專利名稱：一種循環(huán)流化床式制備消石灰的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域，特別是用于干法煙氣脫硫系統(tǒng)的塔內(nèi)塔外雙循環(huán)制備消石灰的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
二氧化硫是造成溫室效應(yīng)、酸雨等環(huán)境污染問題的主要污染物之一。我國能源結(jié)構(gòu)長期以來燃煤一直占70％以上，在可預(yù)見的將來，我國以煤為主要能源的能源結(jié)構(gòu)不會(huì)得到根本改變，煤炭的大量燃用產(chǎn)生大量的二氧化硫等污染物。目前，我國二氧化硫年排放量已位世界首位，嚴(yán)重影響我國國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
現(xiàn)有技術(shù)的煙氣脫硫可分為濕法和干法(半干法)兩大類。濕法煙氣脫硫技術(shù)(WFGD)，雖然脫硫效率高，但工藝復(fù)雜、阻力較大，一次性投資大、運(yùn)行費(fèi)用高、占地面積大。而干法煙氣脫硫的脫硫產(chǎn)物為干粉狀，可很好的克服濕法脫硫的一些問題和不足。隨著工藝技術(shù)的研究開發(fā)，特別是循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展，干法煙氣脫硫技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在干法煙氣脫硫裝置中，脫硫劑以干粉狀噴入吸收塔，水通過水噴嘴噴入，脫硫劑通常是消石灰粉。對于干法煙氣脫硫技術(shù)來說，脫硫劑顆粒粒徑的大小和表面活性的高低是影響其脫硫系統(tǒng)中脫硫劑的利用率和脫硫率的高低的重要因素。然而目前的循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)，大都利用非流態(tài)化方式生產(chǎn)的消石灰粉作為脫硫劑，如中國專利ZL01275451.X公開的“一種生石灰消化裝置”就是目前生產(chǎn)消石灰的常用方式。這些消石灰粉不僅價(jià)格較高，而且粒徑較大，表面活性差，在脫硫塔內(nèi)反應(yīng)的脫硫劑顆粒的利用率很低，同時(shí)脫硫率不高，增加了脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種在實(shí)際應(yīng)用中存在限制條件的適應(yīng)性更強(qiáng)，消化效率更高的用于干法煙氣脫硫系統(tǒng)的循環(huán)流化床式制備消石灰的方法及其裝置。本發(fā)明方法程序簡單、操作方便。本發(fā)明裝置設(shè)計(jì)合理、設(shè)備成本低，應(yīng)用本發(fā)明可以大大降低煙氣脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行成本。
為了實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案以如下方式實(shí)現(xiàn)一種循環(huán)流化床式制備消石灰的方法，它包括使用石灰反應(yīng)塔及多管式旋風(fēng)分離器，其工作步驟為1)將流化風(fēng)和生石灰料分別由石灰反應(yīng)塔的下部輸入，混合后形成流化態(tài)混合物；2)流化態(tài)混合物經(jīng)過石灰反應(yīng)塔的文丘里段進(jìn)入石灰反應(yīng)塔的錐柱體段擴(kuò)散，與石灰反應(yīng)塔錐柱體段內(nèi)所設(shè)的多層噴水系統(tǒng)發(fā)生消化反應(yīng)形成氣、液、固三相混合反應(yīng)物；3)混合反應(yīng)物中一部分粒徑較大的顆粒由于流速較小回落到石灰反應(yīng)塔底部，混合反應(yīng)物中另一部分流速較大的顆粒與石灰反應(yīng)塔直筒段頂部撞擊后回落到石灰反應(yīng)塔內(nèi)，這兩部分顆粒形成石灰反應(yīng)塔內(nèi)循環(huán)，其余的顆粒隨著氣體進(jìn)入多管式旋風(fēng)分離器形成消石灰；4)質(zhì)量較大的部分消石灰通過斜槽輸入到石灰反應(yīng)塔內(nèi)進(jìn)行再循環(huán)，質(zhì)量較小的部分的消石灰通過控制閥經(jīng)絞龍輸送到消石灰成品倉儲(chǔ)存，多管式旋風(fēng)分離器中的乏氣可直接送入脫硫反應(yīng)塔入口。
