一种锅炉烟气三氧化硫脱除装置及方法与流程

本发明涉及一种用于锅炉烟气中三氧化硫的脱除装置及方法，特别是用于燃煤锅炉烟气中三氧化硫的脱除装置及方法。

背景技术：

燃煤锅炉烟气中SO3的存在，对系统设备和环境排放都有重大影响，主要包括：（1）导致烟气酸露点升高，酸露点的升高要求锅炉排烟温度的升高，这会增加锅炉的排烟损失，降低锅炉热效率，造成能源的浪费；（2）排烟不透明，可能出现蓝羽现象；（3）空气预热器的腐蚀；当烟气流经空气预热器时，烟温会迅速下降，如果烟气中SO3的质量分数较大，则十分容易使H2SO4蒸气在管壁凝结，从而增加了对空气预热器传热元件的腐蚀，缩短了空气预热器的寿命。

目前燃煤烟气中三氧化硫脱除方法，分为三大类：1）依靠湿法脱硫或者半干法脱硫在空预器尾部进行脱除，这样无法解决三氧化硫对空预器寿命及堵塞问题；2）在炉内或选择性催化还原（SCR）前喷入碱性物质，这类方法存在的问题是无法解决SCR带来的那部分三氧化硫对空预器的影响；3）在空预器尾部喷入粉末状的碱性物质作为吸收剂，如氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钙等，但目前粉末状碱性物质在喷入过程中的输送是个难题，无法实现连续、顺畅的送料，易出现板结、输送不连续、喷洒不均匀的现象，吸收剂不能与烟气中的三氧化硫充分混合、反应，导致吸收剂耗量过大、脱除效率较低，且喷入装置占用空间较大也增加了烟道阻力，提高了能耗。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种锅炉烟气三氧化硫脱除装置及方法，它不仅能解决空预器腐蚀、堵塞等问题，并可降低吸收剂的消耗量、提高脱除效率，且烟道阻力增加较小。

为了达到上述目的，本发明的一种锅炉烟气三氧化硫脱除装置，包括吸收剂储仓，其特征在于：吸收剂储仓的下部为锥壳，一流化风机通过流化风加热器与该锥壳内腔相连，锥壳底部与给料器的进料口相连，给料器的进风管通过输送风加热器与输送风机相连，给料器的出风管与喷射母管相连，喷射母管联有两根以上的喷射支管，每根喷射支管联有一个以上的喷嘴，所有喷嘴设于锅炉空预器烟气进管前方的烟道内；

上述喷嘴为均流式喷嘴，它可以为中空的喷管、通过连杆与喷管联接的锥形罩，锥形罩的顶部邻近喷管；每个喷嘴可实现更为均匀的喷射；

上述喷嘴为均流式喷嘴，它也可以为钟罩形的喷管、设于喷管侧壁的数个喷孔；同样每个喷嘴可实现更为均匀的喷射；

作为本发明一种锅炉烟气三氧化硫脱除装置的进一步改进，所有喷嘴在烟道横截面内均布排列；可实现吸收剂在烟道内更为均匀的喷洒；

作为本发明一种锅炉烟气三氧化硫脱除装置的进一步改进，给料器的进料口内设有卸料叶轮；可实现吸收剂的闭风式进料，防止吸收剂储仓内流化风的泄漏，保证流化效果；

本发明使用上述锅炉烟气三氧化硫脱除装置的方法，其特征在于包括以下步骤：1）将粉末状的碱性吸收剂加入吸收剂储仓内；2）从吸收剂储仓下部的锥壳内通入流化风，流化风温度为100℃-200℃，使得碱性吸收剂在吸收剂储仓实现流化态、均匀连续排料；3）碱性吸收剂进入给料器，从给料器的进风管通入输送风，输送风压力大于流化风，输送风温度为100℃-200℃，将进入给料器的碱性吸收剂送入喷射母管，再经数根喷射支管及数个喷嘴喷入锅炉空预器烟气进管之前的烟道内，进行脱硫；

本发明通过100℃以上的流化风和输送风进行送料，可防止粉末状的碱性吸收剂板结，通过流化风可实现连续排料；通过数个喷嘴在锅炉空预器烟气进管之前的烟道内喷洒粉末状的碱性吸收剂，在烟气进入空预器之前就进行脱硫，能解决空预器腐蚀、堵塞等问题，且在烟道中分布较为均匀，与烟气中的三氧化硫可较为充分地混合、反应，提高脱除效率，降低吸收剂耗量，加上数个喷嘴占用空间更小，降低了烟道阻力和能耗；

作为本发明锅炉烟气三氧化硫脱除方法的一种优选，将碱性吸收剂通过均流方式均匀地在锅炉空预器烟气进管之前的烟道内喷入；每个喷嘴可实现更为均匀的喷射粉末状碱性吸收剂；

作为本发明锅炉烟气三氧化硫脱除方法的一种优选，将碱性吸收剂在给料器的进料口内按闭风式进料；可防止吸收剂储仓内流化风的泄漏，保证流化效果，更为顺利地排料；

作为本发明锅炉烟气三氧化硫脱除方法的一种优选，根据烟气流速设定数个喷嘴的位置，使得喷入的碱性吸收剂在烟道内流动0-3秒后进入锅炉空预器烟气进管；使得碱性吸收剂在烟道内保持合理的停留时间，既保证脱硫效率，又避免较大的增加烟气阻力，并防止碱性吸收剂大量进入空预器引起堵塞；

