从而难以应对非正常状态，并且因老化等降低脱硫效率。当前，在全世界所使用的烟气脱硫技术中包括干式、湿式、半干式3种。上述干式脱硫法是将烟气气体通过粉末或者小球状（pellet）的催化层的方法，其与湿式工艺相比优点在于，几乎不使用水，并且在去除二氧化硫（SO2）后，几乎没有排出气体的温度变化，从而无需再加热，但是缺点在于，反应速度慢，因此根据反应区域扩张需要大型装置，并且二氧化硫（SO2）的去除率低、降低经济性。上述湿式脱硫法是利用水、碱溶液等对烟气气体进行清洗并吸收的方法，1次生成物为溶液或者泥浆（slurry）形状，并且为二氧化硫（SO2）和弱体反应剂的混合，因此反应速度快，从而二氧化硫（SO2）去除率高，并且附属装置小，从而易于确保占地空间，但是存在如下缺点：在工艺过程中所排出的气体的温度低，从而为了在烟囱中的上升力，需要再加热，并且根据工艺生成大量的废水。最终，上述半干式脱硫法中，在排出气体中喷射碱性（氢氧化钠、消石灰、氢氧化钙（Ca(OH)2）等）溶液或者泥浆，从而使得高温的排出气体与碱性物质接触，从而通过将气体内的酸性物质吸收及中和为碱性物质的方式，具有如下优点：酸性气体的高去除效率，不产生废水，几乎没有腐蚀及白烟现象。但是，半干式脱硫法中存在如下缺点：与排气和浆状吸收剂一起向装置的下部方向下沉，因此与排气和浆状吸收剂的接触率低，从而脱硫效率低至从60%到70%左右范围，并且为了将反应时间维持在10秒以上并提高脱硫效率，需要高度高的装置；如果流入到半干式烟气脱硫装置的排气的流入温度提高到160℃以上，则在浆状吸收剂中所含有的水分的干燥迅速产生，从而缩短产生气液反应的时间，进而降低脱硫效率，如果将排气的流入温度维持在低的温度，则在排气中所含有的水蒸气会凝缩，并且在装置的内壁面进行凝缩，从而不仅在反应装置内壁面上增加固着反应固体物质的固着量，而且导致装置的腐蚀；如果在半干式脱硫装置的内壁面上增加固着反应固体物，则减小装置的内部直径，从而脱硫效率进一步降低，进而在中断装置的运转后，应该周期性地实施内壁面固着反应固体物的去除操作。另外，作为本申请人的先申请专利，具有为了消除上述半干式脱硫法的缺点而开发的半干式流化床反应器，其为韩国登记专利登记号第10-1015154号（名称：含有硫氧化物和硼化合物的高温排气用粉末吸收剂内外部循环型酸性气体去除装置及利用其的酸性气体去除方法）。在上述先行技术中所提出的半干式流化床反应器具有如下优点：无需使用在现有的湿式烟气脱硫装置中所需的液相泥浆制造装置、石膏状泥浆分离装置、废水处理装置及白烟排出防止用热交换机等，此外，完全不存在半干式烟气脱硫装置中所产生的脱硫效率低、因反应固体物质固着于装置内壁面而周期性地去除固着反应物的操作的问题，此外，通过粉末吸收剂的流动化和装置内的内部循环和再循环，将吸收剂的反应最大化，从而脱硫效率明显地维持在98%以上，此外，通过玻璃溶解有效地去除排气中所含有的气体硼化合物的同时，转换为粒子状硼化合物，从而在后端的粉末吸收剂旋风集尘器中易于收集去除。但是，上述本申请人的半干式流化床反应器也存在一些缺点，因设置于圆锥形流动化部入口的网状和层物质，在排气中包括很多密度高的灰尘的情况下，流入部侧的压差高，从而妨碍流体移动，并且在流动化部中的滞留时间短，从而可产生低脱硫率，此外，为了再利用粉末吸收剂，将流动化部的上部和粉末吸收剂再循环旋风的上部之间连接成很近的结构，从而在流出部侧的压差变得高，进而妨碍流体移动。
技术实现思路
用于解决上述问题的本专利技术的目的在于提供一种用于半干式烟气脱硫的喷动床反应器及利用其的多级脱硫方法，其中，去除包含有硫氧化物（SOX）的排气中的密度大的灰尘，改善排气向反应器内流入的速度以及重新构成再循环粉末吸收剂的供给方式，从而降低在反应器的前后端中的压差，进而提高与包括于排气中的硫氧化物（SOX）和注入到反应器内的脱硫用粉末吸收剂的接触反应率，并且在反应器内部将硫氧化物（SOX）和粉末吸收剂进行多级反应，从而提高脱硫率。执行用于实现上述目的并消除现有缺点的课题的本专利技术，通过提供用于半干式烟气脱硫的喷动床反应器来实现，其包括：重力式沉降箱，其对排气中密度大的灰尘进行沉降并去除；文氏管部，其安装于重力式沉降箱上部，从而增加排气的流速；反应器本体，其包括圆锥形流动化部和流动化部，上述圆锥形流动化部结合于文氏管部上部，从而与脱硫用粉末吸收剂进行流动的同时，去除硫氧化物，上述流动化部将从圆锥形流动化部向上部方向喷射的水、排气及粉末吸收剂进行循环流动的同时，去除硫氧化物；粉末吸收剂供给装置，其将存储于粉末吸收剂存储漏斗中的脱硫用粉末吸收剂与压缩空气一起供给至上述圆锥形流动化部内部；再循环粉末吸收剂供给装置，其将从上述流动化部排出的排气中未反应的脱硫用粉末吸收剂从过滤集尘器中收集后，与压缩空气一起再供给至圆锥形流动化部内部；水喷射供给装置，其通过设置于上述圆锥形流动化部内部的喷嘴向上部流动化部方向向上喷射压缩空气和水。