专利名称：物料循环活化烟气脱硫的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种烟气脱硫技术及装置，尤其涉及一种干法和半干法物料循环活化烟气脱硫方法及装置，用于脱除由燃煤、燃油锅炉和窑炉等燃烧设备排出的烟气中的氧化硫和其它有害酸性气体，如HCL，HF等。
背景技术：
在通常的干法和半干法烟气脱硫技术中，固体脱硫剂和水接触活化，在脱硫塔中和烟气混合，吸收烟气中的二氧化硫和其它酸性气体。由于气固反应只能发生在固体表面，而且反应后的产物将覆盖固体脱硫剂颗粒的表面，这将阻止烟气中的酸性气体同固体脱硫剂颗粒内部的碱性物质发生反应，使脱硫剂的反应活性钝化，造成脱硫剂的利用率很低，一般仅为40％～70％。如喷雾干燥法在Ca/S＝1.5时，其烟气脱硫效率为80％左右，钙的利用率仅为50％，炉内喷钙尾部增湿法在Ca/S＝2.0时，其烟气脱硫率为70％左右，钙的利用率不到40％，目前最好的烟气循环流化床烟气脱硫方法在Ca/S＝1.3时，其烟气脱硫率为90％左右，钙的利用率也仅为70％。另外由于高温烧结的原因，如果仅将煤灰中的碱性物质和水混合接触，不能使它得到充分活化，造成白白浪费。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种将脱硫剂进行消化和活化，同时通过分离器对没有完全反应的脱硫剂和飞灰收集后，送入活化器进行充分的破碎、活化的物料循环活化烟气脱硫方法及装置。
本发明的目的通过如下技术方案实现的。方法的特点是
a.将新加入的脱硫剂和分离器分离出的非完全反应的脱硫剂和飞灰作为循环物料与喷射的水同时送入活化器充分混合成含水量至少为5％的混合物料；b.混合物料在活化器中经混合、破碎和活化后同烟气中的二氧化硫充分接触并反应，再由分离器将其从烟气中分离出来，其中的大部分物料作为循环物料被反复破碎、活化及循环使用。
采用实现上述方法的一种物料循环活化烟气脱硫装置，包括脱硫反应塔、分离器和活化器，其特点是，活化器包括筒体、钢球或钢棒、转动装置、脱硫剂和循环物料出、入口，以及喷水装置，活化器布置在脱硫反应塔和分离器之间，通过循环物料连接管和混合物料连接管分别同脱硫反应塔和分离器相连接。
活化器可以是旋转破碎机系统，或者是其它的破碎装置，如球磨机或振动磨机系统。
由于本发明是将脱硫剂进行消化和活化，同时通过分离器对没有完全反应的脱硫剂和飞灰收集后，送入活化器进行充分的破碎、活化并循环使用的方法及装置，因此，与现有技术相比具有以下优点在脱硫塔内无大颗粒的浆液，取而代之的是具有较高浓度的、直径在0～40μm，含水率为10％～20％的微小固体颗粒，循环物料中的碱性颗粒表面的反应物不断地得到破碎清除，使得混合物的活性得到大大提高，这不仅能使脱硫剂的利用率达到80％以上，还能有效地利用飞灰中的碱性物质，大幅度地降低脱硫剂的用量，并提高脱硫效率。同时彻底避免了脱硫反应塔结垢和腐蚀现象，提高脱硫装置的可用率。因而本发明是一种无结垢和腐蚀、低运行费用、高效的烟气脱硫方法及装置。
图1为物料循环活化烟气脱硫装置的结构示意图；
图2为旋转破碎机活化器结构示意图。
具体实施例方式
本发明具体实施方式
结合附图作详细说明将脱硫剂、循环物料和水送入破碎活化器中，由于破碎活化器对物料有破碎的功能，可以将反应后的，外表被硫化物包裹的碱性固体颗粒破碎，水能直接地同碱性物质接触，并将其有效活化。碱性物质例如Ca(HO)2的活性取决于颗粒直径和比表面积的大小，而比表面积的大小又同其重量含水率成正比，通过对脱硫剂和循环物料的破碎及同水的混合，可以大大提高物料不结团并能自由流动时的重量含水率，这就使混合物料的活性得到大大提高。
