一种变异结构的干法烟气脱硫反应塔制造技术

本发明专利技术提出一种变异结构的干法烟气脱硫反应塔，包括脱硫塔底部的烟气混合室、烟气引射装置、脱硫塔下部的流化区间、脱硫塔中部的主反应区间和脱硫塔的上部区间及塔体上的新鲜脱硫剂颗粒的入口、外部再循环颗粒的入口、雾化水喷嘴、烟气出口，其脱硫塔中部的主反应区间和／或脱硫塔上部区间采用变异结构。脱硫塔中部的主反应区间由多个变异结构的脱硫塔子段构成，每个脱硫塔子段的出口截面形状与进口截面形状不同，下一段的出口就是上一段的入口。脱硫塔子段的出口截面与进口截面的横截面积从下往上逐渐变大。形成塔体内部各位置的多方向流动和涡流区，其加强了脱硫反应的多相混合及湍流强度，提高了脱硫塔颗粒内循环比率及脱硫反应效率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种变异结构的干法烟气脱硫反应塔，属于烟气脱硫
，涉及干法烟气脱硫
的一种大型化塔体设计，特别针对单塔多床的循环流态化大型干法烟气脱硫工艺。
技术介绍
二氧化硫气体污染的治理一直是世界大多数国家环境保护的重点，其所产生污染物更是造成我国生态环境破坏的最大污染源，目前已经成为了我国空气污染治理的当务之急。目前对二氧化硫的治理，国外一般主要采用湿式石灰石膏法(W-FGD)，采用上述方法，虽然脱除效果较好，但其存在投资巨大、耗水量大，占地面积较大、系统复杂、阻力较大、结构复杂，以及需要对水进行再处理等等一系列问题。因此干式或半干式的高效烟气脱硫技术成为了国内外研究开发的重点。特别针对我国火力发电单台装机容量基本为600MW的烟气脱硫市场需要，特别针对西北部地区电力环保的特殊要求，以及国家对水资源利用保护的加强。同时根据国际上烟气脱硫技术发展和市场的客观规律，先进的大型化(可适用于600MW以上火力发电机组)干法烟气脱硫技术将成为国内外电力环保技术及市场的主力。对于目前所有的干法(半干法)脱硫技术以及专利技术，它们虽然都在烟气脱硫反应过程的某一些方面具有自己的技术特色，但都没有考虑当机组大型化以后，由于脱硫反应塔截面以及高度的增加，将导致整个脱硫反应由于烟气与颗粒流场的组织失败而达不到脱硫技术要求。特别对于目前应用的烟气循环流化床方法的干法脱硫技术，大都利用消化后的石灰(浆)作为吸收剂，用吸收剂和外部分离器分离出来的物料作为循环床料，在流化床反应塔中通过强烈的气固液三相作用来脱出烟气中的有害气体。如专利CN86108755A，CN1307926等等，又如德国Wulff公司的“回流式循环流化床烟气脱硫技术”等，都是采用一个类似于流化床的脱硫反应塔，通过烟气、脱硫剂颗粒以及喷水等在塔中的接触反应而实现脱硫目的，并且都为单塔单床设计，都存在大型化后的大截面单塔设计不能满足循环流态化的基本技术要求。从上述
技术介绍
介绍中可见，在循环流化的烟气脱硫系统中，塔内的多相流场组织能否满足设计的流化要求是脱硫反应能否顺利进行的关键因素。而目前所有的流态化干法脱硫技术都存在当机组容量较大时，不能满足大型化烟气脱硫反应的流态化要求。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足和缺陷，本专利技术的目的和任务是提供一种新型的循环流态化干法烟气脱硫技术中的脱硫塔。通过一种多床复杂变异结构的循环流态化烟气脱硫反应塔的结构设计，使其能保证在较高的锅炉机组负荷下(＞＝600MW)满足大截面脱硫塔的均衡流化过程。并且通过塔体截面的复杂变异结构，改变烟气在塔体内各截面位置的流动状态，使烟气在塔内的任何一个截面位置都呈现各个方向的多个涡流区的组合流动形式，加强烟气与脱硫剂颗粒的混合强度，沿烟气上升方向，阶梯降低塔内烟气的空截面速度，并且由于各位置的涡流区的存在，极大的提高脱硫剂颗粒在塔体内的内循环量，减轻外部再循环的脱硫剂颗粒比率，减轻了分离器的运行负担。本专利技术不仅提高了塔内烟气脱硫反应效率，更解决了影响大型化烟气脱硫技术所面临的外部颗粒分离设备(如静电除尘器等)颗粒分离荷载过大等技术问题。本专利技术的技术方案本专利技术的变异结构的干法烟气脱硫反应塔包括脱硫塔底部的烟气混合室、烟气引射装置、脱硫塔下部的流化区间、脱硫塔中部的主反应区间和脱硫塔的上部区间及塔体上的新鲜脱硫剂颗粒的入口、外部再循环颗粒的入口、雾化水喷嘴、烟气出口，其脱硫塔中部的主反应区间和/或脱硫塔上部区间采用变异结构。