一种多级旋流循环流化床脱硫装置及其脱硫方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多级旋流循环流化床脱硫装置及其脱硫方法，属于烟气净化技术领域。该装置包括一级旋流烟道（1），二级旋流烟道（2），三级旋流烟道（3），吸收塔（4），气固分离器（5），回料箱（6）。吸收剂在多级旋流的作用下与烟气充分混合，并在水的作用下与烟气中的二氧化硫发生反应，生成的脱硫副产物大部分经气固分离器补集并通过回料箱返回吸收塔继续参与反应置。由于采用多级旋流的进气方式，使吸收塔内形成强烈的三维湍流流场，增强了径向流动强度，改善了烟气和吸收剂在塔内的混合效果并延长了停留时间，进一步提高了脱硫效率及吸收剂利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种多级旋流循环流化床脱硫装置及其脱硫方法
本专利技术涉及烟气净化
，具体地，本专利技术涉及一种多级旋流循环流化床脱硫装置及其脱硫方法。
技术介绍
目前，烟气脱硫工艺基本可以分为三类：湿法、干法和半干法。湿法脱硫工艺的脱硫剂采用浆液形式，脱硫副产物含水量较高，需要浓缩脱水后才能得到含水量较低的副产物；干法脱硫采用干态脱硫剂，脱硫副产物也是干态的固体；半干法介于湿法和干法两者之间，脱硫剂以雾化或加湿的小颗粒形式存在于脱硫过程中，副产物是干态的固体。烟气循环流化床脱硫工艺属于半干法脱硫技术，与湿法脱硫工艺相比，具有投资、运行费用低，系统设备少，占地面积小，无脱硫废水排放等特点，具有良好的应用前景。德国Lurgi公司最早开发了烟气循环流化床脱硫工艺，烟气在吸收塔内与加湿的吸收剂和循环灰混合，在流态化条件下发生脱硫反应，然后经过预除尘器和除尘器进行气固分离，大部分固体颗粒返回吸收塔继续参与反应，总体停留时间可达30min以上，提高了脱硫剂利用率。此外，由于烟气温度始终高于露点温度约20℃以上，设备无需进行防腐处理，排出烟气也无需再加热。德国Wulff公司开发了烟气回流式循环流化床脱硫工艺，主要是吸收塔内增加了扰流板和塔顶物料回流装置，强化脱硫剂的塔内循环，提高了吸收剂利用率和脱硫效率。另外，吸收塔内产生回流使得出塔气流的含尘浓度降低约15%~30%，外部再循环物料量减少30%~50%，减轻了除尘器的负荷，取消了预除尘器，简化了工艺流程，使投资和运行费用进一步降低。丹麦F.L.Smidth公司开发的气体悬浮吸收烟气脱硫工艺，则是通过增加外置旋风分离器及相应的回料结构，增加物料循环倍率及悬浮浓度，由于吸收塔内的悬浮颗粒为石灰浆液和烟气提供了很大的接触面积，使得该工艺的脱硫剂利用率和脱硫效率进一步提高。此外，由于循环物料通过旋风分离器返回吸收塔，进入除尘器的粉尘量很少，气体结露的可能性更低，使得吸收塔可在更低的温度下运行，进一步提高脱硫效率，但同时对旋风分离器及回料箱设备的保温、加热等均有严格要求。专利技术专利ZL200610072800.X提供了一种内外双循环流化床脱硫工艺，同时使用塔内顶部扰流板和塔外旋风分离器结构，又进一步对进气、进料结构进行了优化，增加烟气与吸收剂的接触面积以及吸收剂在反应器内的停留时间，从而进一步提高吸收剂利用率。由于循环流化床吸收塔内的气、固两相及气、液、固三相流动具有固有的非均匀性，不利于脱硫效率及吸收剂利用率的提高。通过在塔内设置扰流板等内构件，虽然可以在一定程度上增加吸收剂的停留时间，但从组织流动的角度考虑，该措施主要对塔内流场的轴向分布产生作用，对径向分布影响很小，反而会进一步增强吸收塔内流动的非均匀性，此外还会使流动阻力增加，并可能产生相应的粘壁、磨损等问题。专利技术专利ZL200310114619.7和专利技术专利ZL200610042312.4提供了不同形式的吸收塔旋/直流复合流化装置，专利技术专利ZL200910143297.6和专利技术专利ZL201110020755.4也提供了切向进气的吸收塔结构，以改善塔内流动均匀性并增加反应物停留时间。上述专利所采用的增加塔内旋流的方式，有利于增强吸收塔内流场的湍流强度，改善烟气和吸收剂在塔内的混合效果并延长停留时间，但吸收塔内的流场仍以轴向流动为主导，径向流动较弱，在提高脱硫效率及吸收剂利用率方面，仍存在进一步改进的空间。
技术实现思路
