专利名称：净烟气再循环式半干法反应塔及其工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种垃圾焚烧烟气处理设备，尤其涉及一种用于垃圾焚烧 后尾气处理的净烟气再循环式半干法反应塔；此外，本发明还涉及上述净 烟气再循环式半干法工艺。
背景技术：
垃圾在焚烧处理时所产生的烟气中含有多种有害物质，如酸性气体 HC1、 HF、 S02、 N0x、仏S等，还有二恶英、呋喃、飞灰以及重金属蒸气Pb、 Hg、 Cd等，目前使用的处理工艺有干法、半干法、湿法等。 由于纯粹的干法的脱酸效率低，因此一般很少使用。 湿法脱酸效率虽然很高，但是由于设备庞大、占地面积大、投资高， 因此也较少使用。目前在垃圾焚烧行业使用最多的就是半干法工艺，在这种工艺中又包 含NID工艺(脱硫除尘一体化脱硫工艺)、CFB工艺(循环流化床法烟气 脱硫工艺)、旋转喷雾法工艺。由于城市生活垃圾中Cl元素的含量较高，因此在烟气处理后的反应 产物中CaCl2的水合物含量很高，这就使反应产物的粘性很大，此时若使 用工艺中包含反应产物再循环的NID工艺或CFB工艺就会出现物料循环系 统严重板结的难题。由于旋转喷雾法工艺中不包含反应产物再循环，因此目前在国内该工4艺是采用最多的垃圾焚烧烟气处理工艺，然而，在这种工艺中还存在着一 个很难平衡的矛盾反应效率与反应产物粘壁的问题。在该工艺中， 一般采用Ca(0H)2与水的混合浆液作为吸收剂，吸收剂浆液通过一个设置于反 应塔顶部的旋转喷雾器横向喷入反应塔，并在反应塔内形成密集且极细小 的液滴以捕捉并吸收烟气中的酸性成分，液滴蒸发以降低烟气温度从而使 烟气中的重金属蒸汽凝结。为了不使液滴粒子粘附到反应塔壁上，设计时 要求吸收剂浆液粒子在到达反应塔壁面时必须完全蒸发干，否则浆液粒子 将在反应塔壁面上堆积而形成板结，随着板结的不断生长将会影响反应塔 内的流场分布甚至影响反应塔的安全运行，因此在浆液粒子最终蒸干点与 反应塔壁面之间往往留有一个安全距离。当然在这个安全距离内的烟气将 没有机会接触到液态的吸收剂粒子，因此在此范围内烟气是没有进行脱酸 反应的，这就是现有旋转喷雾法工艺无法克服的边界逃逸现象。 发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种净烟气再循环半干法反应塔，以 有效克服现有技术存在的边界逃逸现象和反应塔壁面板结，提高了反应效率；为此，本发明还提供一种净烟气再循环式半干法工艺。为解决上述技术问题，本发明提供一种净烟气再循环式半干法反应 塔，它包括原烟气进口、原烟气整流导流板、旋转喷雾器、反应塔塔体、 净烟气出口、排灰口，原烟气进口和原烟气整流导流板位于反应塔顶部， 在反应塔的顶部中心位置安装有旋转喷雾器，净烟气出口位于反应塔下 部，排灰口位于反应塔底部；该反应塔还包括再循环净烟气集箱和净烟气喷口，在反应塔塔体的壁面上设有一圈或数圈环形净烟气喷口，在该环形净烟气喷口外设有再循环净烟气集箱。此外，本发明还提供一种净烟气再循环式半干法工艺，包括如下步骤: 来自垃圾焚烧炉的原烟气通过原烟气整流导流板从反应塔的顶部进入反 应塔，在反应塔内形成一个旋转流场，吸收剂浆液通过高速旋转的旋转喷 雾器横向喷射进入反应塔塔体，与烟气中的酸性气体反应，经净化后的净 烟气通过除尘器进入烟囱排放；该工艺还包括如下净烟气再循环步骤通 过除尘器的净烟气进入引风机，自引风机下游引回的部分净烟气接入到反 应塔的再循环净烟气集箱内，净烟气通过环形净烟气喷口喷射进入反应塔 塔体，并在其附近区域形成一道气幕，将贴壁的原烟气巻吸进入反应塔的 有效反应区。本发明的有益效果在于充分利用烟气中的余热使吸收剂石灰浆中的 水分蒸发，反应产物以干态固体形式排出，避免了湿法净化技术需处理污 水的缺点。