适用于顺流喷雾半干法的烟气脱硫系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及工业化烟气脱硫处理技术领域，具体涉及一种适用于顺流喷雾半 干法的烟气脱硫系统。
【背景技术】
[0002] 烟气脱硫技术主要分为干/半干法和湿法烟气脱硫技术。干/半干法烟气脱硫技 术主要包括喷雾旋转干燥吸收工艺（SDA)、循环流化床烟气脱硫工艺（CFB)、密相干塔脱硫 工艺等；湿法主要包括：石灰/石灰石-石膏湿法工艺、氨法烟气脱硫工艺、氧化镁湿法工 艺等。
[0003]目前常用的半干法脱硫有两种，循环流化床半干法和密相塔半干法。循环流化床 半干法的烟气从脱硫塔底部进入，和脱硫剂逆向接触，需要克服的系统阻力大，能耗高，在 选型时风机的全压大。密相塔半干法的烟气从脱硫塔顶部进入，和脱硫剂顺流而下，需要克 服的系统阻力小，在选型时风机的全压小，运行能耗低。
[0004] 密相塔半干法是先将生石灰脱硫剂在加湿机里和水搅拌，生石灰消化变成 Ca (0H) 2，然后进入脱硫塔和烟气反应。在加湿机里搅拌空间有限，加水喷头易堵，生石灰在 加湿机里堆积，生石灰和水接触面积小，液固两相接触表面积小，消化效果不好，影响到了 在脱硫塔内和烟气的脱硫反应。
[0005] 有鉴于此，特提出本实用新型。 【实用新型内容】
[0006] 为了克服现有的烟气脱硫系统投资大、能耗高、操作难度大，对烟气流量、S02浓度 和温度的变化适应范围小、气液固三相接触表面积小、加水装置易堵等缺陷，提供一种新的 烟气脱硫系统。
[0007] 本实用新型提供的适用于顺流喷雾半干法的烟气脱硫系统，包括脱硫塔（1)、布料 机（2)、物料提升输送装置（3)和布袋除尘器（4)，其中，脱硫塔（1)为立式，布料机（2)设 于脱硫塔⑴顶部，布料机⑵下方的塔壁设有烟气入口（11)，脱硫塔⑴中部内侧设有 1级以上雾化喷枪（12)，同一级内的雾化喷枪（12)距离塔底的高度相同；脱硫塔（1)底部 设有第一灰斗（131)和烟气出口（14)，烟气出口（14)与布袋除尘器（4)连通，布袋除尘器 (4)设有第二灰斗（132);第一灰斗（131)和第二灰斗（132)均与物料提升输送装置（3)之 间设有用于运输脱硫灰的输送装置（5)。
[0008] 顺流喷雾半干法脱硫工艺，是先将待处理的烟气与粉状未消化的脱硫剂混合，再 喷以雾化水，使雾化水、烟气和脱硫剂充分接触，使脱硫剂得以消化，完成脱硫反应，脱硫后 的烟气经除尘净化处理后排放。烟气脱硫工艺的脱硫反应过程主要有：
[0009] CaO + H20 - Ca(0H)2
[0010] Ca(0H)2 + S02 + 1/2H20 - CaS03 · 1/2H20 + H20
[0011] Ca (OH) 2 + S03 + H20 - CaS04 · 2H20
[0012] CaS03 · 1/2H20 + 1/202 + 3/2H20 - CaS04 · 2H20
[0013] Ca(0H)2 + C02 - CaC03 + H20
[0014] Ca(0H)2 + 2HC1 - CaCl2 + 2H20
[0015] Ca(0H)2 + 2HF - CaF2 + 2H20〇
[0016] 本实用新型的脱硫系统将脱硫剂生石灰消化、降温、脱硫在脱硫塔内集中控制，通 过把原有的生石灰消化反应在塔外进行移至塔内进行，烟气先与脱硫剂在脱硫塔顶部位置 混合，再顺流而下，在塔内布置1~N级雾化喷枪，雾化水和生石灰、烟气在脱硫塔流场稳定 区接触，大大提高了气液固三相的接触表面积，提高了脱硫效率。
