一种干法烟气脱硫装置的制作方法

本实用新型涉及环保设备技术领域，尤其涉及一种干法烟气脱硫装置。

背景技术：

干法烟气脱硫技术和湿法烟气脱硫技术均是目前比较常用的烟气脱硫技术。虽然湿法烟气脱硫技术相对成熟、脱硫效率较高，但是在运行过程中会带来脱硫废水处理、烟囱“消白”等二次环境污染等问题，导致烟气处理环节的投资及运行成本较大。相比而言，干法烟气脱硫技术流程简单、造价低，且处理工艺中不涉及水，因此可避免出现上述的诸多环境问题。随着环保要求的逐渐提高，干法烟气脱硫技术的优势日益显现，其应用前景也日益广泛。

具体地，干法烟气脱硫是指应用粉状或粒状吸收剂、吸附剂来脱除烟气中含硫酸性气体。目前，人们通常采用循环流化床装置进行干法烟气脱硫。循环流化床装置主要由底部文丘里管、筒体、旋风分离器以及返料机构等组成。文丘里管主要用于提高烟气流速，保证烟气与脱硫剂的混合、流化；筒体用于提供脱硫反应的场所；旋风分离器主要用于气固分离，分离出的固体物经由返料机构返回至反应器，继续参与脱硫反应，经脱硫后的纯净烟气则从分离器顶部出去，经下游的除尘装置排至大气。但由于循环流化床装置的运行过程较难控制，容易出现塌床、堵塞等现象，烟气和脱硫剂的混合效果较差，脱硫效率往往较低，经济性等不到充分发挥。

基于此，亟需一种干法烟气脱硫装置，用以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种干法烟气脱硫装置，烟气和脱硫剂混合效果好，脱硫效率高，经济性好。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种干法烟气脱硫装置，包括旋流筒和间隔套设在所述旋流筒外部的反应筒；

所述旋流筒的上部沿切线方向设置有进烟管，且所述进烟管伸出所述反应筒设置，烟气和脱硫剂能够通过所述进烟管流入所述旋流筒，所述旋流筒的顶部和底部分别设置有第一排烟管和排尘管，所述第一排烟管与所述反应筒的上部筒腔连通，所述排尘管伸出所述反应筒设置；

所述反应筒的顶部密闭设置，所述反应筒的底部设置有第二排烟管。

可选地，所述旋流筒的顶部设置有整流帽，所述整流帽盖设在所述第一排烟管的出口端，所述整流帽的内腔与所述第一排烟管连通，所述整流帽的出口朝向所述反应筒的筒体内壁设置。

可选地，所述出口的排气方向与所述第一排烟管流出的所述烟气的旋流方向一致。

可选地，沿所述旋流筒的周向在所述反应筒与所述旋流筒之间设置有旋流导流机构，所述旋流导流机构被配置为引导所述烟气进行旋转。

可选地，所述反应筒包括反应筒顶盖，所述反应筒顶盖上设置有气流导向部，所述气流导向部被配置为能够引导所述反应筒内的所述烟气朝向所述反应筒的筒体内壁流动。

可选地，所述气流导向部为朝向所述旋流筒设置的圆锥部。

可选地，所述反应筒包括反应筒底板，所述反应筒底板向下倾斜设置，且所述第二排烟管设置在所述反应筒底板的低端侧。

可选地，所述干法烟气脱硫装置还包括脱硫剂喷射机构，所述脱硫剂喷射机构的喷射口与所述进烟管的入口端连通。

可选地，所述喷射口垂直于所述进烟管的轴线设置。

可选地，所述干法烟气脱硫装置还包括第一集灰斗，所述第一集灰斗与所述排尘管的出口连通以收集从所述排尘管排出的粉尘；和/或

所述干法烟气脱硫装置还包括第二集灰斗，所述第二集灰斗与所述第二排烟管的底部连通以收集从所述第二排烟管排出的固体颗粒物。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种干法烟气脱硫装置。通过设置旋流筒可利用旋风分离作用使粉尘预先从烟气中分离出来，保证脱硫剂和烟气充分混合，提高烟气的脱硫效率。同时，通过设置间隔套设在旋流筒外的反应筒，可使烟气和脱硫剂从旋流筒的第一排烟管排出后流入反应筒的上部筒腔。由于反应筒顶部密闭设置，所以烟气和脱硫剂的流向会发生改变，从而能够在反应筒内自上而下地流动并反应直至沿反应筒底部的第二排烟管排出，有效延长了烟气与脱硫剂的接触反应时间，进一步提高了烟气的干法脱硫效率，经济性极好。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的干法烟气脱硫装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的干法烟气脱硫装置中脱硫剂喷射机构与进烟管装配的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的干法烟气脱硫装置中整流帽的俯视结构示意图。