其净化过程是喷入石灰浆将烟气从高温冷却到低温的同时，与 烟气中的酸性气体反应并得到干燥的盐类产物，再用除尘器加以回收。即 将水、石灰浆雾化成很细的雾滴与烟气中的酸性气体进行充分的传质传 热，不但提高了效率，同时也可以使反应生成物得到干燥，最终得到易处 理的干粉状生成物。根据流场计算，在预期的变负荷范围内，吸收剂浆液粒子的蒸干点分 布在反应塔靠近中部的一个特定范围内，在该范围内的反应塔壁面上设置 有一圈或多圈净烟气再循环喷口 ，该喷口呈环状分布于整个反应塔圆周壁 面上，其外面就是再循环净烟气集箱。将引风机下游的部分净烟气引入到 反应塔的再循环净烟气集箱内，由于引风机下游的净烟气与反应塔之间存在较大的压差，因此净烟气将以很高的流速通过环形喷嘴喷射进入反应 塔，并在其附近区域形成一道气幕，该气幕有三个作用1、将贴壁的原 烟气巻吸进入反应塔的有效反应区，阻止边界逃逸；2、阻止未蒸干的吸 收剂浆液粒子直接撞击反应塔壁面，防止板结；3、由于回流的净烟气温 度比较低因此有助于降低反应塔中烟气的温度，从而间接的减少了加入到 反应塔中的减温水量，以降低烟气的湿度，更有利于下游的布袋除尘器运 行。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明图1为本发明净烟气再循环式半干法反应塔的主视图；图2为本发明净烟气再循环式半干法反应塔的俯视图；图3为本发明净烟气再循环式半干法工艺的流程图。图1和图2中1—原烟气进口、 2—原烟气整流导流板、3—旋转喷雾器、4一反应塔塔体、5—再循环净烟气集箱、6—环形净烟气喷口、 7一净烟气出口、 8—排灰口。图3中A—垃圾焚烧炉、B—反应塔、C—布袋除尘器、1)~引风机、E—烟囱。
具体实施方式
如图l所示，本发明净烟气再循环式半干法反应塔包括原烟气进口 1、 原烟气整流导流板2、旋转喷雾器3、反应塔塔体4、再循环净烟气集箱5、 环形净烟气喷口 6、净烟气出口 7和排灰口 8。原烟气进口 1和原烟气整 流导流板2位于反应塔顶部，在反应塔的顶部中心位置安装有旋转喷雾器3，净烟气出口7位于反应塔下部，排灰口8位于反应塔底部。在反应塔 塔体4的大约中部高度位置的壁面上设置有三圈环形净烟气喷口 6，该环 形净烟气喷口 6分布于整个反应塔塔体4的圆周壁面上，在该环形净烟气 喷口6外设有再循环净烟气集箱5 (如图2所示，有3个净烟气入口的再 循环净烟气集箱5布置于反应塔塔体4的圆周壁面上)。如图3和图1所示，本发明净烟气再循环式半干法工艺主要包括如下 步骤来自垃圾焚烧炉A的原烟气由原烟气进口 1 (原烟气的入口温度为 190 240°C)引入，通过原烟气整流导流板2从反应塔B的顶部高速旋转 进入反应塔B，在反应塔B内形成一个旋转流场，吸收剂浆液(例如石灰 浆)通过高速旋转的旋转喷雾器3横向喷射进入反应塔塔体4，并在反应 塔B内空间形成密集且极细小的液滴以捕捉并吸收烟气中的酸性成分(即 与烟气中的酸性气体反应并得到干燥的盐类产物，反应时间约为15 20 秒)，液滴不断蒸发以降低烟气温度从而使烟气中的重金属蒸汽凝结。经 净化后的净烟气由位于反应塔下部的净烟气出口 7 (净烟气的出口温度为 140 160°C)引出进入下游的布袋除尘器C，而最终反应产物则以干态固 体形式排出，其中部分大颗粒通过反应塔底部的排灰口8排出，而其余的 小颗粒部分则随净烟气一起进入到下游的布袋除尘器C。