本专利技术作为优选实施例，上述重力沉降箱以箱本体为基准设置于前端的排气流入部和设置于后端上部的排气流出部构成为弯曲，为了调节上述排气的运动量并去除排气中密度大的灰尘，在箱本体内部设置缓冲板，以便流入的排气向下后排出至上部流出部，为了调节上述排气的速度并去除排气中密度大的灰尘，流入部形成为入口孔向箱本体逐渐变宽，并且流出部形成为从箱本体越远入口孔逐渐变窄，在上述箱本体下部设置有下部漏斗及旋转阀，上述下部漏斗存储有收集的灰尘粒子，上述旋转阀用于外部排出。本专利技术作为优选实施例，上述文氏管部形成为，在两端形成有凸缘的圆筒壳体的内部中，一个以上的单位文氏管可设置成支撑于上下侧的圆板型支撑体。本专利技术作为优选实施例，上述单位文氏管可形成为，下端入口直径的范围是从上端出口直径的最低1/2到最高1/3。本专利技术作为优选实施例，上述圆锥形流动化部中，可将下部入口直径形成为圆筒形流动化部直径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于半干式烟气脱硫的喷动床反应器，其特征在于，包括：重力式沉降箱，其对排气中密度大的灰尘进行沉降并去除；文氏管部，其安装于重力式沉降箱上部，从而增加排气的流速；反应器本体，其包括圆锥形流动化部和流动化部，上述圆锥形流动化部结合于文氏管部上部，从而与脱硫用粉末吸收剂进行流动的同时，去除硫氧化物，上述流动化部将从圆锥形流动化部向上部方向喷射的水、排气及粉末吸收剂进行循环流动的同时，去除硫氧化物；粉末吸收剂供给装置，其将存储于粉末吸收剂存储漏斗中的脱硫用粉末吸收剂与压缩空气一起供给至上述圆锥形流动化部内部；再循环粉末吸收剂供给装置，其将从上述流动化部排出的排气中未反应的脱硫用粉末吸收剂从过滤集尘器中收集后，与压缩空气一起再供给至圆锥形流动化部内部；水喷射供给装置，其通过设置于上述圆锥形流动化部内部的喷嘴向上部流动化部方向向上喷射压缩空气和水。

【技术特征摘要】
2013.04.18 KR 10-2013-00430831.一种用于半干式烟气脱硫的喷动床反应器，其特征在于，包括：重力式沉降箱，其对排气中密度大的灰尘进行沉降并去除；文氏管部，其安装于重力式沉降箱上部，从而增加排气的流速；反应器本体，其包括圆锥形流动化部和流动化部，上述圆锥形流动化部结合于文氏管部上部，从而与脱硫用粉末吸收剂进行流动的同时，去除硫氧化物，上述流动化部将从圆锥形流动化部向上部方向喷射的水、排气及粉末吸收剂进行循环流动的同时，去除硫氧化物；粉末吸收剂供给装置，其将存储于粉末吸收剂存储漏斗中的脱硫用粉末吸收剂与压缩空气一起通过贯通设置于上述圆锥形流动化部的喷嘴朝下部方向喷射从而供给至上述圆锥形流动化部内部；再循环粉末吸收剂供给装置，其将从上述流动化部排出的排气中未反应的脱硫用粉末吸收剂从过滤集尘器中收集后，与压缩空气一起通过贯通设置于上述圆锥形流动化部的喷嘴朝下部方向喷射从而再供给至圆锥形流动化部内部；水喷射供给装置，其通过设置于上述圆锥形流动化部内部的喷嘴向上部流动化部方向向上喷射压缩空气和水，喷射压缩空气和水的上述水喷射供给装置的喷嘴的位置，与上述粉末吸收剂供给装置的喷嘴及再循环粉末吸收剂供给装置的喷嘴的位置相比位于上部；上述文氏管部形成为，在两端形成有凸缘的圆筒壳体的内部中，一个以上的单位文氏管可设置成支撑于上下侧的圆板型支撑体；上述单位文氏管形成为，下端入口直径的范围是从上端出口直径的最低1/2到最高1/3；上述圆锥形流动化部中，将下部入口直径形成为圆筒形流动化部直径的1/2.5～1/3.0的大小；将从下部入口直径到与上部的流动化部相接的部分的圆锥形倾角形成为60～70°；所述反应器本体的高度形成为流动化部直径的5.4～8.8大小。2.根据权利要求1所述的用于半干式烟气脱硫的喷动床反应器，其特征在于：上述重力沉降箱以箱本体为基准设置于前端的排气流入部和设置于后端上部的排气流出部构成为弯曲，并且为了调节上述排气的运动量并去除排气中密度大的灰尘，在箱本体内部设置缓冲板，以便流入的排气向下后排出至上部流出部，为了调节上述排气的速度并去除排气中密度大的灰尘，流入部形成为入口孔向箱本体逐渐变宽，并且流出部形成为从箱本体越远入口孔逐渐变窄，在上述箱本体下部设置有下部漏斗及旋转阀，上述下部漏斗存储有收集的灰尘粒子，上述旋转阀用于外部排出。3.根据权利要求1所述的用于半干式烟气脱硫的喷动床反应器，其特征在于，上述粉末吸收剂供给装置包括：喷嘴，其贯通设置于圆筒形流动化部；螺旋加料器管，其将粉末吸收剂及压缩空气供给至上述喷嘴；粉末吸收剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴永玉，纳姆哈斯奥里，全星玟，李江山，
申请(专利权)人：韩国Energy技术研究院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR