本實用新型涉及焦爐煙氣治理技術領域，尤其涉及一種焦爐煙氣干式脫硫裝置、焦爐煙氣干式脫硫除塵一體化系統(tǒng)。
背景技術：
焦爐是用煤煉制焦炭的窯爐，在裝煤、推焦、熄焦以及生產過程中會產生大量煙氣。焦爐煙氣中含有H2S，前端煤氣脫硫裝置未能完全脫除H2S，焦爐煤氣參與燃燒供熱，生成SO2，濃度在80～450mg/m3。與電廠煙氣參數相比，焦爐煙道氣具有以下特點：
1)焦爐煙道氣溫度相對較低。電廠煙氣溫度在300～400℃之間，焦化廠焦爐煙道廢氣溫度相對較低，一般低于250℃，如果采用高爐煤氣加熱焦爐，則煙道廢氣溫度會更低(一般低于200℃)。在煙氣溫度低于250℃的情況下，如果采用電廠煙氣脫硝所采用的催化劑進行脫硝，則脫硝效率很低，無法滿足煙氣排放標準的要求。
2)焦爐煙囪必須始終處于熱備狀態(tài)。與電廠煙氣相比，焦爐煙道廢氣經過脫硫脫硝以后必須回到焦爐煙囪，經過加熱焦爐煙囪以后再排放至大氣，因此焦爐煙囪始終處于熱備狀態(tài)。經過脫硫脫硝后的煙道氣溫度必須高于煙氣露點溫度，且煙氣溫度不得低于130℃。
3)SO2含量對低溫脫硝的影響：在選擇性催化還原(SCR)催化劑的作用下，焦爐煙氣中部分SO2會被轉化為SO3。在180℃至230℃的溫度區(qū)間內，氨氣與SO3反應極易生成硫酸氫銨。硫酸氫銨極易潮解，熔點溫度為147℃，沸點為350℃。硫酸氫銨非常粘稠且難以清除，粘附在催化劑表面，會嚴重影響催化劑的使用效率。
在焦爐煙氣治理方面，獨立焦化廠用自產的高熱值焦爐煤氣加熱，操作不嚴格時燃燒室溫度較高，容易產生氮氧化物?；貭t加熱用的焦爐煤氣盡管已經凈化，但相對于高爐煤氣而言，仍然含有較高的硫化物(無機硫和有機硫)和氨、HCN、吡啶、喹啉等含氮組分，最終形成SO2和NOX。我國獨立焦化廠幾乎都是一段加熱，燃燒室容易產生局部高溫而形成NOX。因此，獨立焦化廠煙道氣中的SO2和NOX較高，難于達標，需要采取后處理措施。
目前在國內外焦化領域，針對焦爐煙道氣的脫硫脫硝技術尚處于研發(fā)階段。申請公布號為CN 105107349A的中國專利文獻公開了一種焦爐煙道氣脫硫脫硝聯合凈化工藝及裝置，該凈化工藝在煙氣脫硝之前先進行脫硫，其脫硫系統(tǒng)由脫硫塔、脫硫劑溶液制備單元、循環(huán)灰溶液制備單元和溶液輸送單元組成，由脫硫劑溶液制備單元制備的碳酸鈉溶液通過溶液輸送單元輸送至脫硫塔頂部的頂罐，然后脫硫劑溶液自流進入霧化器，霧化器將脫硫劑溶液霧化成50～100微米的微粒；通過脫硫塔頂部的煙氣分配器使焦爐煙道氣在脫硫塔內均勻分布，焦爐煙道氣與霧化后的脫硫劑微粒在脫硫塔內充分混合，二氧化硫與脫硫微粒發(fā)生物料化學反應，生成亞硫酸鈉，脫除焦爐煙道氣中的二氧化硫，粉狀亞硫酸鈉隨焦爐煙道氣脫硫后的煙氣進入除塵脫硝系統(tǒng)。
上述技術采用旋轉噴霧半干法脫硫，但是對二氧化硫和三氧化硫的脫除效果較差。
技術實現要素：
有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N焦爐煙氣干式脫硫裝置、焦爐煙氣干式脫硫除塵一體化系統(tǒng)，采用本實用新型提供的脫硫裝置凈化焦爐煙氣，SOX的脫除效果較好。
本實用新型提供一種焦爐煙氣干式脫硫裝置，包括：