图中：

1、旋流筒；11、进烟管；12、第一排烟管；13、排尘管；2、反应筒；21、反应筒顶盖；211、气流导向部；22、反应筒底板；23、第二排烟管；3、整流帽；31、整流帽主体；32、出口；4、旋流导流机构；5、脱硫剂喷射机构；51、喷射口；6、第一集灰斗；7、第二集灰斗。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种干法烟气脱硫装置。如图1所示，该干法烟气脱硫装置包括旋流筒1和间隔套设在旋流筒1外部的反应筒2。具体地，旋流筒1的上部沿切线方向设置有进烟管11，且进烟管11伸出反应筒2设置，烟气和脱硫剂通过进烟管11进入旋流筒1。旋流筒1的顶部和底部分别设置有第一排烟管12和排尘管13，第一排烟管12与反应筒2的上部筒腔连通，排尘管13伸出反应筒2设置。反应筒2的底部设置有第二排烟管23。

当烟气和脱硫剂通过进烟管11沿旋流筒1的切线方向进入旋流筒1的上部后，二者先会在旋流筒1内螺旋向下流动。应注意的是，由于进烟管11伸出反应筒2设置，所以此时烟气和脱硫剂不会流入反应筒2。进入旋流筒1后，烟气中的粉尘在离心力的作用下会紧贴旋流筒1的筒体内壁向下流动并通过排尘管13排出旋流筒1。当粉尘从烟气中分离出之后，由于烟气近乎成为纯气体，所以脱硫剂能够与烟气更加充分地混合，从而提高脱硫效率。此外，可注意到，由于排尘管13伸出反应筒2设置，所以粉尘不会进入反应筒2内。

之后，脱硫剂与烟气会在旋流筒1内螺旋上升，并通过第一排烟管12进入反应筒2的上部筒腔。由于反应筒2顶部密闭设置，所以当脱硫剂和烟气在升到反应筒2的顶部后，其流动方向会发生改变，从而能够在反应筒2内自上而下地流动直至沿第二排烟管23排出。可见，与旋流筒1相同，反应筒2也为烟气的脱硫反应提供了反应场所，从而延长了烟气和脱硫剂的接触反应时间，进一步提高了该干法烟气脱硫装置的整体脱硫效率。

此外，可以理解的是，通过旋流筒1和反应筒2的内外双筒式设计，可以降低烟气脱硫装置的高径比，提高烟气脱硫装置的安全性且便于检修。

可选地，如图1和图2所示，在干法烟气脱硫装置中还设置有脱硫剂喷射机构5，脱硫剂喷射机构5的喷射口51与进烟管11的入口端连通。通过脱硫剂喷射机构5能够以预设的射流强度快速将脱硫剂喷射进入进烟管11内。进一步地，喷射口51垂直于进烟管11的轴线设置。具体地，如图2所示，进烟管11设置为矩形管，喷射口51垂直穿过进烟管11的管壁伸入到进烟管11内。按此设置，可使脱硫剂喷出后在烟气内具有足够的插入深度，保证脱硫剂与烟气的初步混合更加充分。可选地，还可沿进烟管11的周向设置多个喷射口51，以进一步增强脱硫剂与烟气的混合效果。

可选地，如图1所示，为收集旋流筒1内分离出的粉尘，在该干法烟气脱硫装置中设置有与排尘管13出口连通的第一集灰斗6。具体地，第一集灰斗6设置在排尘管13的底部，旋流筒1内分离出的粉尘会通过重力沉降的方式落到第一集灰斗6内。

可选地，如图1所示，旋流筒1的顶部设置有整流帽3。整流帽3盖设在第一排烟管12的出口端，整流帽3的内腔与第一排烟管12连通，整流帽3的出口32朝向反应筒2的筒体内壁设置。当烟气从第一排烟管12排出后，其会进入整流帽3的内腔并经整流帽3的出口32流出。由于出口32朝向反应筒2的筒体内壁设置，所以通过整流帽3能够引导烟气朝向反应筒2的筒体内壁流动，有效避免烟气发生回流，进而可以使烟气更顺利地进入反应筒2的筒体内壁和旋流筒1的筒体外壁之间并在反应筒2内向下流动。

进一步地，为更好地引导烟气的流动，出口32的排气方向被设置为与第一排烟管12流出的烟气的旋流方向一致，以维持烟气的旋流流动。具体地，整流帽3中，整流帽主体31设置为具有密闭顶盖的圆筒形结构。如图3所示，出口32设置有多个，多个出口32沿整流帽主体31的周向设置在整流帽主体31的外侧。同时，出口32设置为弧形孔结构，其弧线方向与第一排烟管12流出的烟气的旋流方向一致。本实施例中，出口32的总开孔面积不小于整流帽3进口端的开孔面积，以保证烟气气流能够顺利流过整流帽3。

可选地，如图1所示，沿旋流筒1的周向在反应筒2与旋流筒1之间还设置有旋流导流机构4。通过旋流导流机构4能够引导烟气进行旋转，保证各种工况下(尤其是低负荷运行工况下)烟气和脱硫剂之均能够有效接触，提高脱硫效率。本实施例中，旋流导流机构4为螺旋导流叶片，其数量可以根据需处理的烟气量等进行调整，以满足不同负荷运行工况下的导流需求。一般情况下，螺旋导流叶片可在反应筒2与旋流筒1之间由上到下设置1层-2层。此外，由于螺旋导流叶片的具体结构为现有技术，所以在此不再赘述。

