专利名称：一种双循环流化床烟气脱硫装置的制作方法
技术领域：
本发明属于烟气脱硫技术领域，特别涉及一种双循环流化床烟气脱硫装置。
2.背景技术目前现有的流化床烟气脱硫装置中，在流化方式上多采用布风板或喉部喷浆的文丘里，其目的都是为了利用流化床的均相反应特点，增大反应面积、增强传质效果。其不足之处在于均相反应使塔内径向方向湿度分布相同，塔壁附近在较高湿度情况下容易发生粘壁；布风板的流化方式会带来塔底排灰不畅的问题，运行工况的适应性差。在气固分离及物料循环方面，传统的做法是采用外置的旋风分离器，仅一级分离，旋风分离器也是采用传统的上排气形式，其分离效果很高，但存在的问题是，这种形式的旋风分离器本身阻力大，加上上排气需要弯头、烟道连接，又增加了阻力，且这种分离器的形式决定了整个装置需要按“m”型布置，安装、固定、支撑等都不方便。
3.发明内容针对现有技术存在的不足和缺陷，本发明提出一种脱硫剂利用率高、脱硫效率高、流通阻力低、有效防止粘壁的双循环流化床烟气脱硫装置。
本发明是通过以下技术方案实现的一种双循环流化床烟气脱硫装置，包括文丘里流化段、雾化喷嘴、脱硫塔主体，文丘里流化段位于脱硫塔主体下部；其特征是本装置还包括一级惯性分离器和二级惯性分离器两个气固分离器，一级惯性分离器布置于脱硫塔内部上端，二级惯性分离器设置在脱硫塔外，二级惯性分离器出口为下排气方式。
如上所述的双循环流化床烟气脱硫装置，其特征一级惯性分离器位于脱硫塔出口处，且脱硫塔出口上壁面距塔顶距离为500～2000mm。
如上所述的双循环流化床烟气脱硫装置，其特征还在于二级惯性分离器入口段安装浓缩器。
如上述的双循环流化床烟气脱硫装置，其特征是雾化喷嘴的安装形式有两种一是雾化喷嘴安装在脱硫塔主体中心线上，喷雾方向沿脱硫塔主体中心线向上，沿脱硫塔主体设置1～4层喷嘴；二是雾化喷嘴沿脱硫塔壁面圆周均布，安装在脱硫塔主体壁面上，喷雾方向均水平指向脱硫塔中心，沿脱硫塔主体设置1～4层喷嘴。
本发明由于组织塔内的非均相反应模式、采用了两级惯性分离器、采用了带浓缩器入口的下排气旋风除尘器，从而有效防止了粘壁现象发生；提高了塔内的灰浓度，增强了塔内传质效果，提高了脱硫剂利用率和脱硫效率；降低了烟气的流通阻力；装置结构紧凑、合理、便于安装；脱硫系统在Ca/S＝1.2～1.5情况下，脱硫效率达到90％以上，总流通阻力小于1600Pa，脱硫装置具有良好的整体性能。
4.
图1为本发明的装置结构示意图。
图2为图1的B-B剖视图。
图3为雾化喷嘴安装在脱硫塔中心线，喷雾向上的喷嘴安装形式4为雾化喷嘴安装在脱硫塔周围，喷雾指向脱硫塔中心的喷嘴安装形式图。
图中1、烟气入口；2、文丘里流化段；3、雾化喷嘴；4、脱硫塔主体；5、一级惯性分离器；6、脱硫塔出口；7、带浓缩器的入口烟道；8、二级惯性分离器；9、下排气筒；10、物料回送装置；11、渐扩段；12、喉部；13、风门；14、落灰口；15、壁面一；16、壁面二；17、浓缩器；18、旋风除尘器外壁面；19、旋风除尘器内壁面。
5.最佳实施方式下面结合附图具体说明本发明的装置的结构特点和工作原理烟气入口1水平安装在脱硫塔上，其上方固定连接文丘里流化段2，下方固定连接落灰口14，在烟气入口1处安装风门13，文丘里流化段2包括喉部12和渐扩段11，文丘里上方固定连接脱硫塔主体4，脱硫塔主体4内安装雾化喷嘴3，雾化喷嘴的安装形式有一个雾化喷嘴3安装于文丘里流化段2上方、脱硫塔主体4底部中心处，喷雾方向向上；多个雾化喷嘴3安装在文丘里流化段2上方、脱硫塔主体4底部内壁上均布，喷雾方向水平指向脱硫塔主体4中心。