從底部到頂部依次連通的進氣煙道、一級流化床段、文丘里段、錐形段和二級流化床段；所述一級流化床段設置有固體鈉基吸收劑供應單元；所述一級流化床段與文丘里段連接處設置有固體鈣基吸收劑供應單元；所述二級流化床段具有出口。
優(yōu)選地，所述錐形段設置有增濕降溫單元。
優(yōu)選地，所述進氣煙道還設置有氣流均布單元。
在本實用新型中，高溫焦爐煙氣通過進氣煙道首先引入一級流化床段，與在此處加入的固體鈉基吸收劑混合反應，初步吸收煙氣中的SOX。反應后的煙氣和后續(xù)加入的固體鈣基吸收劑通過文丘里段的加速，被送入二級流化床段，大量鈣基和鈉基吸收劑顆粒形成激烈湍動的大比表面物料床層，進一步將煙氣中的SOX吸收、脫除。同時，高湍動的二級流化床段可以使得其內部的焦爐煙氣中攜帶的超細粉塵聚集凝并、增大，形成較粗顆粒，更有利于煙塵被后續(xù)的除塵器脫除。并且，焦爐煙氣中還含有硫化氫，焦油等污染物，在低溫段高湍動的二級流化床段，氣固兩相由于氣流的作用，產生激烈的湍動與混合，硫化氫和焦油與吸收劑充分接觸，進而實現高效的脫除。
與現有技術相比，本實用新型采用高溫的一級流化床段、加低溫高湍動的二級流化床段相結合的新型反應器，能最大限度提高對焦爐煙氣的脫硫效率。并且，低溫高湍動的二級流化床段具有高效傳質、傳熱的湍動環(huán)境，有利于超細煙塵的凝并，粉塵顆粒增大，進而實現焦爐煙氣中超細粉塵的高效脫除。
此外，本申請優(yōu)選在脫硫裝置錐形段設置增濕降溫單元，通過其霧化噴水降溫，溫降可控為煙囪入口排煙溫度不低于130℃，利于脫硫、降低能耗等。
本申請?zhí)峁┮环N焦爐煙氣干式脫硫除塵一體化系統(tǒng)，包括：
上文所述的脫硫裝置；
進料口與所述脫硫裝置中二級流化床段出口連接的除塵裝置；
與所述除塵裝置出氣口連接的引風機，用于引出凈煙氣。
優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：與引風機出口連接的循環(huán)煙道，所述循環(huán)煙道與脫硫裝置中進氣煙道相連，所述循環(huán)煙道設置有煙氣負荷調節(jié)裝置。
優(yōu)選地，所述除塵裝置為布袋除塵器；布袋除塵器下端通過空氣斜槽，與脫硫裝置中一級流化床段與文丘里段連接處相連，和/或與脫硫裝置中一級流化床段中部相連。
優(yōu)選地，所述布袋除塵器還具有副產物出口，與副產物儲倉連接。
本實用新型還提供一種焦爐煙氣干式脫硫除塵一體化方法，包括以下步驟：
1)將高溫焦爐煙氣與固體鈉基吸收劑以固體流態(tài)化方式反應，得到初步脫硫煙氣；
2)將所述初步脫硫煙氣與固體鈣基吸收劑混合通過文丘里加速后，以固體流態(tài)化方式反應，得到脫硫煙氣；
3)將所述脫硫煙氣除塵，得到凈煙氣。
優(yōu)選地，所述步驟2)中反應在增濕降溫的條件下進行，所述增濕降溫控制溫降為煙囪入口排煙溫度不低于130℃。
優(yōu)選地，所述步驟3)通過布袋過濾除塵，得到凈煙氣和未反應完的固體物料；
將部分所述凈煙氣引回步驟1)調節(jié)煙氣負荷；將所述未反應完的固體物料返回步驟1)和/或步驟2)。