所述的多床复杂变异结构的干法烟气脱硫反应塔，其脱硫塔中部的主反应区间由多个变异结构的脱硫塔子段构成，每个脱硫塔子段的出口截面形状与进口截面形状不同，下一段的出口就是上一段的入口。其脱硫塔中部的主反应区间每个脱硫塔子段的出口截面与进口截面的横截面积从下往上逐渐变大，出口截面积为其进口截面积的1.1～1.5倍。其变异的脱硫塔子段的进、出口截面沿设备的宽度方向长为X，沿设备的深度方向长为Y，当一个截面为长形即X≥1.5Y时，则另一个截面为近似正形即X＝0.8～1.2Y。其变异的脱硫塔子段的进口与出口之间为自然过度面。变异的脱硫塔子段的进、出口截面一个截面是长形，即由矩形的两个长边和用圆弧代替两个短边的组合形状，则另一个截面是近似正形即多边形状或圆形形状最佳。所述的多床复杂变异结构的干法烟气脱硫反应塔，其脱硫塔的上部区间的入口采用圆形截面，其向上变异成一个矩形边与圆弧段组合的塔体截面，构成上部区间的变异段，该变异段的出口截面积为其入口截面的1.1～2.0倍。所述的多床复杂变异结构的干法烟气脱硫反应塔，其脱硫塔下部的流化区间分成2个或2个以上独立的流化子床，独立的流化子床有两种布置方式，一个是沿着机组宽度方向均匀布置；另一种为沿着塔体的圆周方向均匀布置，并且由这些流化子床构成了脱硫塔的流化区间。在脱硫塔底部的烟气混合室中布置有烟气导流板，将烟气或者烟气与再循环烟气的混合气体均匀分配到各流化子床的烟气引射装置中。所述的多床复杂变异结构的干法烟气脱硫反应塔，在脱硫塔塔体中部布置有再循环洁净烟气的组合射流入口，形成脱硫塔中部的高强度湍流混合区，加强总部脱硫反应的强度。本专利技术的优点首先，本专利技术同样可以采用了单塔多床的流态化技术，解决了单塔大型化后的脱硫剂颗粒的流化问题、多相化学反应过程的流场组织问题。本专利技术适用于200-1000MW火电机组，特别适用于600MW左右的火电机组的单塔多床烟气脱硫技术及性能要求，脱硫塔内的颗粒内循环率可保证在30％-75％之间，系统在Ca/S＝1.1-1.3的情况下达到较高的脱硫效率(90％-92％以上)；脱硫塔烟气流动阻力小于1800Pa。第二，本专利技术在主反应区以及脱硫塔上部区域采用复杂变异结构，加强了脱硫反应需要的多相混合及湍流强度，提高了脱硫反应效率。第三，本专利技术的复杂变异塔体设计形成了塔体内部各位置的多方向流动和涡流区，极大地提高了脱硫塔的颗粒内循环效率，颗粒内循环率最高可达整个颗粒再循环的75％左右，这不仅提高了脱硫反应效率，更解决了外部颗粒再循环量过大所造成的颗粒分离装置(如静电除尘器、布袋除尘器、惯性分离器或它们的组合形式)的负担。特别针对大型化600MW及以上机组的烟气干法脱硫设备，解决了影响大型化脱硫系统设计和运行的关键的颗粒再循环技术问题、三相湍流流场的组织问题，和关键的除尘器辅机的除尘能力限制问题。第四，本专利技术不仅具有上述优点，采用本专利技术进行的烟气脱硫系统设计，同样实现了高脱硫效率(在钙硫比1.1～1.3之间可达到90～92％以上的脱硫效率)、宽调节比(满足燃烧设备20％～110％负荷变化的高效脱硫要求)，低投资及运行成本、低耗水量的脱硫技术要求。附图说明图1为本专利技术的异形脱硫塔的主视示意图；图2是异形脱硫塔的侧视示意图； 图3是脱硫塔上部区间变异段出口截面示意图；图4～8是脱硫塔中部的主反应区间异形子段的进、出口截面示意图。图9是脱硫塔内烟气流动示意的主视图；图10是脱硫塔内烟气流动示意的侧视图；图11是脱硫塔正形截面的烟气流动示意图；图12是脱硫塔长形截面的烟气流动示意图。图中烟气混合室1、烟气进口1-1、低阻力烟气引射装置2、脱硫塔流化下部流化区间3、脱硫塔的中部主反应区间4、脱硫塔上部区间5、脱硫塔的烟气出口6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变异结构的干法烟气脱硫反应塔，它包括脱硫塔底部的烟气混合室、烟气引射装置、脱硫塔下部的流化区间、脱硫塔中部的主反应区间和脱硫塔的上部区间及塔体上的新鲜脱硫剂颗粒的入口、外部再循环颗粒的入口、雾化水喷嘴、烟气进出口，其特征是脱硫塔中部的主反应区间和／或脱硫塔上部区间采用变异结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张泽，李雄浩，林冲，张岩丰，刘亚丽，张颉，胡永锋，
申请(专利权)人：武汉凯迪电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]