[0017] 作为一种优选方案，上述适用于顺流喷雾半干法的烟气脱硫系统中，所述雾化喷 枪（12)沿脱硫塔（1)轴向自上而下设置2级以上，每一级至少对称设置2个雾化喷枪（12)。
[0018] 需要处理的烟气通常温度较高，为了能够使脱硫反应高效率进行，需要对烟气进 行降温处理，本实用新型的脱硫系统通过设置多级雾化喷枪，前级雾化水与烟气接触后，液 态水遇高温蒸发带走大部分热量，烟气温度降低较快，使脱硫反应控制在最佳温度，同时完 成部分脱硫剂生石灰的消化，后级雾化水则主要完成脱硫剂生石灰的消化，进行脱硫反应。 通过多级雾化喷枪的设置，实现脱硫塔内温度和湿度的调节，形成理想的脱硫反应区域，使 脱硫剂与S02具有很好的反应活性，且通过控制各级雾化喷枪的出水量使得液态水的蒸发 时间可调，大大延长了反应时间，极大地增加了反应速度。
[0019] 对脱硫剂(包括循环使用的脱硫灰）的加湿活化是半干法脱硫系统设计中非常重 要的一环，本实用新型脱硫系统的脱硫反应主要集中在表面富含液态水的脱硫剂与含硫烟 气接触的瞬间，当脱硫剂表面含湿量均匀适中，在与烟气接触时，即可以提高脱硫效率，又 可以防止脱硫剂含湿量过大时会产生的团聚结块以及布袋板结现象。在顺流设计的烟气脱 硫系统中，含湿的脱硫剂在塔内与含硫烟气混合，随着烟气的流动而不断的蒸发表面的液 态水，同时完成脱硫过程，当脱硫灰与烟气到达脱硫塔底部出口时，脱硫灰表面的液态水基 本上已经蒸发为气态水，因此脱硫灰的含湿量大大降低，其流动性也增加，大部分的脱硫灰 直接通过物料提升输送装置完成循环。
[0020] 作为一种优选方案，上述适用于顺流喷雾半干法的烟气脱硫系统中，脱硫塔（1) 内布料机（2)下方的空间还设有物料搅拌器（15)。
[0021] 实际生产中，脱硫剂通常循环使用，第一灰斗（131)和第二灰斗（132)收集的脱硫 灰通过运输脱硫灰的输送装置（5)运送至物料提升输送装置（3)，再送到布料机（2)进行 下一次脱硫，这时候的脱硫灰颗粒外表面通常结了一层由碳酸钙等构成的壳。物料搅拌器 (15)的主要作用是强力破碎脱硫剂颗粒，使其不断裸露出新表面，提高反应活性，脱硫效率 可高达95%以上，同时可以去除HC1、HF和部分氮氧化物等。
[0022] 作为一种优选方案，上述适用于顺流喷雾半干法的烟气脱硫系统中，所述雾化喷 枪（12)包括进水管（21)和进气管（22)，由进水管（21)和进气管（22)的出口端汇合形成 雾化管（24)，雾化管（24)的另一端设有喷嘴（27)，保护气套管（25)套设在雾化管（24)的 外侧并延伸至喷嘴（27)处，保护气套管（25)与雾化管（24)之间形成一间隔空隙，且保护 气套管（25)远离喷嘴（27)的一端与雾化管（24)封闭连接，保护气套管（25)与保护气管
[23] 连通。
[0023] 本实用新型的脱硫系统中使用带有保护气的雾化喷枪，安装位置设置在脱硫塔中 部，采用带有保护装置(保护气管）的气水雾化喷头，降温和脱硫反应段的塔体高度通常超 过20m，可以保证降温和脱硫效果。另外在喷头处设置有压缩空气或氮气防堵喷吹装置(保 护气套管)，可以防止工艺水喷头的粘结堵塞。
[0024] 更优选地，所述雾化喷枪（12)通过法兰盘（26)固定装设在脱硫塔（1)上，保护气 套管（25)与雾化管（24)之间设有固定筋（211)支撑二者之间的空隙。雾化喷枪的安装采 用套管法兰的连接方式，可以方便的拆卸及维修。
