[發明專利]免維護半干法煙氣脫硫吸收塔

有效

• 申請號: 201410061427.2
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103816775A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 溫良英;魯峰;劉清才;董凌燕;楊劍;鄒沖
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B01D53/48
• 分類號: B01D53/48;B01D53/78
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術領域

本發明涉及半干法旋轉流化床煙氣脫硫技術，具體涉及一種免維護半干法煙氣脫硫吸收塔，用于提高半干法吸收塔反應效能，同時減少維護，屬于環保設備技術領域。

背景技術

煙氣脫硫技術按照硫化物吸收劑的形態分為濕法、半干法和干法三類。半干法介于干法和濕法之間，指吸收適量水分的脫硫吸收劑與煙氣中的硫化物充分接觸反應實現脫硫的一種方法。半干法脫硫的典型實例是循環流化床煙氣脫硫工藝技術，該技術主要是根據循環流化床原理，使脫硫吸收劑在吸收塔內懸浮，與含硫煙氣湍流混合并經多次反復循環增加接觸反應時間，提高脫硫劑的利用率和脫硫效率。這種循環懸浮式半干法煙氣脫硫技術兼有干法與濕法的特點，即既具有濕法脫硫反應速度快、脫硫效率高的優點，又具有干法無污水排放、脫硫后產物易于處理的好處，而且流程簡單靈活、占地少、投資小，不僅適合于不同大小的燃煤電廠鍋爐煙氣的處理，對于成分波動較大的鋼鐵廠燒結煙氣的治理也是一種較為理想的方法。

半干法煙氣脫硫技術的主體設備是脫硫塔，煙氣的脫硫過程在脫硫塔內進行。因此，脫硫塔內氣（煙氣）-固（脫硫吸收劑）-液（降溫/增濕水）的流動分布特征是影響脫硫效果的重要因素。目前，脫硫塔的氣-固流化方式，大多采用煙氣經設置于脫硫塔底部的文丘里管分配氣流，理想的流動狀態是使在不同塔截面上分布均勻，并攜帶脫硫吸收劑粉末（一般為粒度在10微米以下Ca(OH)₂粉）在塔內均勻上行過程中反應，脫出煙氣中的硫化物。這是一個速度分布和濃度分布均勻的反應過程。這種脫硫塔內的反應過程突出的問題，首先是脫硫塔內氣流均勻上行，氣流以及氣固之間的剪切力均不高，相互碰撞、混合不劇烈，脫硫劑顆粒表面的反應產物保留，會阻礙外部煙氣與顆粒內部脫硫劑的充分接觸和反應，不利于強化煙氣與脫硫劑的反應過程和脫硫劑的充分利用；其次是在脫硫塔內噴霧化水降低煙氣的溫度或使脫硫劑增濕時，在水霧化噴嘴出口附近容易出現局部水分過多等原因而造成脫硫吸收劑粉末粘壁甚至結垢增厚堵塞或塌床等現象；另外，實際塔內煙氣和脫硫劑偏流嚴重，尤其是大直徑脫硫塔，難以維持塔內煙氣速度和脫硫劑濃度均勻分布。

專利CN1795967、CN1795968、CN101357299等提出在脫硫塔底部設置預分離室。CN1795967和CN1795968提出預分離室的煙氣切向進入形成旋轉流，CN101357299公開了一種帶撞擊流的預除塵器，目的均是實現煙氣的緩沖和煙氣中固體顆粒的預分離，沒有脫硫反應，分離后的煙氣再經過文丘里管進入脫硫塔，理想的狀態仍然是使不同塔截面上氣流分布均勻。

專利CN103480268提出將脫硫吸收劑的入口設置在脫硫塔的中心部位，在脫硫吸收劑入口管的出口與塔內的循環脫硫反應器環形之間設置螺旋導向葉片，解決上述傳統脫硫塔內流場剪切力較小，煙氣與脫硫劑接觸不充分等問題。但這種設計方法使脫硫塔內部結構復雜，增加了脫硫吸附劑粉末粘附的壁面。特別是螺旋導向葉片的設置增加了中部循環脫硫反應器的阻力，對利用積塵室內中心文丘里管內部氣流抽吸積塵室內脫硫吸收劑再流向循環脫硫反應器的作用大大降低，特別需要積塵室提供足夠的密封氣體的能力，使文丘里管和循環脫硫反應器內的煙氣不返串進入積塵室甚至引起短路或堵塞，難以達到預期的循環效果效果，還縮短了脫硫塔的有效利用高度。根據專利CN203139895，含塵濃度高的煙氣流對噴槍沖刷磨損嚴重，表明專利CN103480268提出在脫硫塔中部內置循環脫硫反應器、螺旋導向葉片等器件的方法，同時存對在內置器件特別是對旋流葉片沖刷磨損，使設備維護量增加的問題。另外，專利CN103480268所提供的所謂半干法并未提及脫硫塔內霧化水噴嘴的設置問題。

中國專利CN201015729Y和CN201823469提出將傳統脫硫塔的單層噴水改成多層噴水，使脫硫劑和增濕霧化水分別從文丘里管擴散段及其上端噴入。專利CN101357299提出在文丘里管喉口段設置一級噴水管降溫，在塔體噴粉管上方設置多層噴水管增濕等，這些改進措施在流場均勻分布的脫硫塔內發揮了重大作用，取得了較好的效果，但仍存在水霧化噴嘴出口附近容易出現局部水分過多，而造成脫硫吸收劑粉末粘壁，甚至結垢增厚、堵塞問題。

發明內容

針對現有半干法流化床煙氣脫硫塔存在的上述不足，本發明的目的在于提供一種免維護半干法煙氣脫硫吸收塔，本吸收塔可以大大提高脫硫吸收塔的脫硫反應效率，避免水霧化器堵塞，降低能源消耗和運行維護費用。

本發明實現上述目的采用的技術方案是：