在上述制備消石灰的方法中，所述流化風(fēng)為用鼓風(fēng)機(jī)鼓入的熱空氣，熱空氣為經(jīng)加熱器加熱的常溫空氣。
在上述制備消石灰的方法中，所述多層噴水系統(tǒng)是由兩層組成，各層噴水系統(tǒng)采用雙流體噴嘴布置在石灰反應(yīng)塔中心。
在上述制備消石灰的方法中，所述石灰反應(yīng)塔內(nèi)流化風(fēng)的流化速度為0.5～8m/s，文丘里段生石灰顆粒的流化速度為16～18m/s。
實(shí)現(xiàn)上述循環(huán)流化床式制備消石灰的方法的裝置，它包括石灰反應(yīng)塔及多管式旋風(fēng)分離器。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述石灰反應(yīng)塔是由直筒段和錐柱體段連接而成。石灰反應(yīng)塔的錐柱體段下部設(shè)有文丘里段，文丘里段與混料倉連接。混料倉上置有生石灰進(jìn)口和流化風(fēng)進(jìn)口，混料倉的底端為圓錐體。石灰反應(yīng)塔錐柱體段設(shè)有多層間隔布置的噴水器，多管式旋風(fēng)分離器的上部連接排氣管，石灰反應(yīng)塔直筒段上部出口與所述多管式旋風(fēng)分離器連接。多管式旋風(fēng)分離器的底面為錐形面，錐形面的底部置有由雙向的控制閥控制開閉的雙通道。雙通道的一側(cè)連接空氣斜槽，空氣斜槽下端與石灰反應(yīng)塔下部連接，雙通道的另一側(cè)連接輸送成品的絞龍。
在上述裝置中，所述石灰反應(yīng)塔錐柱體段設(shè)有兩層間隔布置的噴水器，噴水器采用雙流體噴嘴布置在石灰反應(yīng)塔中心。
在上述裝置中，所述圓錐體的底端置有由控制閥控制開閉的落灰口。
在上述裝置中，所述各控制閥為星形閥。
與目前所采用的非流態(tài)化生石灰消化裝置相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于第一，本發(fā)明采用循環(huán)流態(tài)化方式進(jìn)行生石灰消化，避免了設(shè)備管道結(jié)垢堵塞，并且裝置結(jié)構(gòu)緊湊、阻力小、便于安裝。
第二，生石灰經(jīng)過塔內(nèi)塔外雙循環(huán)，生石灰的利用率高，耗水量低。
第三，生石灰經(jīng)過內(nèi)循環(huán)一級(jí)分離后，經(jīng)多管式旋風(fēng)分離器進(jìn)行二次分離，可以控制成品消石灰粒徑范圍在20～30um。
第四，成品消石灰為干粉態(tài)，便于儲(chǔ)存。
第五，本發(fā)明裝置可直接與脫硫系統(tǒng)聯(lián)結(jié)，同時(shí)連續(xù)運(yùn)行，提高脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低煙氣脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行成本。
下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。


附圖為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式
