用于SO₂的半干法烟气脱硫除尘一体化装置的制作方法

专利名称：用于SO₂的半干法烟气脱硫除尘一体化装置的制作方法
技术领域：
本发明属于环境工程领域，涉及SA浓度低于1500mg/Nm3的半干法烟气脱硫除尘一体化装置。
背景技术：
钢铁行业是一个材料与能源高度密集型的行业，既是原料消耗大户，又是能耗大户、污染大户。钢铁工业要保持可持续发展，必须减少对环境的污染。“十一五”期间，减排 SO2是中国环境保护的重点，同样“十二五”期间，我国仍将以节能降耗减排治污为重点。工信部2009年发布的“钢铁行业烧结烟气脱硫实施方案”指出，到2011年底我国钢铁行业烧结烟气二氧化硫排放量由80万吨降低至51. 8万吨。近年来发展起来的密相干塔处理工艺具有明显的优点。但是在目前已有的密相循环流化脱硫设备由于设有搅拌装置，适合SO2浓度高于1500mg/Nm3时使用；当SA 浓度低于1500mg/Nm3时，建议使用本专利装置以节省投资、降低运行费用。目前已有的适合SO2浓度高于1500mg/Nm3时的设备有，如中国专利:ZL200420009188. 8 “一种带有搅拌器的烟气脱硫装置”，ZL200520023243. 3 “一种带有搅拌器的半干法烟气脱硫装置”，ZL200610089328. 0 “一种选择性脱硫的密相干塔装置”，ZL200610114609. 7 “一种密相循环流化脱硫设备”，ZL200720103180. 1 “一种密相循环流化脱硫设备”， ZL200620022793. 8 “一种圆筒形密相干塔脱硫除尘装置”，ZL200620119386. 9 “一种复合搅拌烟气脱硫装置”，ZL201020232657.8 “一种卧式密相循环流化干塔脱硫装置”。如中国专利ZL201020135487. 1 “一种密相循环流化干塔脱硫装置”，该专利所述的一种密相循环流化干塔脱硫装置，设置了两个室，即密相室和循环流化室，反应区与布袋除尘器为分体式设计。

发明内容
本发明的目的是为了解决现有密相干塔装置在烟气中SA浓度低时存在的设备资源浪费、能耗高等问题，而采用了脱硫除尘一体化设计，本发明还解决了现有循环流化床容易塌床以及由于文氏管的存在而引起的能耗高的问题。本发明用于S02的半干法烟气脱硫除尘一体化装置，所述装置包括流化槽(1)、循环流化区O)、细粒区(4)、分离区(5)、烟气进口(6)、烟气出口(7)、罗茨鼓风机(8)，其特征在于
所述流化槽(1)位于装置最下端，为烟气及脱硫剂提供均勻流化的空间； 所述细粒区(4)位于循环流化区(2)的上部，大部分细小颗粒脱硫剂由循环流化区(2) 进入细粒区(4)；所述分离区(5)位于细粒区(4)的上部，用于气固分离； 所述烟气进口(6)设置在循环流化区的左外侧处；
所述烟气出口(7)设置在细粒区(4)的左外侧近顶部处，烟气自烟气出口离开脱硫系统，直接排入外排烟囱；
所述罗茨鼓风机(8)与流化槽(1)的底部相连，为沉积在流化槽(1)底部的脱硫剂以及循环流化区(2)提供流化动力，同时也为脱硫剂向上运动至细粒区(4)提供输送动力；其特征在于
还包括一喷射口(3)，所述喷射口(3)顶部为锥形，位于循环流化区(2)的中部，用于均勻布气、布料以及均勻流场。进一步的，所述流化槽底部与水平面夹角为45度。经计算机模拟及反复试验发现 45度角处，烟气在循环流化区能够更加彻底地与脱硫剂混合，脱硫效率更高。进一步的，所述循环流化区高度为3-20m，宽l-20m，长l-20m。本发明是专门为适用于浓度低于1500mg/Nm3而设计，因此在各组成部分的尺寸上也必须有相应的设计， 循环流化区的尺寸在上述范围内既能保证SO2浓度低于1500mg/Nm3时的脱硫效率，又能有效的降低设备的占地面积和运行成本。 进一步的，所述喷射口顶部为锥形，高度为l-10m，宽l-5m，长l_5m。喷射口的形状及尺寸在上述范围内可以保证脱硫剂与烟气的充分混合。进一步的，所述细粒区高度为2-20m，宽l-20m，长l-20m。