雙循環(huán)多級水幕脫硫反應(yīng)系統(tǒng)裝置制造方法
【專利摘要】雙循環(huán)多級水幕脫硫反應(yīng)系統(tǒng)裝置，該裝置有一個上部開口，下部封閉，圓筒狀的儲液槽，在儲液槽的中間部分固定連接著圓筒狀的反應(yīng)器，該反應(yīng)器由多個氣液接觸反應(yīng)單元固定組成；在反應(yīng)器的最上端，由下至上依次固定連接有漿液出口單元、除霧器及出氣口；在反應(yīng)器的下部連通有管狀的進(jìn)氣口；反應(yīng)器中間設(shè)有漿液出口單元；在儲液槽的底部兩側(cè)設(shè)有漿液循環(huán)泵，輸送管上設(shè)有控制開關(guān)，該漿液循環(huán)泵的輸送管分別與上下部的漿液出口單元相連接；該裝置不僅能夠應(yīng)用于燃煤媒質(zhì)波動較大的中小型燃煤鍋爐煙氣的脫硫，確保脫硫效率符合排放標(biāo)準(zhǔn)，而且在優(yōu)化參數(shù)條件下長時間運(yùn)行，反應(yīng)器內(nèi)部無腐蝕和結(jié)垢，結(jié)構(gòu)簡單、壓力損失小、 pH 值和 L/G 分段控制，無腐蝕結(jié)垢現(xiàn)象。
【專利說明】雙循環(huán)多級水幕脫硫反應(yīng)系統(tǒng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種脫硫反應(yīng)器系統(tǒng)，可用于中小型燃煤鍋爐煙氣脫硫，尤其是因燃煤媒質(zhì)波動導(dǎo)致的SO2濃度變化較大的煙氣脫硫雙循環(huán)多級水幕脫硫反應(yīng)系統(tǒng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，大型火力發(fā)電企業(yè)已基本安裝脫硫設(shè)施，脫硫方法一般為石灰石/石灰-石膏濕法，典型的脫硫反應(yīng)器為噴淋塔。而中小型燃煤鍋爐安裝脫硫設(shè)施的比例不高，一般均是在現(xiàn)有水膜除塵器或旋風(fēng)除塵器基礎(chǔ)上加以改裝，脫硫效率和穩(wěn)定性均較差。目前，應(yīng)用于中小型燃煤鍋爐煙氣脫硫市場的技術(shù)有麻石水膜脫硫技術(shù)、旋流板塔脫硫技術(shù)、文丘里旋風(fēng)脫硫技術(shù)、沖擊式旋風(fēng)脫硫技術(shù)、雙旋流脫硫技術(shù)等。
[0003]沖擊式旋風(fēng)脫硫技術(shù)由于脫硫效率低、能耗高等問題應(yīng)用受到很大限制；脈沖供電脫硫技術(shù)由于技術(shù)要求嚴(yán)格、運(yùn)行費(fèi)用偏高、操作維護(hù)難度大等原因也未能大范圍應(yīng)用；雙旋流脫硫技術(shù)存在脫硫效率偏低、反應(yīng)器容易積灰、易結(jié)垢腐蝕、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜等問題，而且該反應(yīng)器煙氣帶水問題未能得到很好的解決，限制了雙旋流技術(shù)的應(yīng)用。氣動乳化脫硫工藝由于進(jìn)口煙氣溫度和離子濃度高，故在塔下部形成酸性環(huán)境，脫硫漿液從上向下流，過濾器上方為堿性環(huán)境，所以防腐要求很高；另外煙氣帶水嚴(yán)重，對煙道和煙囪具有強(qiáng)烈的腐蝕作用。旋流板塔煙氣脫硫除塵裝置，其脫硫效果受噴淋漿液PH值影響很大。漿液pH值越高，脫硫效果越好，但此時塔內(nèi)構(gòu)件越容易結(jié)垢。另外，該類型除塵脫硫反應(yīng)器設(shè)計的液氣比一般的旋風(fēng)水膜除塵脫硫反應(yīng)器要高50%左右。