专利名称：复合双级烟气脱硫除尘工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于燃煤炉窑，含尘、含硫高浓相烟气高效脱硫除尘的复合双级烟气脱硫除尘净化工艺。
背景技术：
现行的烟气脱硫除尘工艺分为湿法和干法。脱硫剂多采用钙类物质。湿法烟气脱硫除尘工艺是先将烟气进行除尘净化后，含有二氧化硫的烟气，在吸收塔内与含有氢氧化钙的碱性水溶液进行传质换热，脱除烟气中的二氧化硫。湿法烟气脱硫除尘工艺包括循环水系统、污水浓缩系统、灰水分离系统、含湿生成物处理系统、脱硫剂制备系统。工艺系统复杂、占地面积大、烟气排放温度低、烟囱出口有水蒸汽“白雾”现象。喷嘴易堵塞失效，水管路系统易结垢腐蚀。特别是烟气含湿量较大，使引风机易带水粘灰，动平衡不好，影响生产，维护工作量加大，运行成本增高。
现行的干法烟气脱硫工艺是将脱硫剂干粉料向流经气浮吸收塔内的烟气中喷射。脱硫剂与烟气进行混合传质，脱除烟气中的二氧化硫。生成物经后续的除尘装置脱除。部分生成物被二次送入气浮吸收塔内反复与烟气进行混合传质，以利于提高脱硫剂的利用率。因干法烟气脱硫除尘工艺属于固态粉粒与气态烟气进行传质，因而传质吸收效率较低。同时固态粉粒脱硫剂在与烟气中的二氧化硫进行反应时，粉粒表面首先吸附饱和，增大了粉粒内核与二氧化硫反应的阻力，使固态粉粒脱硫剂无法完全与烟气中的二氧化硫进行充分反应。即使采用了脱硫剂反复使用的技术措施，也仅能部分提高脱硫剂的利用率，而无法提高脱硫效率。故现行的干法烟气脱硫除尘工艺脱硫效率较低、钙硫比较大，使脱硫剂耗量增大，运行成本增高。同时喷嘴管道系统磨损较大，维护工作量增大。
发明内容
本发明的目的是提供一种集现行“湿法”和“干法”烟气脱硫除尘工艺的优点为一体、设备最佳匹配组合的脱硫除尘效率高的复合双级烟气脱硫除尘净化工艺。
本发明的目的是这样实现的一种复合双级烟气脱硫除尘工艺由二、三两部分或一、二、三部分组成第一部分为陶瓷多管除尘器或静电除尘器，对烟气进行一级除尘，90％～99％烟气中的粉尘在一级除尘器中被初级净化，烟气以较小的含尘浓度进入本工艺的第二部分。
第二部分为文丘里干燥吸收塔，为本工艺的核心部分。主要由上部进口烟箱、多组文丘里管、中部烟箱、下部集烟箱、多组双级脱硫液喷嘴、带有防冲击锥的集灰斗组成。每组文丘里管包括收缩管、喉口、扩散管，上部进口烟箱与多组文丘里管相连，文丘里扩散管出口与下部出口烟箱相连。在文丘里收缩管下部切向布置多组双级雾化喷嘴。脱硫液从喷嘴切向喷入文丘里管，脱硫液量按除去烟气中二氧化硫所需氢氧化钙比例和浓度确定，下部集烟箱下部连接集灰斗。
经过一级除尘的烟气经上部进口烟箱分别进入多组文丘里管，烟气流速逐渐增大，并与收缩管下部布置的多组喷嘴切向喷入的脱硫液混合，共同进入文丘里喉管。在文丘里喉管内高速的烟气与脱硫液充分混合，强烈传质换热，烟气中的二氧化硫与脱硫剂反应被吸收，实现一级脱硫。脱硫生成物被烟气蒸发干燥，烟气放热而降温。为后级系统提供合适的工况温度。由于文丘里管具有极强的传质效果，因而具有较高的脱硫效率。经过一级除尘和一级脱硫的烟气进入下部集烟箱，在集烟箱内旋转180°后进入中部烟箱，中部烟箱与烟气出口相连。烟气在下部集烟箱内旋转180°上升时，脱硫反应生成物较大颗粒被离心抛入下部集灰斗中。
