一种负荷可调的循环流化床脱硫塔及方法与流程

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本发明属于烟气半干法脱硫技术领域，尤其涉及一种负荷可调的循环流化床脱硫塔。


背景技术：

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工业总量的持续增长伴随着环境污染的扩散，使得大气污染治理成为我国环保产业中的重点工作。硫氧化物为燃煤发电机组烟气排放的主要污染物之一，过量排放的so
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溶于雨水形成酸雨，容易导致呼吸道及眼部疾病，因此，硫氧化物的排放控制成为电力行业全面加强治理的领域之一。目前，依据工艺条件可将烟气脱硫技术分为湿法、干法和半干法脱硫。其中，半干法脱硫结合了湿法与干法的技术特性，具有脱硫率高、负荷适应性强、占地面积小、操作成本低、无废水排放、系统设备无需防腐等优点。
[0003]
半干法脱硫是一种以浆液或干粉作为脱硫剂，最终生成干态脱硫产物的脱硫工艺。半干法脱硫工艺包括旋转喷雾干燥法(sda)、炉内喷钙后增湿活化脱硫工艺(lifac)和循环流化床烟气脱硫工艺(cfb-fgd)。其中循环流化床烟气脱硫工艺(circulating fluidized bed fluegas desulphurization，cfb-fgd)是以循环流化床原理为基础，采用干粉脱硫剂，可高效协同处理多种烟气污染物而被广泛用于火电、烧结球团、玻璃窑和焦化等行业的一种工业烟气治理技术。
[0004]
循环流化床脱硫装置的特点是在脱硫塔的底部设置文丘里管，通过文丘里管的喷腾流化作用，使得烟气、脱硫剂和返料灰充分混合，保证三者充分流化和悬浮，达到高效脱硫的效果。运行实践表明，随着锅炉负荷的变化，烟气流量也将产生波动，在锅炉低负荷时，为保证脱硫塔床层稳定，传统的循环流化床脱硫装置需在引风机后和脱硫塔入口间设置烟气大旁通支管以补充脱硫塔入口烟气流量。这种运行方式，在锅炉低负荷时，引风机仍处于高负荷工频运行，能耗高。
[0005]
因此为了节约成本，有必要开发一种新型的负荷可调型循环流化床烟气脱硫装置。


