一种用于中小型生活垃圾焚烧系统的烟气脱酸塔技术方案

一种用于中小型生活垃圾焚烧系统的烟气脱酸塔，包括内部设有中心体的塔筒，所述塔筒的下方依次设有文丘里管、过渡腔，所述的塔筒内壁与所述中心体的外壁之间为环形气流通道，所述环形气流通道内设有扰流柱；运行时烟气在文丘里管内与脱酸剂粉末、工艺水雾掺混形成三相流，然后进入塔筒；所述三相流的流动过程中，脱酸剂与酸性气体接触后发生反应而生成盐，并且液相逐渐蒸发而生成含尘烟气排出塔外；所述的三相流在环形气流通道内流动时，所述的扰流柱会增加其湍流强度、形成局部回流区、增加气、固两相之间的滑移速度，使得脱酸剂与酸性气体掺混得更加充分、延长脱酸剂在塔内的平均停留时间，从而提高脱酸效果、降低脱酸剂的消耗。降低脱酸剂的消耗。降低脱酸剂的消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种用于中小型生活垃圾焚烧系统的烟气脱酸塔


[0001]本专利技术涉及生活垃圾焚烧烟气净化处理领域，尤其涉及一种用于中小型生活垃圾焚烧烟气净化处理的烟气脱酸塔。
技术背景
[0002]城乡生活垃圾焚烧处理是社会、经济、技术发展水平下的必然趋势。生活垃圾中往往含有硫、氯等元素，容易在高温焚烧过程中产生二氧化硫、氯化氢等酸性气体，所以焚烧烟气外排之前必须将其中的酸性气体进行有效处理，使其浓度满足规定的排放标准的要求。
[0003]由于湿法脱酸由于存在难以处理的工艺废液及沉渣、设备腐蚀、造价昂贵且总占地面积大等原因而很少在生活垃圾焚烧烟气治理领域采用。目前生活垃圾焚烧烟气一般基于经典的干法或半干法工艺进行改进的脱酸工艺，如德国LLB公司开发的烟气循环流化床工艺(CFB)、丹麦F.L.Smith公司研发的气体悬浮烟气脱硫工艺、法国ALSTOM公司提出的加湿一体化脱硫(NID)工艺、德国WULLF公司开发的回流式循环流化床烟气脱硫(RCFB
‑
FGD)工艺等。这些工艺主要技术措施包括：增加脱酸剂颗粒在吸收塔内的浓度、增加塔内的气流湍流强度、优化脱酸剂颗粒周围的局部反应环境、延长脱酸剂在塔内的平均停留时间等方式，改善脱酸效果、提高脱酸剂的利用系数、降低脱酸剂的消耗量，而且脱酸的终产物是可流动的干态粉末，可进一步综合利用，无二次污染，因而取得了良好的综合效益。
[0004]但是，由于中小型生活垃圾焚烧系统产生的烟气的流量、温度并不稳定等原因，有些工艺需要借助于烟气中的内能而需要烟气具有较高的温度，有些工艺需维持吸收塔内的超密相(流化床)稳定而需要烟气的流量稳定，基于上述工艺的设备一般难以应用于中小型生活垃圾焚烧系统的烟气脱酸净化处理。
[0005]目前，我国中小型生活垃圾焚烧处理站一般采用控制及操作难度较小的湿法脱酸工艺进行焚烧烟气脱酸处理。由于湿法脱酸工艺需要建设脱酸剂溶液的勾兑及再生系统、工艺废液及沉渣的处理系统等，投资及运行成本很高、占地面积较大，中小型生活垃圾处理站对投资及运行成本敏感，承受能力较弱，故一般中小型垃圾焚烧处理站并未建设工艺废液、沉渣的处理系统，从而导致中小型焚烧处理站在处理生活垃圾的同时产生工艺废液、沉渣等新的污染因子，随着这些污染因子的逐渐积累，容易造成处理站周边环境污染，从而受到处理站周边居民的抵制，使得分散式生活垃圾焚烧处理模式在我国推行困难。
[0006]因此，研制一种适用于中小型生活垃圾焚烧烟气脱酸效果良好、不产生工艺废液及沉渣的脱酸装置，对我国发展中小型生活垃圾焚烧系统、推行生活垃圾分散式处理具有重要意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对目前中小型生活垃圾焚烧系统烟气脱酸处理面临的问题，提出了一种用于中小型生活垃圾焚烧系统的烟气脱酸塔，这种烟气脱酸塔基于NID工艺的特点，通过将
烟气与干态的脱酸剂粉末、工艺水进行掺混后形成三相流进入脱酸塔，并优化三相流在脱酸塔内的流场，一方面增加塔内湍流强度而增加脱酸剂与酸性气体之间的接触充分性，另一方面提高脱酸剂粉末在塔内的平均停留时间，从而具有脱酸效果好，脱酸剂利用系数高，不产生工艺废液、沉渣等二次污染因子等特征，从而具有很好的经济性和环保性。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是，提供了一种用于中小型生活垃圾焚烧系统的烟气脱酸塔，包括竖直安置的进口朝下的圆柱形塔筒，所述的塔筒的内部设有中心体，所述中心体的中心线与塔筒的中心线重合，且通过支撑板安装于塔筒的内壁，所述的中心体外壁与所述塔筒内壁之间形成环形气流通道；所述塔筒的内侧壁上设有扰流柱，所述扰流柱在塔筒内的布设方式为，沿塔筒中心线从下往上设置多排，每排设置多个；所述塔筒的下方设有与之相连通文丘里管，所述文丘里管的中心线与所述塔筒中心线重合；所述文丘里管的下端，也即进口端设有与之联通的过渡腔；所述塔筒的上部设有与之相通的排气管。