第三部分为袋式脱硫除尘器。干燥吸收塔烟气出口与袋式脱硫除尘器烟气进口相连。烟气经过一级除尘和一级脱硫后进入袋式脱硫除尘器。一级除尘没有被捕集下来的粉尘和在干燥吸收塔内一级脱硫反应产物随烟气一起进入袋式脱硫除尘器，在滤袋上形成滤饼层，除去脱硫反应生成物和对烟气中的细小粒级进行二次除尘，完成二级净化。滤饼层中含有未完全反应的氢氧化钙，烟气在干燥吸收塔内未被除去的二氧化硫气体经过滤饼层时与氢氧化钙进一步反应被除去，实现二级脱硫。滤袋上的滤饼层是随烟气净化而逐渐增厚的，而新增的部分始终在滤饼层的表面，随着滤饼层吸收烟气中的二氧化硫达到饱和状态时，又有新的脱硫剂滤在滤饼层上，烟气中的二氧化硫始终首先与新形成的滤饼层接触发生反应，因而有较稳定的脱硫效率。因为经过一级除尘，进入袋式脱硫除尘器的负荷较小，使滤袋上滤饼达到一定厚度时间较长，这就使滤饼中的氢氧化钙与烟气中的二氧化硫有足够的接触反应时间，同时烟气均匀地穿过滤饼层，使在干燥吸收塔中没有完全反应的氢氧化钙均能与二氧化硫充分完全反应，从而提高了脱硫剂的利用率。
当滤袋上滤饼达到一定厚度，脱硫剂吸收烟气中的二氧化硫达到饱和，袋式脱硫除尘器达到终阻力，开始“在线”或“离线”清灰，滤袋上的滤饼被清除，新的滤饼开始形成，进行下一个烟气脱硫除尘净化循环。在一、二、三部分脱硫除尘设备被捕集下来的干性粉尘经过干式输灰系统排出。
本发明的好处是集现行“湿法”和“干法”烟气脱硫除尘工艺的优点为一体。同时克服了现行“湿法”和“干法”烟气脱硫除尘工艺的全部缺点。具有工艺流程简单、设备最佳匹配组合、钙硫比低、脱硫除尘效率高、系统占地面积小、维护工作量少、运行费用低等特点。引风机不带水粘灰，排烟温度高，没有蒸汽“白雾”现象。脱硫生成物为干粉剂，便于贮运和综合利用。
(1)本工艺是通过活性文丘里干燥吸收塔，将成熟的陶瓷多管除尘器(或静电除尘器)和高效滤袋除尘器有机地结合在一起，实现“双级”脱硫除尘工艺。三种单元设备互创最佳运行工况条件和技术参数。使初投资省、运行费用低，但单独应用不能达到排放标准的陶瓷多管除尘器可以广泛应用。使除尘效率高，但单独应用因高温工况运行滤料使用周期短的袋式除尘可以在较低的工况温度下运行，并使其具备了脱硫功能。
(2)本工艺捕集下来的粉尘和脱硫生成物均为干粉，便于贮运和综合利用。净化后的烟气仍保持100℃以上，引风机没有带水粘灰，喷嘴、管道等设施没有结垢堵塞腐蚀现象。烟囱出口排放没有蒸汽“白雾”团帽。
(3)实行了二级除尘、二级脱硫，具有较高的除尘效率和脱硫效率，适用于含尘浓度、含二氧化硫浓度较高的各类燃煤炉窑的烟气净化系统。实行“双级”脱硫、除尘，系统不但能有效除去烟气中的高浓度粉尘和二氧化硫，而且因“双级”分散了单体设备的脱硫、除尘运行负荷，延长了单体设备的使用周期。
(4)脱硫剂制备采用湿法脱硫工艺的制备方法，最大限度地提高了脱硫剂的利用率。脱硫除尘均是在“干燥”状态下进行。本脱硫除尘工艺具有“湿法”和“干法”脱硫工艺的全部优点。