脱硫塔主体4内安装有一级惯性分离器5，位置在脱硫塔上端，脱硫塔出口6的下方，一级惯性分离器也可安装在脱硫塔出口6处，脱硫塔出口6的上壁面距脱硫塔主体4顶的距离是500～2000mm，脱硫塔出口6与带浓缩器的入口烟道7固定连接，带浓缩器的入口烟道7是水平安装的，其内部安装有浓缩器17，带浓缩器的入口烟道7与二级惯性分离器8固定连接，二级惯性分离器8是旋风除尘器，其下排气筒9固定连接于二级惯性分离器8的下方，下排气筒与电除尘器的入口固定连接，物料回送装置10固定安装于二级惯性分离器8底部与脱硫塔主体4底部之间。
本发明提出的非均相反应模式，其非均相是针对液相而言的，是通过雾化喷嘴的上述安装方式实现的，喷入的浆液雾滴不弥散到脱硫塔整个空间，仅形成中心过湿区。本发明采用文丘里流化段作用是托住塔内的高浓度物料，建立塔内高灰浓度的反应条件，便于塔内大颗粒排出，更重要的是使固体颗粒物能够达到流化状态，达到针对气固的均相反应模式。在脱硫塔主体4内部上方设置一级惯性分离器5，一级惯性分离器也可安装在脱硫塔出口6处，作用是直接挡下一部分颗粒留在塔内参与物料内循环。脱硫塔出口6的上壁面低于脱硫塔主体4顶的作用是在此处形成气流的回转，达到分离颗粒物的作用。在脱硫塔出口设置二级惯性分离器8，将颗粒分离下来，由回送装置10送入脱硫塔主体4下部，重新流化参与塔内反应。本发明采用二级惯性分离器8是旋风分离器，它采用带浓缩器的入口烟道7和下排气的出口形式。本发明设置在旋风分离器入口烟道的浓缩器17的作用就是改变原有入口烟道的颗粒浓度分布，让壁面一15附近烟气具有较高的颗粒浓度，这部分高浓度的烟气进入旋风除尘器后，处于旋风除尘器外壁面18附近，具有大的离心半径，从而提高旋风分离器的分离效率。本发明采用的下排气旋风分离器向下的出口直接进入后部的电除尘器，减少了上排气式出口烟道的弯头数目，从而减小了系统阻力；下排气筒9进行加固处理后，直接作为旋风分离器主体的支撑，设备的整体形式为“π”型。结构紧凑、安装方便。
下面结合附图，通过对工艺流程的介绍，进一步详细介绍本发明涉及的双循环流化床烟气脱硫装置(1)脱硫剂经过消化在制浆系统中制成浆液，浆液浓度在10％～20％范围内；(2)通过风门13的切换，烟气从烟气入口1进入脱硫装置；(3)通过雾化喷嘴向脱硫塔主体4内喷入工业水，使烟气降温，直到出口烟气的近绝热饱和温度为10℃左右；(4)停止喷水的同时，开始用泵输浆液送给雾化喷嘴3喷入脱硫塔主体4内，喷浆量保证两个条件一，Ca/S＝1.2～1.5；二，保持出口烟气的近绝热饱和温度为10℃左右。喷入的浆液呈雾状，不弥散到脱硫塔整个空间，仅形成中心过湿区，大部分雾滴喷到塔内高浓度的颗粒物表面，在强烈的混合过程中，发生气液离子脱硫反应，同时浆液吸收烟气的热量，汽化、干燥，最后呈固态颗粒物，进入干燥区，成分包括未反应的脱硫剂及脱硫产物，继续发生气固吸附脱硫反应；(5)喷浆的同时，脱硫塔主体4内的颗粒物循环也开始形成，烟气自入口1进入脱硫塔时，烟气中携带有锅炉的飞灰是塔内颗粒物的主要来源，另一部分来源就是未反应的脱硫剂及脱硫产物。