技术实现要素：

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本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种负荷可调的循环流化床脱硫塔及工作方法。
[0007]
这种负荷可调的循环流化床脱硫塔，包括：入口烟道、烟室、文丘里段、流化脱硫直段和脱硫塔变径段；文丘里段位于流化脱硫直段的下部；所述文丘里段由渐缩段、喉部和渐扩段组成；入口烟道一端连接脱硫塔进口，另一端连接烟室的入口，烟室的出口连接渐缩段的入口，渐缩段的出口连接喉部的入口，喉部的出口连接渐扩段的入口，渐扩段的出口连接流化脱硫直段的入口，脱硫直段的出口连接脱硫塔变径段的入口，脱硫塔变径段的出口连接脱硫塔出口；渐扩段侧壁上设有工艺水喷枪接口、脱硫剂进料接口、脱硫返料进口和旁路烟气接口；烟室上端设有整流格栅，烟室侧壁上还设有旁路烟气接口；烟室和渐扩段间设置
若干根旁通支管。
[0008]
作为优选，若干旁通支管根据脱硫塔中心对称布置；旁通支管的一端连接烟室侧壁上的旁路烟气接口，另一端连接渐扩段侧壁上的旁路烟气接口；旁通支管的直径根据烟气负荷调整。
[0009]
作为优选，每根旁通支管上均设有阀门，通过调节开度来灵活调整文丘里段的烟气流速，使其达到稳定流床层及塔内流场的目的。
[0010]
作为优选，脱硫塔出口连接除尘装置入口，除尘装置的出口烟道连接烟囱，除尘装置的排料口连接渐扩段上的脱硫返料进口。
[0011]
作为优选，整流格栅高度在300～600mm之间，采用井字形结构，保证烟气均匀进入文丘里段。
[0012]
作为优选，渐缩段和渐扩段的锥角范围为5～15
°
。
[0013]
这种负荷可调的循环流化床脱硫塔的工作方法，包括以下步骤：
[0014]
步骤1、烟气通过入口烟道进入烟室，在烟室内分成两路；一路通过烟室中的整流格栅均匀流向文丘里段，而后进入流化脱硫直段；另一路通过旁通支管进入渐扩段，通过旁通支管上的阀门调节开度来调整文丘里段的烟气流速，保证文丘里段的烟气流在固定范围内，从而保证脱硫塔流化床层稳定；
[0015]
步骤2、烟气在流化脱硫直段与脱硫剂不断流化混合，加强烟气和脱硫剂之间传质传热的相互作用；
[0016]
步骤3、步骤2中烟气和脱硫剂持续反应后，洁净烟气从脱硫塔出口排出，然后通过除尘装置后由烟囱排入大气；除尘后的部分灰渣经过脱硫返料装置重新回到渐扩段进行循环流化。
[0017]
本发明的有益效果是：本发明提出的负荷可调的循环流化床脱硫塔对烟气负荷波动有很强的适应性，在变负荷条件下，该脱硫系统通过合理的布置多个旁通支管，可在取消引风机后，根据锅炉负荷变化情况调节旁通支管上阀门的开度，灵活调整文丘里段的烟气流速，使其达到稳定流床层及塔内流场的目的(流化床的稳定性已经过仿真模拟软件和试验验证)，设置若干旁通支管后仍可长期稳定运行。
附图说明
[0018]
图1为循环流化床脱硫塔的立面图；
[0019]
图2为循环流化床脱硫塔旁通支管的俯视剖面图。
[0020]
附图标记说明：工艺水喷枪接口1、脱硫剂进料接口2、旁通支管3、脱硫塔进口4、入口烟道5、烟室6、整流格栅7、渐缩段8、喉部9、渐扩段10、脱硫返料进口11、流化脱硫直段12、脱硫塔变径段13、脱硫塔出口14。
具体实施方式
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下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0022]
本发明针对引风机后置旁路运行成本较为昂贵的问题，提出一种在取消引风机旁
路的前提下，可稳定脱硫塔内流化床层、提高脱硫塔负荷调节适应性的循环流化床烟气脱硫塔。
[0023]
作为一种实施例，如图1和图2所示，负荷可调的循环流化床脱硫塔，包括：入口烟道 5、烟室6、文丘里段(由渐缩段8、喉部9和渐扩段10组成)、流化脱硫直段12和脱硫塔变径段13；文丘里段位于流化脱硫直段12的下部；入口烟道5一端连接脱硫塔进口4，另一端连接烟室6的入口，烟室6的出口连接渐缩段8(锥角范围为5～15
°
)的入口，渐缩段8的出口连接喉部9的入口，喉部9的出口连接渐扩段10的入口，渐扩段10的出口连接流化脱硫直段12的入口，脱硫直段12的出口连接脱硫塔变径段13的入口，脱硫塔变径段13的出口连接脱硫塔出口14；脱硫塔出口14连接除尘装置入口，除尘装置的出口烟道连接烟囱，除尘装置的排料口连接渐扩段10上的脱硫返料进口11。
[0024]
渐扩段10侧壁上设有工艺水喷枪接口1、脱硫剂进料接口2、脱硫返料进口11和旁路烟气接口；烟室6上端设有整流格栅7(高度在300～600mm之间，采用井字形结构，保证烟气均匀进入文丘里段)，烟室6侧壁上还设有旁路烟气接口；烟室6和渐扩段10间设置若干根旁通支管3；若干旁通支管3根据脱硫塔中心对称布置；旁通支管3的一端连接烟室6侧壁上的旁路烟气接口，另一端连接渐扩段10侧壁上的旁路烟气接口；旁通支管3的直径根据烟气负荷调整。每根旁通支管3上均设有阀门，通过调节开度来灵活调整文丘里段的烟气流速，使其达到稳定流床层及塔内流场的目的。
[0025]
烟气通过入口烟道5进入烟室6，在烟室6内分成两路；一路通过烟室6中的整流格栅7 均匀流向文丘里段，而后进入流化脱硫直段12；另一路通过旁通支管3进入渐扩段10，通过旁通支管3上的阀门调节开度来调整文丘里段的烟气流速，保证文丘里段的烟气流在固定范围内，从而保证脱硫塔流化床层稳定；烟气在流化脱硫直段12与脱硫剂不断流化混合，加强烟气和脱硫剂之间传质传热的相互作用；烟气和脱硫剂持续反应后，洁净烟气从脱硫塔出口 14排出，然后通过除尘装置后由烟囱排入大气；除尘后的部分灰渣经过脱硫返料装置重新回到渐扩段10进行循环流化。