(5)脱硫剂为氢氧化钙水溶液，采用了组合文丘里干燥吸收塔，做为传质换热元件，使烟气与脱硫液有强烈的传质过程，脱硫剂在塔内高效地吸收烟气中的二氧化硫，脱硫液在塔内吸收烟气中的热量而蒸发干燥，同时也使烟气降温，即使烟气中有未燃尽的炭粒也会在吸收塔内被脱硫液“洗浴”而熄灰降温，更适应后续袋式脱硫除尘器的运行工况。为高效袋式除尘器在燃煤炉窑烟气净化系统广泛应用提供了技术保证。脱硫剂制成浆液增加活性更方便系统输送，对喷嘴、管道、设备的磨损小。
(6)一级除尘如果采用陶瓷多管除尘器，能有效地除去烟尘中大粒级尘粒，细小粒级由后续袋式脱硫除尘器除去，系统配置更加合理。同时陶瓷多管除尘器没有运行费用，10年以上免维护，使系统维护工作量减少。
(7)省去了湿法脱硫工艺中循环水系统，污水浓缩系统，灰水分离系统，含湿生成物处理系统。使脱硫、除尘工艺流程简化，减少占地面积和运行成本。同时避免了干法脱硫工艺中气、固传质效果差，脱硫剂利用率低、钙硫比大、脱硫成本高、脱硫效率低，喷嘴管道易磨损问题。
(8)系统整合性好，工艺流程简单，便于布置。
图1为本发明系统组合图，图2为本发明文丘里干燥吸收塔结构示意图。
具体实施例方式一种复合双级烟气脱硫除尘工艺，由陶瓷多管除尘器1(或静电除尘器)、活性文丘里干燥塔2，袋式脱除尘器械3三部分组成第一部分为陶瓷多管除尘器1，对烟气进行一级除尘，90％的烟尘被初级净化，以较小的含尘浓度进入下道工艺。
第一部分也可以为静电除尘器，具有相同的作用。
第二部分为活性文丘里干燥吸收塔2。干燥吸收塔包括上部进口烟箱4、多组文丘里管5、多组脱硫液进口喷嘴8、中部烟箱9、下部出口烟箱6、带有防冲击锥的集灰斗7。每组文丘里管包括收缩管、喉口、扩散管，上部进口烟箱4与多组文丘里管5入口连接，脱硫液进口喷嘴8切向均布在文丘里管5的收缩管下部，文丘里管5的扩散管出口与下部出口烟箱6连接，下部出口烟箱6底部连接集灰斗7。一级除尘器烟气出口与活性文丘里干燥吸收塔烟气进口11连接。经过一级除尘的烟气由上部进烟箱分别进入多组文丘里管，含有氢氧化钙的水溶液经喷嘴切向旋转喷入文丘里入口，与烟气混合，高速烟气在文丘里喉口处与脱硫液强烈传质换热，脱硫液量按除去烟气中二氧化硫所需氢氧化钙比例和浓度确定，如钙硫比为2，浓度为10％，与常规的文丘里除尘器按液气比确定有本质的区别，烟气中的二氧化硫气体与含有氢氧化钙的脱硫液发生化学反应被充分吸收，实现一级脱硫。脱硫液吸收烟气中的热量而蒸发干燥，烟气放热而降低温度。为后续袋式脱硫除尘器提供合适的运行工况温度。脱硫后的烟气在下部烟箱6内旋转180°后进入中部烟箱9，经出口进入后续袋式脱硫除尘器。烟气在下部烟箱返转上升时，大颗粒脱硫反应生成物被甩落入下部集灰斗中。
第三部分为袋式脱硫除尘器3。活性文丘里干燥吸收塔烟气出口与袋式脱硫除尘器烟气进口连接。一级除尘没有被捕集下来的粉尘和在一级脱硫反应生成物随烟气一起进入袋式脱硫除尘器。在滤袋表面形成滤饼层，除去脱硫反应生成物和对烟气中的细小粉尘进行二级除尘净化。滤饼层中含有在干燥塔内未完全反应的氢氧化钙脱硫剂，在干燥吸收塔中未被除去的二氧化硫气体随烟气均匀通过滤饼层时与氢氧化钙脱硫剂进一步反应实现二级脱硫。