參看附圖，本發(fā)明裝置包括石灰反應(yīng)塔5及多管式旋風(fēng)分離器6。石灰反應(yīng)塔5是由直筒段和錐柱體段連接而成，石灰反應(yīng)塔5的錐柱體段下部設(shè)有文丘里段3。文丘里段3與混料倉12連接，混料倉12上置有生石灰進(jìn)口1和流化風(fēng)進(jìn)口2。混料倉12的底端為圓錐體14，圓錐體14的底端置有由星形的控制閥7控制開閉的落灰口13。石灰反應(yīng)塔5錐柱體段設(shè)有兩層采用雙流體噴嘴布置在石灰反應(yīng)塔5中心的噴水器4。多管式旋風(fēng)分離器6的上部連接排氣管11，石灰反應(yīng)塔5直筒段上部出口與所述多管式旋風(fēng)分離器6連接，多管式旋風(fēng)分離器6的底面為錐形面10。錐形面10的底部置有由雙向的星形控制閥7控制開閉的雙通道15，雙通道15的一側(cè)連接空氣斜槽8，空氣斜槽8下端與石灰反應(yīng)塔5下部連接，雙通道15的另一側(cè)連接輸送成品的絞龍9。
本發(fā)明裝置使用時(shí)，其工作流程為1)將經(jīng)加熱器加熱的常溫空氣用鼓風(fēng)機(jī)鼓入形成流化風(fēng)，流化風(fēng)由石灰反應(yīng)塔5底部混料倉12上的流化風(fēng)進(jìn)口2以0.5～8m/s的流化速度輸入，與混料倉12上的生石灰進(jìn)口1輸入的生石灰料混合后形成流化態(tài)混合物。
2)流化態(tài)混合物經(jīng)過石灰反應(yīng)塔5的文丘里段3以16～18m/s的流化速度進(jìn)入石灰反應(yīng)塔5的錐柱體段擴(kuò)散，與石灰反應(yīng)塔5錐柱體段內(nèi)中心采用雙流體噴嘴布置的兩層噴水系統(tǒng)發(fā)生消化反應(yīng)形成氣、液、固三相混合反應(yīng)物。
3)混合反應(yīng)物在石灰反應(yīng)塔5內(nèi)充分消化，由于錐柱體段上部截面面積增大，混合物中顆粒的流速逐漸減小。其中一部分粒徑較大的顆粒由于速度較小回落到石灰反應(yīng)塔5內(nèi)，另一部分速度較大的顆粒與石灰反應(yīng)塔5直筒段頂部撞擊后回落到石灰反應(yīng)塔內(nèi)，這兩部分顆粒形成石灰反應(yīng)塔內(nèi)循環(huán)并從落灰口13排出。其余的顆粒隨著氣體進(jìn)入多管式旋風(fēng)分離器6形成消石灰。
4)質(zhì)量較大的部分消石灰通過空氣斜槽8輸入到石灰反應(yīng)塔5內(nèi)進(jìn)行再循環(huán)，質(zhì)量較小的部分消石灰通過控制閥7經(jīng)絞龍9輸送到消石灰成品倉儲(chǔ)存，多管式旋風(fēng)分離器6中的乏氣可直接送入脫硫反應(yīng)塔5入口。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)流化床式制備消石灰的方法，它包括使用石灰反應(yīng)塔及多管式旋風(fēng)分離器，其工作步驟為1)將流化風(fēng)和生石灰料分別由石灰反應(yīng)塔的下部輸入，混合后形成流化態(tài)混合物；2)流化態(tài)混合物經(jīng)過石灰反應(yīng)塔的文丘里段進(jìn)入石灰反應(yīng)塔的錐柱體段擴(kuò)散，與石灰反應(yīng)塔錐柱體段內(nèi)所設(shè)的多層噴水系統(tǒng)發(fā)生消化反應(yīng)形成氣、液、固三相混合反應(yīng)物；3)混合反應(yīng)物中一部分粒徑較大的顆粒由于流速較小回落到石灰反應(yīng)塔底部，混合反應(yīng)物中另一部分流速較大的顆粒與石灰反應(yīng)塔直筒段頂部撞擊后回落到石灰反應(yīng)塔內(nèi)，這兩部分顆粒形成石灰反應(yīng)塔內(nèi)循環(huán)，其余的顆粒隨著氣體進(jìn)入多管式旋風(fēng)分離器形成消石灰；4)質(zhì)量較大的部分消石灰通過斜槽輸入到石灰反應(yīng)塔內(nèi)進(jìn)行再循環(huán)，質(zhì)量較小的部分的消石灰通過控制閥經(jīng)絞龍輸送到消石灰成品倉儲(chǔ)存，多管式旋風(fēng)分離器中的乏氣可直接送入脫硫反應(yīng)塔入口。
2.按照權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床式制備消石灰的方法，其特征在于，所述流化風(fēng)為用鼓風(fēng)機(jī)鼓入的熱空氣，熱空氣為經(jīng)加熱器加熱的常溫空氣。
