[實用新型]一種對沖式噴槍強制氧化裝置

有效

• 申請號: 200920208631.7
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN201482416U
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 石磊;沈曉林;劉道清;王如意;石洪志
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B01D53/80
• 分類號: B01D53/80;B01D53/76;B01D53/50
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本實用新型屬于濕法煙氣脫硫強制氧化領域，尤其是指一種在吸收塔漿液區采取對沖式噴槍強制氧化亞硫酸鈣的裝置。

背景技術

石灰石/石膏濕法煙氣脫硫技術(WFGD)目前應用廣泛，它采用石灰石做吸收劑，與煙氣中的SO₂發生反應，經SO₂溶解與吸收、CaSO₃氧化、CaCO₃中和、石膏結晶等過程，生成副產品石膏。在CaSO₃氧化過程中，煙氣自身含氧可完成部分自然氧化；如果氧化率達不到一定程度，則不能產生足夠可供石膏附著生長的晶種，導致石膏在脫硫設備內形成CSS垢(Calcium?Sulfate?and?Sulfite，CaSO₃與CaSO₄的混合晶體)。脫硫系統的結垢和堵塞在濕法脫硫工藝中經常發生，高硫煤電廠中尤為突出。

實施強制氧化，加快已溶解SO₂的電離和氧化，降低石膏漿液中CaSO₃的含量是防止CSS垢的關鍵。在強制氧化中，通過向漿液中鼓入空氣，使SO₃^2-的氧化反應趨于完全，并保持足夠的漿液含固量(約12wt％)，以提供石膏結晶所需的晶種。此時，石膏晶體的生長占優勢，可有效控制結垢。強制氧化的引入還有助于提高脫硫效率、改善脫硫漿液的處理性能、提升石膏質量，并使得脫硫系統對煙氣參數具有較大的負荷適應性。

根據空氣導入和分散方式不同，強制氧化裝置大致有：管網噴射式(sparge?grids)又稱固定噴射器(fixed?air?sparger，縮寫FAS)；攪拌器和空氣噴槍組合式(agitator?air?lance?assemilies，縮寫ALS)；噴氣混合器/曝氣器(jet-mixer/aerators)；徑向葉輪下方噴射式(sparging?beneathradial?impellers)；多孔板式(perforated?plates)；多孔噴射器式(porousdiffusers)；旋轉式空氣噴射器/葉輪臂式(arm?rotary?air?sparger/impellerarms)等。其中前兩種在大型工程中應用最為廣泛。

FAS強制氧化裝置是在吸收塔漿液氧化區底部的斷面上均布若干根氧化空氣母管，母管上有眾多分支管。空氣噴嘴均布于整個斷面上(3.5個/m²左右)，通過固定管網將氧化空氣分散鼓入氧化區，再由頂進式攪拌器混合分散。其缺點是：空氣管網布置復雜、投資昂貴、附屬支撐部件多，施工和檢修困難；母管和支管因受到劇烈擾動漿液和高速氣流的頻繁沖刷而容易發生撓曲變形或摩擦損壞；各支管因承受風壓和流場不同，容易發生脫落或結垢堵塞；漿液區易發生氧化空氣分布不均，從而導致塔內局部結垢，影響脫硫效率和石膏質量。連州發電廠1、2號機組的脫硫裝置運行時間不長，即發生了FAS氧化風管及其支架斷裂事故，嚴重影響了系統脫硫效率。

ALS強制氧化裝置采取側進式攪拌器，每臺攪拌器的左下方配置一根噴槍，氧化空氣經噴槍末端高速沖入吸收塔漿液中，迅即被高速旋轉的槳葉切割分裂成細小氣泡，并推流彌散至整個漿液區。其缺點是：噴槍因管徑過粗、伸入漿液區的垂直段過長而難以固定支撐；氧化空氣通道過大，氣泡剪切不徹底，氧化空氣利用效率低，氧氣停留時間短，迅速逸散的氣體會對液面造成強烈擾動；高速噴射的氣流易造成塔底防腐層或支撐部件的損壞；此外，因為氧化空氣流量太大且超過液流分散能力時會導致大量氣泡涌出，出現泛氣現象，嚴重時攪拌器葉片吸入側也匯集大量氣泡，使得葉片輸送流量性能下降，易于造成漿液循環泵或石膏取出泵發生氣蝕事故。

另一方面，傳統的FAS和ALS強制氧化裝置，均是基于穩定的煙氣參數而設計，通過氧化空氣管路系統與脫硫島內氧化風機(如空氣壓縮機、羅茨風機或離心風機等)配合應用的。但在具體脫硫工程中，配煤配礦品質不同、煙氣產生工況各異，煙氣量、煙氣含氧量、SO₂濃度等煙氣參數也有較大波動，在這種情況下，既定的氧化空氣量和氧化空氣分配模式就難以滿足工程的實際需要，往往出現氧化程度不足或過量的情況，由此給系統順行和石膏質量帶來一系列問題(CN?1587057A)。

發明內容