细粒区的尺寸在上述范围内即能保证SO2浓度低于1500mg/Nm3时的脱硫效率，有效的降低设备的占地面积和运行成本。进一步的，所述分离区高度为l-10m，宽l-20m，长l-20m。分离区的尺寸在上述范围内即能保证SO2浓度低于1500mg/Nm3时的除尘效率，有效的降低设备的占地面积和运行成本。进一步的，所述烟气进口设置在循环流化区左外侧1/2高度处，烟气出口设置在细粒区左外侧距上端1/3高度处。经计算机模拟及反复试验发现烟气进口在1/2高度处及烟气出口在1/3高度处，脱硫效率更高。进一步的，所述罗茨鼓风机流化风力压力0. 01-0. 8MPa，风量6-60m7min，实现输料流化双功能。上述风压及风量能保证最大负荷情况下的正常流化。进一步的，所述脱硫剂为生石灰或烧结石灰。烧结石灰有效钙含量低但是价格便宜，因此在二氧化硫浓度低于1500mg/Nm3的条件下，采用烧结石灰作为脱硫剂可以降低运行成本。本发明省去了循环输灰系统以及搅拌装置，脱硫单元可根据不同脱硫规模任意组合，本发明有效地避免了设备复杂以及能耗高的问题，设备采用模块化设计，减少了维修频率及费用。专门针对度低于1500mg/Nm3而设计，能有效的降低设备的占地面积和运行成本。


图1所示为本发明的结构示意图。
图中
1、流化槽，2、循环流化区，3、喷射口，4、细粒区，5、分离区，6、烟气进口，7、烟气出口，8、 罗茨鼓风机。
具体实施例方式本发明采用脱硫除尘一体化的设计，并且省去循环灰输送系统以及搅拌装置，在不影响脱硫率的前提下，极大地降低了设备的占地面积，节省了动力消耗以及维修费用。本发明增加了喷射口，喷射口起到均勻布气、布料的作用，烟气以及脱硫剂进入脱硫系统后， 在喷射口流场发生改变，使其更加均勻，烟气与脱硫剂接触混合更加充分，脱硫率提高。经过喷射口均勻流场后的烟气随同脱硫剂经过流化槽流化后进入循环流化区，循环流化区基本上是一些粗颗粒，大多数细颗粒随着烟气进入细粒区，细粒区的烟气和脱硫剂混合反应， 脱硫后的烟气继续往上进入分离区，在分离区固气分离后，干净的烟气排出系统。分离区底部的物料直接落入脱硫系统继续循环脱硫。该装置不设循环灰输送系统，分离区分离后的物料直接落入细粒区及循环流化区继续参加脱硫反应。循环流化区底部设置有流化槽，流化槽不仅可以改变流体的运动轨迹，使流场更加均勻，更有利于烟气与脱硫剂的均勻混合， 提高脱硫效率。罗茨鼓风机直接连接在流化槽底部为物料提供流化风力。该装置适合Sh 浓度低于1500mg/Nm3的情况，装置采用模块化管理，可以任意组合，当负荷大时所有的模块都投入使用，当负荷降低时，可以只有一套系统运行。该装置结构独特、设备简单、无塌床事故、容易维检并且节能、成本及运行费用低，省去了循环输灰系统，实现了脱硫除尘一体化。下面结合附图，具体阐述本发明的具体实施过程。本发明中，烟气进口 6设置在循环流化区2左外侧1/2高度处，烟气置90度角进入循环流化区2。烟气在循环流化区2内经加湿活化后进入喷射口 3，在喷射口 3中均勻布气、布料及改变流场方向，烟气随同脱硫剂从喷射口 3出来后在流化槽1中再次均勻流化， 流化槽1的底部连有罗茨鼓风机8，罗茨鼓风机8为脱硫剂提供流化风力，同时罗茨鼓风机 8也为脱硫剂向上运动至细粒区4提供输送动力。由于重力作用，循环流化区2中的脱硫剂大多数是较粗的颗粒，大部分细小颗粒由循环流化区2的上部进入细粒区4，脱硫剂和烟气在细粒区中继续反应，反应后的烟气随同部分细颗粒进入分离区5，在分离区5内固气分离，脱硫除尘后的烟气由烟气出口 7排出，烟气出口 7位于细粒区4左外侧距顶部1/3高度处。经分离区5分离后的固体粉状脱硫剂直接落入细粒区4及循环流化区2中。由于本装置采取的是模块化设计管理方式，当烟气量发生较大的变化，反应器负荷增大较多时，通过增加一个新的反应器来平衡部分负荷，以保证外排烟气的含硫含尘量均达到预设要求。新增加的反应器模块与原反应器成对称方式组合，因此新增反应器的烟气进口 6位于循环流化区右外侧1/2高度处，烟气出口 7位于细粒区4左外侧距顶部1/3高度处。本发明的循环流化区2设计高度为3-20m，宽l_20m，长l_20m ；喷射口 3顶部为锥形，设计高度为l-10m，宽l-5m，长l_5m ；细粒区4设计高度为2_20m，宽l_20m，长l_20m ；分离区5设计高度为l-10m，宽l-20m，长l_20m。罗茨鼓风机8流化风力压力0. 01-0. 8MPa， 风量6-60m7min，实现输料流化双功能。