3.按照權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床式制備消石灰的方法，其特征在于，所述多層噴水系統(tǒng)是由兩層組成，各層噴水系統(tǒng)采用雙流體噴嘴布置在石灰反應(yīng)塔中心。
4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的循環(huán)流化床式制備消石灰的方法，其特征在于，所述石灰反應(yīng)塔內(nèi)流化風(fēng)的流化速度為0.5～8m/s，文丘里段生石灰顆粒的流化速度為16～18m/s。
5.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床式制備消石灰的方法的裝置，它包括石灰反應(yīng)塔(5)及多管式旋風(fēng)分離器(6)，其特征在于，所述石灰反應(yīng)塔(5)是由直筒段和錐柱體段連接而成，石灰反應(yīng)塔(5)的錐柱體段下部設(shè)有文丘里段(3)，文丘里段(3)與混料倉(12)連接，混料倉(12)上置有生石灰進(jìn)口(1)和流化風(fēng)進(jìn)口(2)，混料倉(12)的底端為圓錐體(14)，石灰反應(yīng)塔(5)錐柱體段設(shè)有多層間隔布置的噴水器(4)，多管式旋風(fēng)分離器(6)的上部連接排氣管(11)，石灰反應(yīng)塔(5)直筒段上部出口與所述多管式旋風(fēng)分離器(6)連接，多管式旋風(fēng)分離器(6)的底面為錐形面(10)，錐形面(10)的底部置有由雙向的控制閥(7)控制開閉的雙通道(15)，雙通道(15)的一側(cè)連接空氣斜槽(8)，空氣斜槽(8)下端與石灰反應(yīng)塔(5)下部連接，雙通道(15)的另一側(cè)連接輸送成品的絞龍(9)。
6.按照權(quán)利要求5所述的循環(huán)流化床式制備消石灰的方法的裝置，其特征在于，所述石灰反應(yīng)塔(5)錐柱體段設(shè)有兩層間隔布置的噴水器(4)，噴水器(4)采用雙流體噴嘴布置在石灰反應(yīng)塔(5)中心。
7.按照權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述圓錐體(14)的底端置有由控制閥(7)控制開閉的落灰口(13)。
8.按照權(quán)利要求5、6或7所述的裝置，其特征在于，所述各控制閥(7)為星形閥。
全文摘要
一種循環(huán)流化床式制備消石灰的方法及其裝置，屬于煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明裝置的石灰反應(yīng)塔是由直筒段和錐柱體段連接而成。錐柱體段下部設(shè)有文丘里段，文丘里段與混料倉連接。混料倉上置有生石灰進(jìn)口和流化風(fēng)進(jìn)口，混料倉的底端為圓錐體。錐柱體段設(shè)有多層間隔布置的噴水器，多管式旋風(fēng)分離器的上部連接排氣管，直筒段上部出口與多管式旋風(fēng)分離器連接。多管式旋風(fēng)分離器的底面為錐形面，錐形面的底部置有雙通道。雙通道的一側(cè)連接空氣斜槽，空氣斜槽下端與石灰反應(yīng)塔下部連接，雙通道的另一側(cè)連接輸送成品的絞龍。本發(fā)明方法程序簡單、操作方便。本發(fā)明裝置設(shè)計(jì)合理、設(shè)備成本低，應(yīng)用本發(fā)明可以大大降低煙氣脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行成本。
文檔編號(hào)C04B2/04GK1796324SQ20041010185
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月29日
發(fā)明者趙旭東, 項(xiàng)光明, 姚強(qiáng) 申請人:清華大學(xué), 清華同方環(huán)境有限責(zé)任公司, 清華同方股份有限公司