與現有技術相比，本實用新型提供的脫硫除塵一體化系統(tǒng)以“新型脫硫裝置+除塵裝置”為核心，主要由高溫的一級流化床段、低溫高湍動的二級流化床段、固體吸收劑供應單元等組成。通過此系統(tǒng)，本實用新型能高效脫除SO2及SO3，脫除效率高達98％以上，并且能將焦爐煙氣中的SOX、硫化氫、焦油和超細粉塵顆粒一攬子脫除，實現SO2控制在30mg/m3以下，煙塵控制在10mg/m3以下的環(huán)保超低排放指標。
附圖說明
圖1為本申請實施例提供的焦爐煙氣干式脫硫除塵一體化流程示意圖。
具體實施方式
下面對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
本實用新型提供了一種焦爐煙氣干式脫硫裝置，包括：
從底部到頂部依次連通的進氣煙道、一級流化床段、文丘里段、錐形段和二級流化床段；所述一級流化床段設置有固體鈉基吸收劑供應單元；所述一級流化床段與文丘里段連接處設置有固體鈣基吸收劑供應單元；所述二級流化床段具有出口。
本申請?zhí)峁┝艘环N新型脫硫反應裝置，采用本實用新型提供的脫硫裝置凈化焦爐煙氣，能獲得較好的SOX脫除效果，并利于后續(xù)粉塵等的高效脫除。
本申請?zhí)峁┑拿摿蜓b置的底部包括進氣煙道，用于引入焦爐煙氣。所述脫硫裝置可具有文丘里空塔結構；在本申請實施例的脫硫裝置中，與進氣煙道連接、連通的是一級流化床段。
焦爐煙氣溫度范圍廣，溫度變化為190～280℃。高溫的焦爐煙氣(200～280℃)可以經余熱鍋爐熱量回收利用，也可不經余熱鍋爐熱量回收利用。焦爐煙氣(200～280℃)通過進氣煙道首先引入一級流化床段，所述一級流化床段為高溫段一級反應器(反應床)，作為一級吸收反應場所。其中，將大量固體顆粒懸浮于運動的流體之中，從而使顆粒具有流體的某些表觀特征，這種流固接觸狀態(tài)稱為固體流態(tài)化，即流化床，也稱輸送床。
在本實用新型中，所述一級流化床段設置有固體鈉基吸收劑供應單元，其用于供應固體鈉基吸收劑，一般包括鈉基吸收劑倉和與其連接的給料器。在本實用新型實施例中，所述固體鈉基吸收劑供應單元設置在一級流化床段前端。本實用新型實施例通過給料器在高溫段一級反應器中，加入固體鈉基吸收劑如NaHCO3等。
在本實用新型的優(yōu)選實施例中，所述進氣煙道還設置有氣流均布單元，使得進入高溫段一級反應器的煙氣分布均勻，保證鈉基吸收劑和煙氣中的SOX充分混合反應。同時，可以根據煙氣中的SOX濃度及脫硫后煙氣溫度的要求，調節(jié)鈉基吸收劑的加入量。此外，在本實用新型的實施例中，高溫段一級反應器有大量的鈣基及鈉基吸收劑循環(huán)物料，可通過后端除塵器收集后，經大流量空氣斜槽由一級流化床段中部加入。本申請實施例通過新加入的鈉基吸收劑和循環(huán)返料，初步吸收煙氣中的SOX，完成高溫段一級反應器脫硫反應。
在本實用新型的具體實施例中，加入的鈉基吸收劑(NaHCO3)與焦爐高溫煙氣接觸，在熱煙氣中分解成細度更小、比表面積更大、活性更高的Na2CO3，同時分解生成的H2O能增加煙氣的濕度，為后續(xù)脫硫反應等創(chuàng)造條件。在高溫段一級反應器鈉基吸收劑和煙氣中的SOX充分混合反應，主要反應式如下：
2NaHCO3+SO2＝Na2SO3+2CO2+H2O；
2NaHCO3+SO3＝Na2SO4+2CO2+H2O；