烟气经文丘里流化段2流化，进入脱硫塔主体4，当经过中心过湿区时，飞灰表面被淋湿，在湿表面发生气液离子脱硫反应，同时浆液吸收烟气的热量，汽化、干燥，最后呈固态颗粒物，附着在飞灰的表面，使颗粒尺寸增大，颗粒在剧烈混合的过程中，发生团聚、离析，交替发生着小颗粒长大与大颗粒破裂的过程，这就使未反应的脱硫剂暴露在破裂的颗粒断面，再次发生脱硫反应；(6)烟气携带颗粒继续上行，在脱硫塔主体4上部遇到一级惯性分离器5，部分大颗粒被其阻挡下来，直接回到脱硫塔主体4内的中心过湿区或干燥区参与内循环流动；(7)没有被一级惯性分离器5分离下来的颗粒随烟气上行到脱硫塔主体4顶部，烟气在此处发生回转后从脱硫塔出口6离开脱硫塔主体4，在烟气回转的过程中，部分颗粒物在惯性的作用下冲撞到脱硫塔主体4的顶壁，分离下来，在重力作用下回到脱硫塔主体4内参与颗粒物的内循环；(8)从脱硫塔出口6排出的烟气携带着颗粒物进入旋风分离器的入口烟道7，在设在其中的浓缩器17的作用下，颗粒聚集到壁面一15附近，使壁面一15附近烟气颗粒浓度高，这部分烟气进入二级惯性分离器8后，靠近旋风分离器外壁面18，旋转的离心半径大，分离效率高，被分离下来的颗粒靠重力作用从二级惯性分离器8底部排出，进入物料回送装置10，回送到脱硫塔主体4底部，回送回来的颗粒继续参与脱硫塔主体4内的颗粒循环流动，这就完成了颗粒的外循环流动；(9)有的颗粒长大到一定程度，当其终端速度大于塔内烟气速度时，就会下落，离开脱硫塔主体4，落回入文丘里流化段2的渐扩段11，渐扩段11内烟气速度高于脱硫塔主体4内的烟速，且喉部12烟速最大，下落的颗粒再一次被高速气流托起，渐扩段11处托住了高浓度物料，建立塔内高灰浓度的反应条件；(10)颗粒在渐扩段11内进行流化混合，继续长大，当长大到其终端速度大于喉部速度时，颗粒离开文丘里流化段2，通过出灰口14排出系统；(11)烟气经过二级惯性分离器8后，烟气携带未被分离下来的颗粒物，由下排气筒9离开脱硫装置，进入电除尘器等后续设备。
权利要求
1.一种双循环流化床烟气脱硫装置，包括文丘里流化段(2)、雾化喷嘴(3)、脱硫塔主体(4)，文丘里流化段(2)位于脱硫塔主体(4)下部；其特征是本装置还包括一级惯性分离器(5)和二级惯性分离器(8)两个气固分离器，一级惯性分离器(5)布置于脱硫塔(4)内部上端，二级惯性分离器(8)设置在脱硫塔外，二级惯性分离器(8)出口为下排气方式。
2.如权力要求1所述的双循环流化床烟气脱硫装置，其特征是一级惯性分离器(5)位于脱硫塔出口(6)处，且脱硫塔出口(6)上壁面距塔顶距离为500～2000mm。
3.如权力要求1或2所述的双循环流化床烟气脱硫装置，其特征是二级惯性分离器(8)入口段安装浓缩器(17)。
4.如权力要求1或2或3所述的双循环流化床烟气脱硫装置，其特征是雾化喷嘴(3)安装在脱硫塔主体(4)中心线上。
5.如权利要求4所述的双循环流化床烟气脱硫装置，其特征是喷雾方向沿脱硫塔主体(4)中心线向上，沿脱硫塔主体(4)设置1～4层喷嘴。
6.如权力要求1或2或3所述的双循环流化床烟气脱硫装置，其特征是雾化喷嘴(3)沿脱硫塔壁圆周均布安装在脱硫塔主体(4)壁面上。
7.如权力要求6所述的双循环流化床烟气脱硫装置，其特征是喷雾方向均水平指向脱硫塔中心，沿脱硫塔主体(4)设置1～4层喷嘴。
全文摘要
本发明涉及一种双循环流化床烟气脱硫装置，该装置设有一、二两级惯性气固分离器，在低阻的情况下进行气固两级分离，形成脱硫灰的内外双循环的工艺，提高脱硫剂的利用率；二级惯性分离器为旋风分离器，入口装有浓缩器，出口形式为下排气形式。该装置脱硫效率高，脱硫剂利用率高，流动阻力低，防止粘壁现象发生，结构紧凑，便于安装。
文档编号B01D53/83GK1401415SQ0213554
公开日2003年3月12日 申请日期2002年9月17日 优先权日2002年9月17日
发明者马春元, 董勇, 陈莲芳, 徐夕仁, 李玉忠, 李京, 吕涛, 宋占龙 申请人:山东大学