[發明專利]一種半干式循環流化床切流與直流復合進氣脫硫塔

無效

• 申請號: 200910143297.6
• 申請日: 2009-05-25
• 公開（公告）號: CN101690867A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發明（設計）人: 宋健斐;郭本玲;朱廷鈺;陳建義;魏耀東
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/48;B01J8/24
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技術領域

本發明涉及煙氣脫硫塔，特別是循環流化床半干法煙氣脫硫技術。本發明是一種通過設置切流與直流復合進氣結構，強化循環流化床脫硫塔內氣流的湍流強度，使脫硫劑和煙氣充分接觸，是提高脫硫效率的一種方法。

背景技術

半干法循環流化床脫硫技術以循環流化床為基礎，通過脫硫劑的多次循環，延長脫硫劑與煙氣的接觸時間，提高脫硫劑的利用率和脫硫效率。該技術的主體設備是脫硫塔，煙氣的脫硫過程是在脫硫塔內進行的。通常含硫煙氣從脫硫塔的底部進入，在塔內均勻上行，脫硫塔的底部向塔內噴入脫硫劑和適量霧化水。脫硫劑和適量霧化水在上行過程中與煙氣中的硫化物進行反應，脫出煙氣中的硫。因此這種反應過程是一個均勻濃度反應過程，煙氣與脫硫劑在均勻濃度分布下進行的。脫硫后的煙氣從塔頂流出，通過氣固分離設備分離煙氣和其中的固體顆粒物，凈化煙氣通過煙囪排放，分離下來的固體顆粒物一部分再次進入脫硫塔循環使用，一部分排出。

由于煙氣的脫硫過程是在脫硫塔內進行的，因此脫硫塔內的氣固兩相流動特征是影響脫硫效果的重要因素之一。目前的脫硫塔在流化方式上，多采用布風板或文丘里管，目的是均勻分配氣流，維持流化?床的均勻濃度反應特點。理想的流動狀態是在不同塔截面上上行氣流分布盡可能均勻、對稱，脫硫劑均勻分布在氣流中，形成均勻濃度的流態，充分發揮脫硫塔內的有效空間，充分利用脫硫劑完成脫硫過程，提高煙氣脫硫效率。但這種均勻濃度反應過程存在以下不足：

1.這種均勻的上行流，氣流的剪切力比較小，湍流強度不高，煙氣與脫硫劑接觸不激烈，混合不充分，不能強化煙氣與脫硫劑的反應過程。

2.氣流的流速比較低，只有軸向速度，攜塵量小，脫硫塔內物料濃度低，內循環不強，不適應大負荷率變化的操作。

3.脫硫劑顆粒表面的反應產物保留下來，阻礙了外部煙氣與顆粒內部的脫硫劑繼續進行反應，不能充分利用脫硫劑。

4.受到脫硫塔的基礎支撐結構和煙氣管道布置的便利的限制，煙氣管道通常由脫硫塔底部一側水平進入，通過90°彎管上行進入脫硫塔，受到氣體慣性的影響，使進入脫硫塔的煙氣速度分布是不均勻的，脫硫塔內存在比較大的回流。雖然通過單個文丘里管或多個文丘里管可以調整一部分偏流，但受到不能產生很大的壓降的限制，這種調整是有限的，尤其是大直徑的脫硫塔，難以維持脫硫塔內的煙氣速度均勻分布。

5.這種煙氣管道水平進入，通過90°彎管上行進入文丘里管，再進入脫硫塔，增加了脫硫塔的整體高度。

6.通常脫硫劑的進口設在脫硫塔底部的側壁上，這樣脫硫劑進入后會造成在脫硫塔內部分布不均，進入口一側的脫硫劑濃度較高，其他位置的脫硫劑濃度偏低，導致噴入塔內的脫硫劑在脫硫塔內的停留時間不均勻，存在很大的差異，影響脫硫效率和脫硫劑的利用率。

中國發明專利CN?200410101852.6提出的循環流化床煙氣脫硫除塵一體化方法及裝置，在脫硫塔底部設置預分離室，預分離室采用雙向切向進氣結構在預分離室形成旋轉流，但預分離室目的是實現煙氣的緩沖和煙氣中固體顆粒的預分離，分離后煙氣再經過過渡段進入脫硫塔，過渡段形式類似文丘里管束，作用仍是分配氣流，脫硫塔內的氣流流場是均勻上行的。中國發明專利CN?200410101853.0提出的一種干式循環流化床脫硫反應塔，在脫硫塔底部設置預分離室，預分離室切向進氣形成旋轉流，目的是實現煙氣的緩沖和煙氣中固體顆粒的預分離，分離后煙氣再經過文丘里段進入脫硫塔，脫硫塔內的氣流流場是均勻上行的。

郝曉文，馬春元等(文獻1郝曉文，馬春元，黃盛珠，張立強，循環流化床脫硫塔直/旋流復合流化下的兩相流場試驗研究，熱能動力工程，2005年9月，第20卷第5期：497-505。2郝曉文，馬春元，張立強，董勇，內旋/直流復合流化下循環流化床的脫硫，動力工程，2007年8月，第27卷第4期：576-600。3郝曉文，馬春元，王春冰，張立強，循環流化床旋直復合流化下的兩相流動試驗研究，熱能動力工程，2008年11月，第23卷第6期：620-624)提出一種直流與切流混合進氣的循環流化床，采用非均勻布風的流化方式，在文丘里直流流化基礎上提出直流與旋流復合的流化方式，在文丘里喉管安裝內筒，內筒和文丘里之間安裝軸向旋轉葉片，形成外側旋流與內筒直流復合的流化方式。內外筒的風量自動分配。葉片寬度，葉片出口仰角，安裝位置對氣相流場均有影響。葉片安裝在喉部出口或漸擴段入口，如附圖3所示，但這種依靠葉片產生旋轉流的方法，在結構上制造和安裝相對復雜。

發明內容