L/G越高，對提高除塵脫硫效率越有利，但其負(fù)面影響是鍋爐排煙溫度降低較多、煙氣濕度高，引起引風(fēng)機(jī)積灰嚴(yán)重、振動及鋼煙道、引風(fēng)機(jī)、煙囪的腐蝕，并減少了煙氣的浮力型抬升高度，不利于煙氣的擴(kuò)散。雖然麻石水膜除塵脫硫反應(yīng)器有壽命長、易管理、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，但也存在許多不足。目前國內(nèi)生產(chǎn)的麻石水膜除塵脫硫反應(yīng)器除塵效率在95%以下，用水做介質(zhì)的脫硫效率在20%以下，用堿液或氨水做介質(zhì)的脫硫效率較高(95%左右)，而用石灰石做介質(zhì)的脫硫效率低于85%。特別是當(dāng)煙氣溫度低于露點(diǎn)時，煙氣中的水蒸氣將出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，形成無數(shù)的小液滴附著于煙道內(nèi)壁和風(fēng)機(jī)葉片上。由于液滴成分復(fù)雜，包含水、硫酸和硫酸鹽等，從而容易造成管路和風(fēng)機(jī)的腐蝕。一般當(dāng)動力設(shè)備低于露點(diǎn)運(yùn)行，不到3個月就會出現(xiàn)引風(fēng)機(jī)腐蝕，使引風(fēng)機(jī)無法正常運(yùn)行。當(dāng)濕煙氣的水蒸氣分壓達(dá)到飽和壓力時，水蒸氣含量達(dá)到極值。由于經(jīng)過洗滌凈化后的煙氣基本處于飽和狀態(tài)，因此，即使脫水裝置將煙氣中的液態(tài)水全部脫除，當(dāng)煙氣到達(dá)引風(fēng)機(jī)的溫度低于露點(diǎn)時，煙氣中的水蒸氣仍會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉片及其出口煙道結(jié)露，造成風(fēng)機(jī)帶水。風(fēng)機(jī)帶水還會引起引風(fēng)機(jī)粘灰，嚴(yán)重時使風(fēng)機(jī)失去動平衡而無法運(yùn)行。冬季環(huán)境溫度較低時，尾部煙道若未采取保溫或煙氣再熱裝置時，這種現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。
[0004]氣動乳化脫硫除塵裝置工藝流程為，煙氣從鍋爐排出后先去除粗顆粒粉塵，經(jīng)過加速階段速度達(dá)到一定值后從裝置的下方進(jìn)入，脫硫漿液則從塔上方向下運(yùn)動，煙氣和脫硫漿液在除塵脫硫塔內(nèi)逆向高速旋切摻混，脫硫漿液不斷被上升的含302煙氣沖破切碎，產(chǎn)生大量的小液滴，使氣液接觸表面積不斷增大高于一般濕法除塵脫硫技術(shù)十幾倍至幾十倍。
[0005]氣動乳化脫硫除塵裝置由于進(jìn)口煙氣溫度和離子濃度高，故在塔下部形成酸性環(huán)境，脫硫漿液從上向下流，過濾器上方為堿性環(huán)境，所以在防腐材料選擇時應(yīng)既滿足耐酸性又要滿足耐堿性。由于燃用煤種和含硫量變化大，而氣動乳化脫硫除塵裝置的脫硫穩(wěn)定性差，導(dǎo)致出口 SO2濃度易超標(biāo)。由于反應(yīng)塔內(nèi)真實(shí)液位是氣泡或泡沫，其引起的“虛假水位”容易達(dá)到了溢流口的高度，且脈沖擾動、氧化空氣鼓入、漿液噴淋等因素的綜合作用，引起液位波動，導(dǎo)致在煙氣出口水平煙道處易出現(xiàn)大量溢流液體，出現(xiàn)間歇性溢流現(xiàn)象，影響除塵和脫硫效率。