[0009]优选的，所述的中心体包括圆筒段，所述圆筒段的上游，也即靠近文丘里管出口的一端设有头锥；下游，也即靠近排气管的一端设有尾锥。
[0010]进一步地，所述中心体的圆筒段的外侧壁上设有扰流柱。
[0011]优选的，所述的扰流柱在塔筒内的布设方式为，任意相邻的上、下两排扰流柱对应的个体之间存在错位。
[0012]优选的，所述的扰流柱为“V”形扰流柱，所述的“V”形扰流柱安装在所述的塔筒内侧壁时，其尖端指向所述塔筒的进口，也即尖端朝下。
[0013]优选的，所述的扰流柱为“Λ”形扰流柱，所述的“Λ”形扰流柱安装在所述的塔筒内侧壁时，其尖端指向所述塔筒的出口，也即尖端朝上。
[0014]优选的，所述的扰流柱为扰流平板，所述的扰流平板在所述塔筒内侧壁上的布设方式为，所述扰流平板的侧面所在的平面，与所述塔筒的中心线之间存在夹角α，所述α的取值范围为45
‑
90
°
。
[0015]优选的，所述的扰流柱为扰流平板，所述的扰流平板在所述塔筒内壁的布设方式为，某一排所述扰流平板的侧面所在的平面，与所述塔筒的中心线的夹角为β，与之相邻的另一排所述扰流平板的侧面所在的平面与所述塔筒的中心线的夹角为γ；所述β、γ的取值范围皆为45
‑
90
°
且二者方向相反；或者说，β的取值范围为45
‑
90
°
、γ＝360
°‑
β。
[0016]优选的，所述扰流板可以为上述“V”形扰流柱、“Λ”形扰流柱和扰流平板中的一种或几种的组合。
[0017]采用上述结构，所述的一种用于中小型生活垃圾焚烧系统的烟气脱酸塔工作时，含有酸性气体的烟气进入过渡腔，并在过渡腔内转为向上流动而进入文丘里管；在所述的文丘里管中，烟气与干态的脱酸剂粉末形成的颗粒群、工艺水形成水雾充分掺混，形成向上流动的气、液、固三相流，进入所述的塔筒内部。
[0018]在所述三相流中，工艺水会将脱酸剂粉末周围环境加湿，甚至在脱酸剂粉末的表面包覆一层液态水，使得烟气中的SO2、HCl等酸性气体与脱酸剂粉末接触后发生反应，形成非气态的反应产物，从而去除烟气中酸性气体，生成硫酸钙、氯化钙等反应产物。
[0019]所述的三相流上行进至塔筒内部之后，进入所述的环形气流通道；所述三相流在所述的环形气流内自下而上地流动时，会遇到扰流柱；所述的扰流柱会产生三方面的效果：
首先，会使得环形气流通道内流场的湍流强度大幅提高，也即流场变得更加紊乱，从而提高脱酸剂粉末颗粒与酸性气体的接触充分性；其次，会在所述的扰流柱下游形成局部的回流区，使得延长脱酸剂粉末颗粒在塔内的平均停留时间；再次，所述三相流中的颗粒相，也即脱酸剂粉末与反应产物形成的颗粒群，与所述的扰流柱多次碰撞、局部流动方向反复改变，使得颗粒相与气相之间的平均滑移速度大幅增加，甚至出现部分颗粒相在塔内短时悬浮的现象，从而延长脱酸剂在塔内的平均停留时间。从而有利于提高脱酸效率、提高脱酸剂的利用系数，降低脱酸剂的总消耗。
[0020]随本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于中小型生活垃圾焚烧系统的烟气脱酸塔，包括竖直放置的圆柱形的塔筒(7)，所述的塔筒(7)的内部设有中心体(8)，所述中心体(8)通过支撑板(11)安装于塔筒(7)的内壁，且其中心线与塔筒(7)的中心线重合；所述中心体(8)外壁与所述塔筒(7)的内壁之间形成环形气流通道(10)，所述的环形气流通道(10)内设有扰流柱(9)；所述塔筒(7)的下方设有与之相连通的文丘里管(4)；所述文丘里管(4)的下端设有与之联通的过渡腔(3)；所述塔筒(7)的上方设有与之相通的排气管(12)。2.根据权利要求书1所述的一种用于中小型生活垃圾焚烧系统的烟气脱酸塔，其特征在于，所述的中心体(8)包括圆柱筒(82)，所述圆柱筒(82)的上游，也即靠近所述文丘里管(4)出口的一端，设有头锥(81)；下游，也就靠近所述排气管(12)的一端，设有尾锥(83)。3.根据权利要求书1所述的一种用于中小型生活垃圾焚烧系统的烟气脱酸塔，其特征在于，所述的扰流柱(9)的布设方式为，沿所述塔筒(7)的中心线，从下往上设置n排，每排m个，所述的n为不小于3的自然数，m为不小于5的自然数。4.根据权利要求书1所述的一种用于中小型生活垃圾焚烧系统的烟气脱酸塔，其特征在于，所述的扰流柱(9)为尖端朝下的“V”形扰流柱(14)，设于所述塔筒(7)的内侧壁，且任意相邻的上、下两排“V”形扰流柱(14)对应的个体之间存在错位。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曙辉，伏军，袁文华，朱丹，黄启科，李煜，马仪，李光明，
申请(专利权)人：邵阳学院，
类型：发明
国别省市：