本专利技术提供一种多级旋流循环流化床脱硫装置及其脱硫方法，采用多级旋流的进气方式，使吸收塔内形成强烈的三维湍流流场，增强径向流动强度，改善烟气和吸收剂在塔内的混合效果并延长停留时间，以进一步提高烟气循环流化床脱硫工艺的脱硫效率及吸收剂利用率。本专利技术提供一种多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，包括一级旋流烟道（1），二级旋流烟道（2），三级旋流烟道（3），吸收塔（4），气固分离器（5），回料箱（6）。本专利技术提供一种多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，吸收塔（4）底部设有排料口（40）和一级烟气喷口（41）；中部设有二级烟气喷口（42）和三级烟气喷口（43），在二级烟气喷口（42）和三级烟气喷口（43）之间还设有粉体喷口（44），液体喷口（45），回料口（46）；顶部设有烟气出口（47）。本专利技术提供一种多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，吸收塔（4）为无内构件的圆柱型空塔；底部为渐扩的锥段，内壁面与竖直方向的夹角为20~45°；中部为等径或具有局部缩径结构；底部直径Db与中部直径Dm的比值为0.3~0.5。本专利技术提供一种多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，吸收塔（4）上的一级烟气喷口（41）数量为4~8个，烟气沿割向喷入，对应的一级旋流圆直径D1与吸收塔底部直径Db的比值为0.2~0.6，喷入的一级烟气流量Q1占烟气总流量Qt的30%~50%，每个一级烟气喷口的流速v1为10~30m/s。本专利技术提供一种多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，吸收塔（4）上的二级烟气喷口（42）数量为4~8个，烟气沿割向喷入，对应的二级旋流圆直径D2与吸收塔中部直径Dm的比值为0.4~0.8，喷入的二级烟气流量Q2占烟气总流量Qt的30%~40%，每个二级烟气喷口的流速v2为20~60m/s。本专利技术提供一种多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，吸收塔（4）上的三级烟气喷口（43）数量为4~8个，烟气沿割向喷入，对应的三级旋流圆直径D3与吸收塔中部直径Dm的比值为0.4~0.8，喷入的三级烟气流量Q3占烟气总流量Qt的20%~30%，每个三级烟气喷口的流速v3为20~60m/s。本专利技术提供一种多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，一级旋流烟道（1）由一级烟气主管和一级烟气支管组成，一级烟气主管上设有一级烟气流量调节阀（11），并通过环形管与一级烟气支管相连，一级烟气支管的数量为4~8个，分别与一级烟气喷口（41）相连。本专利技术提供一种多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，二级旋流烟道（2）由二级烟气主管和二级烟气支管组成，二级烟气主管上设有二级烟气流量调节阀（21）和二级烟气增压风机（22），并通过环形管与二级烟气支管相连，二级烟气支管的数量为4~8个，分别与二级烟气喷口（42）相连。本专利技术提供一种多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，三级旋流烟道（3）由三级烟气主管和三级烟气支管组成，三级烟气主管上设有三级烟气流量调节阀（31）和三级烟气增压风机（32），并通过环形管与三级烟气支管相连，三级烟气支管的数量为4~8个，分别与三级烟气喷口（43）相连。本专利技术提供一种多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，气固分离器（5）为重力式除尘器或离心式除尘器，与吸收塔（4）的烟气出口（47）及回料箱（6）相连。本专利技术提供一种多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，回料箱（6）与气固分离器（5）及吸收塔（4）的回料口（46）相连，并设有排灰口（60）。本专利技术提供一种采用多级旋流循环流化床装置进行烟气脱硫的方法，其特征在于，含有二氧化硫的总流量为Qt的烟气，由一级烟气流量调节阀（11）、二级烟气流量调节阀（21）、三级烟气流量调节阀（31）控制，并在二级烟气增压风机（22）和三级烟气增压风机（32）的作用下，将流量为Q1的烟气送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级旋流循环流化床脱硫装置，包括一级旋流烟道（1），二级旋流烟道（2），三级旋流烟道（3），吸收塔（4），气固分离器（5），回料箱（6）。