另外，由于整套系統(tǒng)不設(shè)GGH，除塵脫硫反應(yīng)器出口煙氣溫度只有48°C左右，低溫下含飽和水蒸氣的凈煙氣容易產(chǎn)生冷凝酸，對煙道和煙囪具有強(qiáng)烈的腐蝕作用。為此，對“麥草制漿黑液協(xié)同控制燃煤煙氣S02和Hg機(jī)理研宄”，國家特批了國家自然科學(xué)基金，基金批準(zhǔn)號為“N0.51208502”。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對目前中小型燃煤鍋爐煙氣脫硫效率低、能耗高、脫硫設(shè)備與中小型鍋爐負(fù)荷的匹配、脫硫塔內(nèi)流場的優(yōu)化、脫硫參數(shù)運(yùn)行的科學(xué)問題等問題，本實(shí)用新型提供了一種雙循環(huán)多級水幕脫硫反應(yīng)系統(tǒng)裝置，該裝置不僅能夠應(yīng)用于燃煤媒質(zhì)波動較大的中小型燃煤鍋爐煙氣的脫硫，確保脫硫效率符合排放標(biāo)準(zhǔn)，而且在優(yōu)化參數(shù)條件下長時間運(yùn)行，反應(yīng)器內(nèi)部無腐蝕和結(jié)垢；雙循環(huán)多級水幕脫硫反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、壓力損失小、pH值和L/G分段控制，無腐蝕結(jié)垢現(xiàn)象。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:雙循環(huán)多級水幕脫硫反應(yīng)系統(tǒng)裝置，包括:除霧器、漿液出口單元、氣液接觸反應(yīng)單元、上段循環(huán)積液單元、雙圓錐導(dǎo)流組件、環(huán)形導(dǎo)流堰、溢流管、下段循環(huán)積液單元、漿液儲液槽、漿液循環(huán)泵、進(jìn)氣口、出氣口 ；該裝置有一個上部開口，下部封閉，圓筒狀的儲液槽，在儲液槽的中間部分固定連接著圓筒狀底部開口的反應(yīng)器，該反應(yīng)器是由多個筒狀的氣液接觸反應(yīng)單元通過法蘭盤和固定螺栓匹配固定組成；在每個氣液接觸反應(yīng)單元的內(nèi)部中心位置，通過十字支撐架固定著雙錐形的雙圓錐導(dǎo)流組件和在周圍壁上的環(huán)錐形凸起導(dǎo)流堰，雙圓錐導(dǎo)流組件與導(dǎo)流堰垂直間距為3:2:1:1.5;在反應(yīng)器的最上端，由下至上依次通過法蘭盤和固定螺栓固定連接有漿液出口單元、除霧器及出氣口 ；在反應(yīng)器的下部連通有管狀的進(jìn)氣口 ；反應(yīng)器中間設(shè)有漿液出口單元，將整個反應(yīng)器分為上段循環(huán)積液單元，、下段循環(huán)積液單元兩個反應(yīng)器，其長度比例為1:1;在上反應(yīng)器的底部設(shè)有漿液出口 ；在下反應(yīng)器上的漿液出口單元上方匹配設(shè)有多個穿孔管溢流式溢流管，以增加液體的分散面積；在儲液槽的底部兩側(cè)設(shè)有漿液循環(huán)泵，漿液循環(huán)泵的輸送管上設(shè)有控制開關(guān)，該漿液循環(huán)泵的輸送管分別與上下部的漿液出口單元相連接，分別把溢流管下部的漿液和漿液儲液槽的漿液打入上部和下部的漿液出口單元中，從而進(jìn)行雙循環(huán)反應(yīng)。