该工艺还包括净 烟气再循环步骤通过布袋除尘器C的净烟气进入引风机D，自引风机D 下游引回的部分净烟气接入到反应塔B的再循环净烟气集箱5内(自引风 机D引出的另一部份净烟气直接进入烟囱E排放)，由于引风机D下游的 净烟气与反应塔B之间存在较大的压差，因此净烟气将以很高的流速通过 环形净烟气喷口 6喷射进入反应塔塔体4，并在其附近区域形成一道气幕，将贴壁的原烟气巻吸进入反应塔的有效反应区，阻止边界逃逸，且阻止未 蒸干的吸收剂浆液粒子直接撞击反应塔壁面，以防止板结，同时由于回流 的净烟气温度比较低因此有助于降低反应塔中烟气的温度，从而间接的减 少了加入到反应塔中的减温水量，以降低烟气的湿度，更有利于下游的布 袋除尘器C运行。本发明适用于净化垃圾焚烧锅炉出口烟气中的酸性气体(HCU S0x 等)和重金属离子。本发明的净烟气再循环式半干法工艺增加了净烟气再 循环步骤，本发明的净烟气再循环式半干法反应塔在结构上增加了再循环 净烟气集箱和环形净烟气喷口，通过对工艺和反应塔结构的改进，本发明 能有效阻止边界逃逸，防止反应塔壁面板结，并提高了反应效率。
权利要求
1、一种净烟气再循环式半干法反应塔，它包括原烟气进口、原烟气整流导流板、旋转喷雾器、反应塔塔体、净烟气出口、排灰口，原烟气进口和原烟气整流导流板位于反应塔顶部，在反应塔的顶部中心位置安装有旋转喷雾器，净烟气出口位于反应塔下部，排灰口位于反应塔底部，其特征在于，还包括再循环净烟气集箱和净烟气喷口，在反应塔塔体的壁面上设有一圈或数圈环形净烟气喷口，在该环形净烟气喷口外设有再循环净烟气集箱。
2、 根据权利要求1所述的净烟气再循环式半干法反应塔，其特征在 于，所述的环形净烟气喷口和所述的再循环净烟气集箱设于反应塔塔体的 中部高度位置。
3、 根据权利要求1或2所述的净烟气再循环式半干法反应塔，其特 征在于，所述的再循环净烟气集箱上设有净烟气入口。
4、 根据权利要求1或2所述的净烟气再循环式半干法反应塔，其特 征在于，所述再循环净烟气集箱内的净烟气通过环形净烟气喷口喷射进入 反应塔塔体，在反应塔内环形净烟气喷口附近区域形成高速喷射的气幕。
5、 一种净烟气再循环式半干法工艺，包括如下步骤来自垃圾焚烧 炉的原烟气通过原烟气整流导流板从反应塔的顶部进入反应塔，在反应塔 内形成一个旋转流场，吸收剂浆液通过高速旋转的旋转喷雾器横向喷射进 入反应塔塔体，与烟气中的酸性气体反应，经净化后的净烟气通过除尘器 进入烟囱排放；其特征在于，还包括如下净烟气再循环步骤通过除尘器 的净烟气进入引风机，自引风机下游引回的部分净烟气接入到反应塔的再循环净烟气集箱内，净烟气通过环形净烟气喷口喷射进入反应塔塔体，并 在其附近区域形成一道气幕，将贴壁的原烟气巻吸进入反应塔的有效反应 区。
6、如权利要求5所述的净烟气再循环式半干法工艺，其特征在于， 所述经净化后的净烟气由净烟气出口引出进入除尘器，而最终反应产物则 以干态固体形式排出，其中部分大颗粒通过反应塔底部的排灰口排出，而 其余的小颗粒部分则随净烟气一起进入除尘器。
全文摘要
本发明公开了一种净烟气再循环式半干法反应塔，包括原烟气进口、原烟气整流导流板、旋转喷雾器、反应塔塔体、净烟气出口、排灰口，该反应塔还包括再循环净烟气集箱和净烟气喷口，在反应塔塔体的壁面上设有一圈或数圈环形净烟气喷口，在该环形净烟气喷口外设有再循环净烟气集箱。此外，本发明还公开了上述净烟气再循环式半干法工艺，增加了净烟气再循环步骤。本发明能有效克服现有技术的边界逃逸现象以及杜绝了反应塔壁面板结，提高了反应效率，可用于净化垃圾焚烧锅炉出口烟气中的酸性气体(HCl、SOx等)和重金属离子。
文档编号B01D53/80GK101322909SQ20071004194
公开日2008年12月17日 申请日期2007年6月13日 优先权日2007年6月13日
发明者云 曲, 李建平, 温鹏飞, 罗传奎, 许艳秋 申请人:上海融新能源环境科技有限公司;曲 云;罗传奎;温鹏飞;李建平;许艳秋