本发明的特点是通过对脱硫剂和循环物料的破碎、加水、活化，其混合物料的重量含水率至少为5％，并使其中未完全反应的脱硫剂和飞灰中碱性物质得到反复(循环破碎活化)使用，以此来大幅度提高脱硫剂和飞灰碱性物质的利用率。
提高混合物的重量含水率，可以提高其比表面积，也即提高其活性。虽然通过对物料进行破碎，可以提高其能自由流动时的含水率。但当混合物的重量含水率大于30％时，容易发生结团和粘结，这将会造成堵塞和腐蚀等。为了提高脱硫剂的利用率和装置的可靠性，在本发明中，将经破碎活化后的混合物的重量含水率控制在5％以上，最好是在10％～20％的范围内。高含水率的混合物料同烟气接触后，烟气的温度将迅速降低，脱硫塔内的烟气温度一般控制在60℃～80℃之间。
燃煤装置所排除的烟气中，携带有大量飞灰，而飞灰中含有许多碱性物质，如CaO、MgO、K2O和Na2O等。由于经过高温煅烧，飞灰的表面会形成一层致密的壳，即使与水混合活化，其活性也很差，这导致灰壳内的碱性物质得不到充分利用。本发明通过对飞灰进行破碎并加水活化，其内部的绝大多数碱性物质同水接触后，都能转化为高活性的Ca(HO)2，Mg(HO)2、KHO和NaHO等，所以飞灰的活性可以得到最大幅度的提高，它们进入到脱硫塔内可以同烟气中的酸性气体，如SO2、HCl、HF等充分反应，这可以大幅度降低脱硫剂的耗量。
由于在本发明中，飞灰中的碱性物质可以得到有效的利用，所以脱硫剂可以是固态的钙基脱硫剂，飞灰或其它碱性物质；也可以是液态的碱性物质，将它们直接送入到活化器中同循环物料一起混合破碎，加水活化；脱硫剂还可以是石灰石，直接同煤混合，加入到燃烧装置煅烧后，随飞灰和混合物料一起进入分离器，被分离后其中的绝大部分同循环物料一起进入活化器。
脱硫剂经活化器破碎、加水活化后，进入脱硫塔同烟气接触，混合流动，并与烟气中的酸性气体，如SO2、HCl、HF等反应，产生相应的盐。脱硫剂在一次通过脱硫塔后。尚有相当比例的部分未能参加反应，通过分离器，将分离下来的部分送到活化器和脱硫反应塔反复循环使用，脱硫剂的利用率会得到大幅度的提高。但是循环物料量过大会造成脱硫装置的能耗增加。由于活化器排出的混合物料含水量大活性高，本发明的循环物料重量可以仅是脱硫剂重量的50至200倍，而普通烟气循环流化床脱硫装置的循环倍率一般是200～500，所以本发明分离器入口的含尘浓度仅为150～600g/Nm3，而普通烟气循环流化床脱硫装置分离器入口的含尘量为600～1500g/Nm3。故本发明的能耗较低。
由图1、2所示，本发明所述装置主要包括脱硫反应塔4、分离器8和活化器3，其特征在于，活化器3置于脱硫反应塔4和分离器8之间，通过循环物料连接管6和混合物料连接管2分别和脱硫反应塔4和分离器8相连接；活化器3包括筒体15、钢球或钢棒16、由转轴18和刮板17组成的转动装置、脱硫剂和水进口7，循环物料连接管6、混合物料出口13。钢球或钢棒16、由转轴18和刮板17组成的转动装置、脱硫剂和水进口7，循环物料连接管5、混合物料出口13。脱硫剂和水进口7可布置在活化器上，如采用石灰石作为脱硫剂，其进口可布置到锅炉上。
分离器8可以是静电除尘器或布袋除尘器，也可以是惯性或旋风除尘器同静电除尘器或布袋除尘器的组合体。在分离器的底部布置锁气器10和气力斜槽9，气力斜槽9同循环物料连接管6相连。最终反应物料出口12布置在分离器8和脱硫反应塔4的底部，最终反应物料从此出口排出。