综上所述，本发明不仅能解决空预器腐蚀、堵塞等问题，并可降低吸收剂的消耗量、提高脱除效率，且烟道阻力增加较小。

附图说明

图1为本发明锅炉烟气三氧化硫脱除装置实施例的结构图。

图2为图1中喷射装置的放大视图。

图3为图2的A-A剖面图。

图4为图2中喷嘴在B向的排列图。

图5为图2中喷嘴的立体图。

图6为本发明中的喷嘴的另一实施例主视图。

图7为图6的C-C剖面图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图5所示，采用本实施例的锅炉设有依次相联的催化还原反应器1和空预器2，本实施例的锅炉烟气三氧化硫脱除装置，包括吸收剂储仓3，吸收剂储仓3的下部为锥壳，一流化风机4通过流化风加热器5与该锥壳内腔相连，锥壳底部通过连接管与给料器6的进料口相连，给料器6的进料口内设有卸料叶轮7，给料器6的进风管通过输送风加热器8与输送风机9相连，给料器6的出风管与喷射装置10相连，喷射装置10包括喷射母管11、与喷射母管11相联的七根喷射支管12、联于每根喷射支管12上的三个均流式喷嘴13，均流式喷嘴13包括中空的喷管14、通过数根连杆15与喷管14焊接联接的锥形罩16，锥形罩16的顶部邻近喷管14，四周近壁面处锥形罩16的顶部角度为50°~65°，处于中间位置的锥形罩16的顶部角度为30°~45°；给料器6的出风管与喷射母管11相连，所有均流式喷嘴13设于锅炉空预器2烟气进管前方催化还原反应器1尾部的烟道内，并在烟道横截面内均布排列，其与空预器2烟气进管入口处的距离所需流动时间为0-3秒；

使用上述锅炉烟气三氧化硫脱除装置的方法，包括以下步骤：1）将粉末状的碱性吸收剂如氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钙或其混合物加入吸收剂储仓3内；2）通过流化风机4和流化风加热器5从吸收剂储仓3下部的锥壳内通入流化风，流化风温度为100℃-200℃，使得碱性吸收剂在吸收剂储仓3内实现流化态、均匀连续排料；3）碱性吸收剂通过连接管进入给料器6进料口内的卸料叶轮7上，启动卸料叶轮7，实现闭风式进料；通过输送风机9与输送风加热器8从给料器6的进风管通入输送风，输送风压力大于流化风，输送风温度为100℃-200℃，将进入给料器6的碱性吸收剂送入喷射母管11，再经七根喷射支管12及二十一个均流式喷嘴13喷入催化还原反应器1尾部的烟道内，进行脱硫，喷入的碱性吸收剂在烟道内流动0-3秒、优选时间为0.75~1.5秒后进入锅炉空预器2烟气进管；

本发明通过100℃以上的流化风和输送风进行送料，可防止粉末状的碱性吸收剂板结，通过流化风可实现连续排料，保证脱硫的顺利进行；通过数个喷嘴13在锅炉空预器烟气进管之前的烟道内喷洒粉末状的碱性吸收剂，在烟气进入空预器2之前就进行脱硫，能解决空预器腐蚀、堵塞等问题，且喷射时，由于锥形罩16的扰流作用，将碱性吸收剂通过均流方式均匀地在烟道内喷入，每个喷嘴13可实现更为均匀的喷射粉末状碱性吸收剂，加上喷嘴13在烟道横截面内均布排列，四周近壁面处锥形罩16的顶部角度较处于中间位置的更大，也利于碱性吸收剂的均匀分布，碱性吸收剂与烟气中的三氧化硫可较为充分地混合、反应，提高脱除效率，降低吸收剂耗量，相比于现有的喷入装置，数个喷嘴13占用空间更小，降低了烟道阻力和能耗，比现有喷口形式均匀度效率提高30%，阻力增加仅20Pa；通过卸料叶轮7可实现吸收剂的闭风式进料，防止吸收剂储仓3内流化风的泄漏，保证流化效果，更为顺利地排料；根据烟气流速设定数个喷嘴13的位置，使得喷入的碱性吸收剂在烟道内流动0-3秒、优选时间为0.75~1.5秒后进入锅炉空预器2的烟气进管，碱性吸收剂在烟道内保持合理的停留时间，既保证脱硫效率，又避免较大的增加烟气阻力，并防止碱性吸收剂大量进入空预器2引起堵塞；

本发明不限于上述实施方式，如图6、图7所示，均流式喷嘴也可以为钟罩形的喷管18、设于喷管18侧壁的四个喷孔17，四个喷孔17按切圆方式排列；同样该喷嘴的底部可扰流效果，也实现均匀的喷射；其喷孔数目也可为5~8个不等，孔径10~50mm为宜；

喷射支管12的数目依据烟道尺寸不一样，数目不一，布置数量深度方向建议3~6，宽度方向9~16为宜；喷嘴的位置也可设于催化还原反应器头部的烟道内；

对于本发明的锅炉烟气脱硫方法，可以利用催化还原反应器系统中的稀释风机或空预器的热二次风做流化风和输送风，它们均有合适的风温，可取代流化风机和流化风加热器、输送风机和输送风加热器的组合，节省能量及固定投资；上述替换方式也属于本发明的保护范围。