[0008]使用時，含302煙氣從煙氣進(jìn)氣口切向旋轉(zhuǎn)進(jìn)入雙循環(huán)多級水幕反應(yīng)器下段循環(huán)積液單元，煙氣在上升的過程中，與由漿液循環(huán)泵提供動力產(chǎn)生的液滴或液膜逆向接觸，通過穿孔溢流管進(jìn)入反應(yīng)器上段，同樣與由上段循環(huán)漿液泵提供動力產(chǎn)生的液滴或液膜逆向接觸，凈化后的煙氣由頂部出口經(jīng)過除霧器后排出；上段循環(huán)較高PH值(5.9?6.1)漿液在上段循環(huán)積液單元中通過溢流管進(jìn)入下段循環(huán)，與較低PH值(4.8?5.0)漿液混合，同時起到調(diào)整下段漿液PH值和促進(jìn)石灰石溶解作用。下段脫硫廢液由漿液槽低位排放口排出進(jìn)行后續(xù)處理。上、下循環(huán)漿液PH值輔以泵提供新鮮漿液進(jìn)行調(diào)整或維持。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:該裝置不僅能夠應(yīng)用于燃煤媒質(zhì)波動較大的中小型燃煤鍋爐煙氣的脫硫，確保脫硫效率符合排放標(biāo)準(zhǔn)，而且在優(yōu)化參數(shù)條件下長時間運(yùn)行，反應(yīng)器內(nèi)部無腐蝕和結(jié)垢；雙循環(huán)多級水幕脫硫反應(yīng)系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)簡單、壓力損失小、PH值和L/G分段控制，無腐蝕結(jié)垢現(xiàn)象。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0011]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0012]圖中1.除霧器，2.漿液出口單元，3.氣液接觸反應(yīng)單元，4.上段循環(huán)積液單元，
5.雙圓錐導(dǎo)流組件，6.導(dǎo)流堰，7.溢流管，8.下段循環(huán)積液單元，9.漿液儲液槽，10.漿液循環(huán)泵，11.導(dǎo)流板，12.進(jìn)氣口，13.出氣口。

【具體實(shí)施方式】
[0013]在圖1中，雙循環(huán)多級水幕脫硫反應(yīng)系統(tǒng)裝置，包括:除霧器1、漿液出口單元2、氣液接觸反應(yīng)單元3、上段循環(huán)積液單元4、雙圓錐導(dǎo)流組件5、環(huán)形導(dǎo)流堰6、溢流管7、下段循環(huán)積液單元8、漿液儲液槽9、漿液循環(huán)泵10、進(jìn)氣口 12、出氣口 13;該裝置有一個上部開口，下部封閉，圓筒狀的儲液槽9，在儲液槽9的中間部分固定連接著圓筒狀底部開口的反應(yīng)器，該反應(yīng)器是由多個筒狀的氣液接觸反應(yīng)單元3通過法蘭盤和固定螺栓匹配固定組成；在每個氣液接觸反應(yīng)單元3的內(nèi)部中心位置，通過十字支撐架固定著雙錐形的雙圓錐導(dǎo)流組件5和在周圍壁上的環(huán)錐形凸起導(dǎo)流堰6，雙圓錐導(dǎo)流組件5與導(dǎo)流堰6垂直間距為3:2:1:1.5;在反應(yīng)器的最上端，由下至上依次通過法蘭盤和固定螺栓固定連接有漿液出口單元2、除霧器I及出氣口 13;在反應(yīng)器的下部連通有管狀的進(jìn)氣口 12;反應(yīng)器中間設(shè)有漿液出口單元2，將整個反應(yīng)器分為上段循環(huán)積液單元4，、下段循環(huán)積液單元8兩個反應(yīng)器，其長度比例為1:1;在上反應(yīng)器的底部設(shè)有漿液出口 ；在下反應(yīng)器上的漿液出口單元2上方匹配設(shè)有多個穿孔管溢流式溢流管7，以增加液體的分散面積；在儲液槽9的底部兩側(cè)設(shè)有漿液循環(huán)泵10，漿液循環(huán)泵10的輸送管上設(shè)有控制開關(guān)，該漿液循環(huán)泵10的輸送管分別與上下部的漿液出口單元2相連接，分別把溢流管7下部的漿液和漿液儲液槽9的漿液打入上部和下部的漿液出口單元2中，從而進(jìn)行雙循環(huán)反應(yīng)。