[0025] 作为一种优选方案，上述适用于顺流喷雾半干法的烟气脱硫系统中，所述雾化喷 枪（12)由供水水箱通过管路连接供水，管路上设有水量控制单元，水量控制单元包括互相 串联的三级水量控制单元，其中，第一级水量控制单元包括计量栗（31)，第二级水量控制单 元包括流量计（32)，第三级水量控制单元包括电动调节阀（33);所述管路上还设有多个用 于控制管路开关大小的截止阀（34)。
[0026] 本实用新型的脱硫系统中，工艺水控制采用三级控制的方式，首先通过计量栗精 确控制水量，然后流量计计量，而后经过电动调节阀送入脱硫塔内的雾化喷枪，确保精确调 整系统的加水量。脱硫剂加湿的水量适中，才能保证物料不结块，流动性好，同时也可以保 证最优的脱硫效果；另外通过控制加水量保证操作温度高于露点，也不会产生腐蚀或冷凝 现象，无废水产生。
[0027] 更优选地，供水水箱与雾化喷枪（12)的入水口之间的管路上依次设置计量栗 (31)、Y型过滤器（39)、电动调节阀（33)、止回阀（37)、流量计（32)、压力表（35)和电磁阀 (38)，其中计量栗（31)为多个并联，Υ型过滤器（39)与电动调节阀（33)之间设有单独的 管路与水箱连通。方便多方面控制出水，以及某部件损坏后的维修。
[0028] 作为一种优选方案，上述适用于顺流喷雾半干法的烟气脱硫系统中，所述进气管 (22)和保护气管（23)均与氮气管网通过管路连接，管路上设有压力表（35)和用于控制管 路开关大小的截止阀（34)。水管路均与氮气管网在雾化喷枪处连接，通过设置在管路上的 截止阀来调节各管路进气压力，方便分别调节各雾化喷枪的进气压力以及某结构部件损坏 后的单独更换维修。
[0029] 作为一种优选方案，以上任一所述的适用于顺流喷雾半干法的烟气脱硫系统，其 特征在于，脱硫塔（1)的烟气入口（11)位置、各级雾化喷枪（12)安装位置、脱硫塔（1)底 部烟气出口（14)位置均设有温度传感器；各温度传感器均与一工控机通信连接，工控机通 过通信线路控制雾化喷枪（12)的出水量。
[0030] 在脱硫塔内设计多个温度传感器进行温度分析，首先根据脱硫塔入口温度传感器 输送至工控机的温度信号来定量计算理论上需要的加水量，而后又通过安装在吸收塔下端 的温度传感器回馈测量，确保脱硫塔主体反应器的温度湿度条件，最终由安装在吸收塔出 口的温度传感器测量的温度数值回馈给电动调节阀，调整系统的加水量。确保整个系统高 效智能运转。
[0031] 作为一种优选方案，上述适用于顺流喷雾半干法的烟气脱硫系统，布袋除尘器（4) 的烟气出口端通过增压风机（6)与外排烟囱（7)连接。
[0032] 本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
[0033] 采用本实用新型的脱硫系统处理烟气，将脱硫剂生石灰消化、烟气降温、脱硫反应 在脱硫塔内集中控制，通过把原有的生石灰消化反应在塔外进行移至塔内进行，能够大大 缩短脱硫工艺流程，且本实用新型的脱硫系统设备少，容易操作。这是本实用新型的显著优 点。
[0034] 密相干塔通过脱硫塔顶部的加湿机加水，和密相干塔脱硫工艺相比，本实用新型 的脱硫系统在脱硫塔中部设置多个雾化喷枪加水，使雾状的水与脱硫物料接触，增加了气、 液、固三相的接触面积，提高脱硫效率。
[0035] 本实用新型的适用于顺流喷雾半干法的烟气脱硫系统具有较强的适应性，对烟气 流量、S02浓度、温度的变化适应能力极强。
[0036] 循环流化床脱硫的烟气从脱硫塔底部进入，烟气方向从下而上，系统阻力高，和循 环流化床脱硫系统相比，本实用新型的脱硫系统脱硫布料装置和烟气入口均设置在脱硫塔 顶部，物料根据重力作用顺流而