含有酸性气体和飞灰的脏的烟气从设置在脱硫反应塔4下部的烟气进口1进入本脱硫装置，烟气在脱硫反应塔4内同活化器3出来的混合物料接触反应后，其中的酸性气体得到有效清除，再进入分离器除去绝大多数的固体颗粒，最终，清洁烟气通过设在分离器上的烟气出口排出。
为了进一步提高脱硫剂的利用率，可以将脱硫反应塔设计成“П”形，增大烟气在脱硫反应塔4中的停留时间。
本发明所述的活化器3对脱硫剂具有破碎、加水消化的功能。它可以采用旋转破碎机系统，即转动装置是由转轴18和刮板17组成，而筒体15则是静止不动的。装在静止筒体15中的钢球或钢棒随着转动装置的转动而上升落下，对物料进行混合及破碎，物料入口和出口布置在静止筒体轴向的两侧。采用此方案，物料入口和出口可沿筒体轴向多点甚至连续布置，与脱硫反应塔4和分离器8可很好地相连，有利于混合物料在脱硫反应塔4内烟气均匀地接触反应。
权利要求
1.一种物料循环烟气脱硫方法，其特征在于a.将新加入的脱硫剂和分离器分离出的非完全反应的脱硫剂和飞灰作为循环物料与喷射的水同时送入活化器充分混合成含水量至少为5％的混合物料；b.混合物料在活化器中经混合、破碎和活化后同烟气中的二氧化硫充分接触并反应，再由分离器将其从烟气中分离出来，其中的大部分物料作为循环物料被反复破碎、活化及循环使用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于经混合、破碎、活化后的混合物料，其重量含水率为10％～20％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱硫剂可以是钙基脱硫剂、飞灰或其它碱性物质，脱硫剂可以是以干态或浆液状态供入。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的循环物料重量是脱硫剂重量的50至200倍。
5.一种采用权利要求1所述方法的物料循环活化烟气脱硫装置，包括脱硫反应塔(4)、分离器(8)和活化器(3)，其特征在于，活化器(3)置于脱硫反应塔(4)和分离器(8)之间，通过循环物料连接管(6)和混合物料连接管(2)分别和脱硫反应塔(4)和分离器(8)相连接；活化器(3)包括筒体(15)、钢球或钢棒(16)、由转轴(18)和刮板(17)组成的转动装置、脱硫剂和水进口(7)，循环物料连接管(6)、混合物料出口(13)。
6.根据权利要求5所述的物料循环活化烟气脱硫装置，其特征在于，所述的分离器(8)可以是静电除尘器或布袋除尘器，也可以是惯性或旋风除尘器同静电除尘器或布袋除尘器的组合体，在分离器的底部置有锁气器(10)和气力斜槽(9)，气力斜槽(9)同循环物料连接管(6)相连，最终反应物料出口(12)置于在分离器(8)和脱硫反应塔(4)的底部。
全文摘要
本发明涉及一种物料循环活化烟气脱硫方法及装置，特点是装置由脱硫反应塔、分离器和活化器组成，将新加入的脱硫剂和分离器分离出的非完全反应的脱硫剂和飞灰作为循环物料与水同时送入活化器充分混合成含水量至少为5％的混合物料；混合物料经破碎、活化同烟气中的二氧化硫充分接触并反应后，由分离器分离，其中的大部分物料作为循环物料被反复破碎、活化及循环使用。其优点是在脱硫塔内无大颗粒的浆液，循环物料中的碱性颗粒表面的反应物不断地得到破碎清除，使混合物的活性提高，使脱硫剂的利用率提高，还能利用飞灰中的碱性物质，降低脱硫剂的用量，提高脱硫效率，避免脱硫反应塔结垢和腐蚀现象，提高脱硫装置的可用率。
文档编号B01D53/81GK1575847SQ03141860
公开日2005年2月9日 申请日期2003年7月28日 优先权日2003年7月28日
发明者沙晓农, 俞谷颖 申请人:沙晓农, 俞谷颖