【技术特征摘要】
1.一种多级旋流循环流化床脱硫装置，包括一级旋流烟道（1），二级旋流烟道（2），三级旋流烟道（3），吸收塔（4），气固分离器（5），回料箱（6）。2.根据权利要求1所述的多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，所述的吸收塔（4）底部设有排料口（40）和一级烟气喷口（41）；中部设有二级烟气喷口（42）和三级烟气喷口（43），在二级烟气喷口（42）和三级烟气喷口（43）之间还设有粉体喷口（44），液体喷口（45），回料口（46）；顶部设有烟气出口（47）。3.根据权利要求1所述的多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，所述的吸收塔（4）为无内构件的圆柱型空塔；底部为渐扩的锥段，内壁面与竖直方向的夹角为20~45°；中部为等径或具有局部缩径结构；底部直径Db与中部直径Dm的比值为0.3~0.5。4.根据权利要求1所述的多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，所述吸收塔（4）上的一级烟气喷口（41）数量为4~8个，烟气沿割向喷入，对应的一级旋流圆直径D1与吸收塔底部直径Db的比值为0.2~0.6，喷入的一级烟气流量Q1占烟气总流量Qt的30%~50%，每个一级烟气喷口的流速v1为10~30m/s。5.根据权利要求1所述的多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，所述吸收塔（4）上的二级烟气喷口（42）数量为4~8个，烟气沿割向喷入，对应的二级旋流圆直径D2与吸收塔中部直径Dm的比值为0.4~0.8，喷入的二级烟气流量Q2占烟气总流量Qt的30%~40%，每个二级烟气喷口的流速v2为20~60m/s。6.根据权利要求1所述的多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，所述吸收塔（4）上的三级烟气喷口（43）数量为4~8个，烟气沿割向喷入，对应的三级旋流圆直径D3与吸收塔中部直径Dm的比值为0.4~0.8，喷入的三级烟气流量Q3占烟气总流量Qt的20%~30%，每个三级烟气喷口的流速v3为20~60m/s。7.根据权利要求1所述的多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，所述的一级旋流烟道（1）由一级烟气主管和一级烟气支管组成，一级烟气主管上设有一级烟气流量调节阀（11），并通过环形管与一级烟气支管相连，一级烟气支管的数量为4~8个，分别与一级烟气喷口（41）相连。8.根据权利要求1所述的多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，所述的二级旋流烟道（2）由二级烟气主管和二级烟气支管组成，二级烟气主管上设有二级烟气流量调节阀（21）和二级烟气增压风机（22），并通过环形管与二级烟气支管相连，二级烟气支管的数量为4~8个，分别与二级烟气喷口（42）相连。9.根据权利要求1所述的多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，所述的三级旋流烟道（3）由三级烟气主管和三级烟气支管组成，三级烟气主管上设有三级烟气流量调节阀（31）和三级烟气增压风机（32），并通过环形管与三级烟气支管相连，三级烟气支管的数量为4~8个，分别与三级烟气喷口（43）相连。10.根据权利要求1所述的多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，所述的气固分离器（5）为重力式除尘器或离心式除尘器，与吸收塔（4）的烟气出口（47）及回料箱（6）相连。11.根据权利要求1所述的多级旋流循环流化床脱硫装置，其特征在于，所述的回料箱（6）与气固分离器（5）及吸收塔（4...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵凯，崔一尘，张孔瑜，
申请(专利权)人：北京博奇电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11