本实施例中，还对反应筒2的结构进行了一定设计，以保证烟气在反应筒2内的顺利流动。可选地，如图1所示，反应筒2包括反应筒顶盖21，反应筒顶盖21上设置有气流导向部211。与整流帽3的设置类似，通过气流导向部211能够引导反应筒2内的烟气朝向反应筒2的筒体内壁流动，以使烟气可以更顺利地进入反应筒2的筒体内壁和旋流筒1的筒体外壁之间并在反应筒2内向下流动。

可选地，气流导向部211为朝向旋流筒1设置的圆锥部，通过该圆锥部的锥面可将烟气的气流导向反应筒2的筒体内壁侧。更为重要的是，通过设置该圆锥部有利于维持烟气在反应筒2内的旋流流动，从而使烟气与脱硫剂之间始终能够保持有效接触，保证脱硫效率。具体地，圆锥部的锥角应大于120°。

可选地，如图1所示，反应筒2还包括反应筒底板22，反应筒底板22向下倾斜设置，且第二排烟管23设置在反应筒底板22的低端侧。按此设置，可便于反应筒2内沉积的灰尘、脱硫剂及脱硫产物等固体颗粒物通过第二排烟管23从反应筒2内及时排出，保证了反应筒2内部的清洁。本实施例中，为保证固体颗粒物的排出效果，反应筒底板22设置为倾斜平板，其相对水平面的倾斜角度大于30°。同时，第二排烟管23的进口端对应设置为倾斜管段。

进一步地，在该干法烟气脱硫装置中还设置有第二集灰斗7，第二集灰斗7与第二排烟管23的底部连通以及时收集从反应筒2内排出的固体颗粒物，防止上述固体颗粒物滞留在第二排烟管23内甚至再与脱硫后的烟气发生掺混。

进一步地，就整体结构形式而言，旋流筒1的筒体包括由上到下同轴设置且依次连接的大径直筒、圆锥筒和小径直筒。本实施例中，小径直筒即作为排尘管13。进一步地，第一排烟管12的轴线可适当偏离旋流筒1的轴线设置，以提高旋流筒1的分离性能。

可选地，反应筒2的筒体为直筒，且反应筒2的筒体与旋流筒1的筒体同轴设置。本实施例中，反应筒2的筒体直径为旋流筒1中大径直筒直径的1.5倍，以获得良好的脱硫效果。当然，在其它实施例中，根据实际情况可对上述筒体直径的比例进行适当调整。

下面，以燃煤锅炉的烟气脱硫过程为例，对本实施例提供的干法烟气脱硫装置的工作过程进行介绍：

(1)采用消石灰作为脱硫剂，并通过制粉系统将脱硫剂研磨至1000目左右(以脱硫剂的粒径小于旋流筒1所能分离出的粉尘粒径为原则，保证脱硫剂不会和粉尘一起排出旋流筒1)；

(2)将烟气从锅炉的300℃-400℃温度段烟道引入进烟管11，同时采用气力输送方式经脱硫剂喷射机构5将脱硫剂喷入烟气中，使脱硫剂和烟气初步混合，混合后的烟气和脱硫剂通过进烟管11进入旋流筒1，此时烟气入口流速为15m/s-25m/s；

(3)进入旋流筒1后，烟气和脱硫剂先沿旋流筒1的筒体内壁螺旋向下流动，在这个过程中，烟气中的粉尘在离心力作用下通过排尘管13排入第一集灰斗6。具体地，本实施例提供的旋流筒1对于粒径大于20μm的颗粒的去除率大于99％，至少能够脱除燃煤锅炉所产生的烟气中90％以上的粉尘。之后，脱硫剂和除粉尘后的烟气会自旋流筒1的底部螺旋上升，此时烟气流速为15m/s-20m/s。在此过程中，由于烟气近乎为纯气体，所以其可与脱硫剂充分混合；

(4)其后，烟气通过第一排烟管12排出旋流筒1，并经整流帽3整流后流入反应筒2。在反应筒2内，烟气会螺旋向下流动并与未反应的脱硫剂继续反应，烟气流速为35m/s-45m/s；

(5)最后，脱硫后的烟气通过第二排烟管23流出反应筒2，反应筒2内沉积的固体颗粒物则落入第二集灰斗7。

就最终结果而言，烟气在该干法烟气脱硫装置中的整体停留时间可达2秒以上，烟气脱硫效率可达95％以上。

综上，本实用新型提供了一种干法烟气脱硫装置。通过设置旋流筒1可预先脱除烟气中的粉尘，保证烟气和脱硫剂能够充分混合，提高了烟气的脱硫效率，特别适用于燃煤锅炉、水泥窑炉等烟气含尘量大的炉窑烟气的脱硫净化。进一步地，通过设置间隔套设在旋流筒1外的反应筒2，可使烟气和脱硫剂从旋流筒1内流出后进入反应筒2内继续反应，有效延长了烟气与脱硫剂的接触反应时间，进一步提高了烟气的干法脱硫效率，经济性极好。

整体来看，该干法烟气脱硫装置结构紧凑、流程简单、投资和运行成本均较低，尤其适用于中小型燃煤工业锅炉的烟气脱硫。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。