[0014]使用時，含SO2煙氣從煙氣進(jìn)氣口 12切向旋轉(zhuǎn)進(jìn)入雙循環(huán)多級水幕反應(yīng)器下段循環(huán)積液單元8，煙氣在上升的過程中，與由漿液循環(huán)泵10提供動力產(chǎn)生的液滴或液膜逆向接觸，通過穿孔溢流管7進(jìn)入反應(yīng)器上段，同樣與由上段循環(huán)漿液泵10提供動力產(chǎn)生的液滴或液膜逆向接觸，凈化后的煙氣由頂部出口經(jīng)過除霧器后排出；上段循環(huán)較高PH值(5.9?6.1)漿液在上段循環(huán)積液單元4中通過溢流管7進(jìn)入下段循環(huán)，與較低pH值(4.8?5.0)漿液混合，同時起到調(diào)整下段漿液pH值和促進(jìn)石灰石溶解作用。下段脫硫廢液由漿液槽低位排放口排出進(jìn)行后續(xù)處理。上、下循環(huán)漿液PH值輔以泵提供新鮮漿液進(jìn)行調(diào)整或維持。
【權(quán)利要求】
1.雙循環(huán)多級水幕脫硫反應(yīng)系統(tǒng)裝置，包括:除霧器(I)、漿液出口單元(2)、氣液接觸反應(yīng)單元(3)、上段循環(huán)積液單元(4)、雙圓錐導(dǎo)流組件(5)、環(huán)形導(dǎo)流堰(6)、溢流管(7)、下段循環(huán)積液單元(8)、漿液儲液槽(9)、漿液循環(huán)泵(10)、進(jìn)氣口(12)、出氣口(13);其特征是:該裝置有一個上部開口，下部封閉，圓筒狀的儲液槽(9)，在儲液槽(9)的中間部分固定連接著圓筒狀底部開口的反應(yīng)器，該反應(yīng)器是由多個筒狀的氣液接觸反應(yīng)單元(3)通過法蘭盤和固定螺栓匹配固定組成；在每個氣液接觸反應(yīng)單元(3)的內(nèi)部中心位置，通過十字支撐架固定著雙錐形的雙圓錐導(dǎo)流組件(5)和在周圍壁上的環(huán)錐形凸起導(dǎo)流堰(6)，雙圓錐導(dǎo)流組件(5)與導(dǎo)流堰(6)垂直間距為3:2:1:1.5 ;在反應(yīng)器的最上端，由下至上依次通過法蘭盤和固定螺栓固定連接有漿液出口單元(2)、除霧器(I)及出氣口(13);在反應(yīng)器的下部連通有管狀的進(jìn)氣口(12);反應(yīng)器中間設(shè)有漿液出口單元(2)，將整個反應(yīng)器分為上段循環(huán)積液單元(4)，下段循環(huán)積液單元(8)兩個反應(yīng)器，其長度比例為1:1 ;在上反應(yīng)器的底部設(shè)有漿液出口 ；在下反應(yīng)器上的漿液出口單元(2)上方匹配設(shè)有多個穿孔管溢流式溢流管(7);在儲液槽(9)的底部兩側(cè)設(shè)有漿液循環(huán)泵(10)，漿液循環(huán)泵(10)的輸送管上設(shè)有控制開關(guān)，該漿液循環(huán)泵(10)的輸送管分別與上下部的漿液出口單元(2)相連接。
【文檔編號】B01D53/50GK204220017SQ201420686209
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】王澤 , 田立江, 宋思楊 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)