[發明專利]一種鈣基循環灰高固氣比旋流脫硫設備與方法

有效

• 申請號: 201710551989.9
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107185389B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 楊康;徐德龍;李輝;蘇琦;趙煒;鄭伍魁;吳鋒
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B01D53/83
• 分類號: B01D53/83;B01D53/50;B01D53/96;B01D50/20;B01D46/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

本發明公開了一種鈣基循環灰高固氣比旋流脫硫設備與方法，包括高固氣比旋流脫硫塔、袋式除塵器、消化池及增濕池等；首先將生石灰進行消化，再將消化后的熟石灰與袋式除塵器捕集的脫硫灰混合進入增濕池，加水形成增濕灰，以流化風為動力并借助煙道負壓進入高固氣比旋流脫硫塔，含硫煙氣在塔內與增濕灰圍繞中心穩流桿做旋轉剪切湍流運動，在運動過程中逐漸形成理想的脫硫反應濕度和溫度條件，最終完成脫硫過程，未反應完全的粗顆粒增濕灰通過分離裝置再次進入塔內進行反應；本發明適用于各種工業窯爐的煙氣脫硫，并具有脫硫效率高、脫硫劑利用率大、無粘壁現象、零廢水、投資費用及運行成本低等特點。

技術領域

本發明屬于工業窯爐煙氣脫硫技術領域，特別涉及一種鈣基循環灰高固氣比旋流脫硫設備與方法。

背景技術

近年來，我國不斷加大工業大氣污染物的治理力度，實行了大氣污染物總量控制和排放濃度控制相結合的政策。尤其在煙氣脫硫領域，實行了更加嚴格的大氣污染物排放標準。

工業窯爐主流煙氣脫硫技術可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫。其中，燃燒后脫硫是目前技術最成熟、應用最廣泛、脫硫效率最高的控制手段。根據脫硫劑與脫硫副產品的物性特點，燃燒后脫硫又可以分為：濕法脫硫、半干法脫硫和干法脫硫。其中半干法脫硫既有濕法脫硫反應速度快、脫硫效率高的優點，又有干法脫硫零廢水排放、脫硫后產物易于處理的好處。

增濕灰循環脫硫技術(NID技術)工藝流程為待處理煙氣經反應器底部進入反應器，和均勻混合在增濕循環灰中的吸收劑發生反應。在降溫和增濕的條件下，煙氣中的SO₂與吸收劑反應生成亞硫酸鈣和硫酸鈣。反應后的煙氣攜帶大量的干燥固體顆粒進入脫硫后除塵器收集凈化。經過脫硫后除塵器的捕集，干燥的循環灰被除塵器從煙氣中分離出來，由輸送設備再輸送給混合器，同時也向混合器加入消化過的石灰，經過增濕及混合攪拌進行再次循環。凈化后的煙氣比露點溫度高15℃左右，無須再熱，經過引風機排入煙囪。

但該種工藝流程和脫硫反應過程存在以下不足：

1.現有NID半干法脫硫技術通常需要在反應器前增設一級電除塵器，對煙氣中的粉塵顆粒進行預捕集，以期給脫硫反應器創造較好的工作環境，但增加了系統阻力，降低了系統運轉率。

2.半干法脫硫在溫度和濕度都達到理想的脫硫條件下，需要保證脫硫劑在煙氣中的停留時間，以提高脫硫效率和脫硫劑利用率。現有NID半干法脫硫技術的反應器是一種輸送床矩形反應器，若要保證脫硫劑在煙氣中的停留時間，只能以空間換取時間，加大反應器的高度。

3.現有NID半干法脫硫技術，反應器內流場剪切力較小，湍流強度不高，氣固混合不充分，直接影響了脫硫反應的速度和效率。

4.現有NID半干法脫硫技術，脫硫反應后的煙氣攜帶大量的脫硫灰顆粒進入除塵器，干燥的脫硫灰被除塵器從煙氣中分離出來，由輸送設備在輸送給混合器。由于NID技術本身無內循環，幾乎所有循環脫硫灰都依靠袋式除塵器進行捕集，無疑增大了袋式除塵器的工作壓力，縮短了濾袋的更換時間。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種鈣基循環灰高固氣比旋流脫硫設備與方法，能夠使含硫煙氣和脫硫劑沿反應器中心軸線做旋轉剪切湍流運動，并延長脫硫劑在煙氣中的停留時間，增大氣固兩相的接觸面積，使脫硫反應更加完全，降低系統阻力，提高系統運轉率。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種鈣基循環灰高固氣比旋流脫硫，包括高固氣比旋流脫硫塔1，其特征在于，所述高固氣比旋流脫硫塔1包含頂端封閉的主塔2和附塔3，主塔2上部為圓柱形筒體結構，下部為圓錐形結構，所述附塔3為圓柱形筒體結構，頂部與主塔2通過水平通道連通，底部與袋式除塵器7連通，在所述主塔2和附塔3中截面的圓心位置分別布置有豎向的用于穩定旋轉剪切湍流流場的中心穩流桿6。