当滤袋上滤饼层达到一定厚度时，吸收二氧化硫达到饱和，滤袋达到终阻力时，开始“在线”或“离线”清灰，新的滤饼层开始形成，进行下一个净化循环。一、二、三部分脱硫除尘设备捕集下来的干性粉尘经过干式输灰系统排出。
权利要求
1.一种复合双级烟气脱硫除尘工艺，其特征在于由两部分组成；第一部分为文丘里干燥吸收塔，文丘里干燥吸收塔包括上部进口烟箱、多组文丘里管、中部烟箱、下部集烟箱、脱硫液喷嘴、集灰斗；每组文丘里管包括收缩管、喉口、扩散管；上部进口烟箱与多组文丘里管相连，文丘里扩散管出口与下部出口烟箱相连，在文丘里收缩管下部切向布置脱硫液喷嘴，下部集烟箱下部连接集灰斗；脱硫液从脱硫液喷嘴切向喷入文丘里管，脱硫液量按除去烟气中二氧化硫所需氢氧化钙比例和浓度确定，烟气经上部进口烟箱分别进入多组文丘里管，与脱硫液混合，共同进入文丘里喉管，在文丘里喉管内高速的烟气与脱硫液充分混合，传质换热，烟气中的二氧化硫与脱硫液反应被吸收，实现一级脱硫；烟气在集烟箱内旋转180°后进入中部烟箱，中部烟箱与烟气出口相连，烟气在旋转180°上升时，脱硫反应生成物较大颗粒被离心抛入下部集灰斗中；第二部分为袋式脱硫除尘器，干燥吸收塔烟气出口与袋式脱硫除尘器烟气进口相连，袋式脱硫除尘器除去脱硫反应生成物和对烟气中的细小粒级进行除尘；滤饼层中含有未完全反应的氢氧化钙，烟气未被除去的二氧化硫气体经过滤饼层时与氢氧化钙进一步反应被除去，实现二级脱硫；当滤袋上滤饼达到一定厚度，脱硫剂吸收烟气中的二氧化硫达到饱和，袋式脱硫除尘器达到终阻力，开始在线或离线清灰，进行下一个烟气脱硫除尘净化循环。
2.根据权利要求1所述的复合双级烟气脱硫除尘工艺，其特征在于在第一部分前还包括一个陶瓷多管除尘器或静电除尘器烟气脱硫除尘部分，即第一部分为陶瓷多管除尘器或静电除尘器，对烟气进行一级除尘，除去烟气中90％～99％的粉尘；第二部分为上述的文丘里干燥吸收塔烟气脱硫除尘部分；第三部分为上述的袋式脱硫除尘器烟气脱硫除尘部分。
3.根据权利要求1或2所述的复合双级烟气脱硫除尘工艺，其特征在于在一、二、三部分脱硫除尘设备被捕集下来的干性粉尘经过干式输灰系统排出。
全文摘要
本发明涉及一种含尘、含硫高浓相烟气高效脱硫除尘的复合双级烟气脱硫除尘净化工艺。由一、二、三部分组成第一部分为陶瓷多管除尘器或静电除尘器，对烟气进行一级除尘，除去烟气中90％～99％的粉尘；第二部分为文丘里干燥吸收塔，烟气中的二氧化硫与脱硫液反应被吸收，实现一级脱硫；第三部分为袋式脱硫除尘器，除去脱硫反应生成物和对烟气中的细小粒级进行二次除尘；烟气未被除去的二氧化硫气体实现二级脱硫；本发明的好处是具有工艺流程简单、设备最佳匹配组合、钙硫比低、脱硫除尘效率高、系统占地面积小、维护工作量少、运行费用低等特点。引风机不带水粘灰，排烟温度高，没有蒸汽“白雾”现象。脱硫生成物为干粉剂，便于贮运和综合利用。
文档编号B01D53/78GK1454699SQ0311158
公开日2003年11月12日 申请日期2003年4月28日 优先权日2003年4月28日
发明者樊金鑫 申请人:樊金鑫