权利要求
1.用于S02的半干法烟气脱硫除尘一体化装置，所述装置包括流化槽(1)、循环流化区 O)、细粒区(4)、分离区(5)、烟气进口(6)、烟气出口(7)、罗茨鼓风机(8)，其特征在于所述流化槽(1)位于装置最下端，为烟气及脱硫剂提供均勻流化的空间；所述细粒区(4)位于循环流化区(2)的上部，大部分细小颗粒脱硫剂由循环流化区(2) 进入细粒区(4)；所述分离区(5)位于细粒区(4)的上部，用于气固分离；所述烟气进口(6)设置在循环流化区的左外侧处；所述烟气出口(7)设置在细粒区(4)的左外侧近顶部处，烟气自烟气出口离开脱硫系统，直接排入外排烟囱；所述罗茨鼓风机(8)与流化槽(1)的底部相连，为沉积在流化槽(1)底部的脱硫剂以及循环流化区(2)提供流化动力，同时也为脱硫剂向上运动至细粒区(4)提供输送动力；其特征在于还包括一喷射口(3)，所述喷射口(3)顶部为锥形，位于循环流化区(2)的中部，用于均勻布气、布料以及均勻流场。
2.根据权利要求1所述的用于S02的半干法烟气脱硫除尘一体化装置，其特征在于 流化槽(1)底部与水平面夹角为45度。
3.根据权利要求1所述的用于S02的半干法烟气脱硫除尘一体化装置，其特征在于 循环流化区(2)高为3-20m，宽l-20m，长l-20m。
4.根据权利要求1所述的用于S02的半干法烟气脱硫除尘一体化装置，其特征在于 喷射口(3)顶部为锥形，高为l-10m，宽为l-5m，长为l_5m。
5.根据权利要求1所述的用于S02的半干法烟气脱硫除尘一体化装置，其特征在于 细粒区(4)高度为2-20m，宽l-20m，长l-20m。
6.根据权利要求1所述的用于S02的半干法烟气脱硫除尘一体化装置，其特征在于 所述分离区(5)高度为l-10m，宽l-20m，长l-20m。
7.根据权利要求1所述的用于S02的半干法烟气脱硫除尘一体化装置，其特征在于 所述烟气进口(6)设置在循环流化区左外侧1/2高度处，烟气出口(7)设置在细粒区左外侧距上端1/3高度处。
8.根据权利要求1所述的用于S02的半干法烟气脱硫除尘一体化装置，其特征在于 所述罗茨鼓风机(8)设置流化风力压力0. 01-0. 8MPa，风量6-60m7min。
9.根据权利要求1至8任一权利要求所述的用于S02的半干法烟气脱硫除尘一体化装置，其特征在于所述脱硫剂为生石灰或烧结石灰。
10.根据权利要求1至8任一权利要求所述的用于S02的半干法烟气脱硫除尘一体化装置，其特征在于所述装置采用模块化管理，所述模块化管理即根据脱硫规模大小，任意组合脱硫装置的数量在1-4之间，根据烟气量大小灵活调节脱硫装置的数量。
全文摘要
本发明属于环境工程领域，涉及一种半干法烟气脱硫除尘一体化装置，该装置流化槽、循环流化区、喷射口、细粒区、分离区、烟气进口、烟气出口、罗茨鼓风机；分离区设置在整个装置顶部，含尘烟气经分离区分离后，固体部分直接落在细粒区及循环流化区中继续循环使用；罗茨鼓风机与流化槽底部相连，为沉积在流化槽底部的脱硫剂以及整个循环流化区提供流化动力。本发明省去了循环输灰系统，适合SO2浓度低于1500mg/Nm3时使用。
文档编号B01D53/83GK102210973SQ20111014977
公开日2011年10月12日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日
发明者宋存义, 常冠钦, 张志鸿, 杨自华, 梁宝瑞, 汪莉, 王路敏, 童震松, 赵荣志, 邢奕, 金科学, 钱大益 申请人:北京科技大学