Na2CO3+SO2＝Na2SO3+CO2；
Na2CO3+SO3＝Na2SO4+CO2；
Na2SO3+1/2O2＝Na2SO4。
在本實用新型的具體實施例中，所述一級流化床段的煙氣的停留的時間為0.1s～0.5s。
在本申請實施例的脫硫裝置中，與一級流化床段連接、連通的是文丘里段，用于加速、引入煙氣物料。所述文丘里段為本領域技術人員熟知的脫硫裝置部分，本申請可以采用單孔或多孔文丘里管加速段。在本實用新型中，所述一級流化床段與文丘里段連接處設置有固體鈣基吸收劑供應單元，用于供應固體鈣基吸收劑如Ca(OH)2，一般包括鈣基吸收劑倉和與其連接的給料器。
本申請實施例所述脫硫裝置包括錐形段和二級流化床段；錐形段的小徑端與文丘里段連通，大徑端與二級流化床段連通。在本申請的實施例中，所述錐形段設置有增濕降溫單元。本實用新型對所述增濕降溫單元沒有特殊限制，如可采用本領域常用的霧化水噴射設備。本申請優(yōu)選在脫硫裝置錐形段設置增濕降溫單元，通過其霧化噴水降溫，溫降可控在煙囪入口排煙溫度不低于130℃，利于脫硫、降低能耗等。
在本申請實施例中，二級流化床段位于脫硫裝置上部且延伸至頂部。所述二級流化床段為低溫段高湍動二級反應床(反應器)或高湍動二級反應器，其頂部具有出口，可排出脫硫煙氣。在本實用新型的具體實施例中，所述二級流化床段的煙氣的停留的時間為1s～15s。
在本實用新型的具體實施例中，高溫段一級反應床后端與低溫段高湍動二級反應床反應器連接，通過文丘里加速段，大量鈉基及鈣基物料被送入低溫段高湍動二級反應床反應器中，低溫段高湍動二級反應床中加入鈣基吸收劑，大量鈉基及鈣基物料顆粒及新加入的鈣基吸收劑與煙氣激烈湍動混合，充分接觸，形成激烈湍動的大比表面物料床層，床內的物料濃度最高部位(Ca+Na)/S比高達50以上，極大地強化了氣固間的傳質與傳熱。并且，可通過增濕降溫單元霧化噴水降溫，溫降控制在煙囪入口排煙溫度不低于130℃，進一步將煙氣中的SOX吸收、脫除。其中，高湍動二級反應床中的主要反應式如下：
Na2CO3+SO2＝Na2SO3+CO2；
Na2CO3+SO3＝Na2SO4+CO2；
Na2SO3+1/2O2＝Na2SO4；
Ca(OH)2+SO2＝CaSO3·1/2H2O+1/2H2O；
Ca(OH)2+SO3＝CaSO4·1/2H2O+1/2H2O；
CaSO3·1/2H2O+1/2O2＝CaSO4·1/2H2O；
Ca(OH)2+H2S→CaSO3。
同時，本申請采用高湍動二級反應器，可以使得焦爐煙氣中攜帶的超細粉塵在高湍動的反應器內，聚集凝并、增大而形成較粗顆粒，更有利于煙塵被后續(xù)的除塵器脫除。而且焦爐煙氣中還含有硫化氫，焦油等污染物，低溫段高湍動二級反應床反應器中氣固兩相由于氣流的作用，產生激烈的湍動與混合，硫化氫和焦油與吸收劑充分接觸，進而實現高效的脫除。
因此，本申請采用高溫段一級反應器加低溫段高湍動二級反應床相結合的新型反應器，能最大限度提高脫硫效率。同時，可根據項目的特點，很好的控制煙氣溫度的降低，溫降控制在煙囪入口排煙溫度不低于130℃，且低溫段高湍動二級反應床具有高效傳質、傳熱的湍動環(huán)境，有利于超細煙塵的凝并，粉塵顆粒增大，進而實現焦爐煙氣中超細粉塵的高效脫除。
本申請?zhí)峁┝艘环N焦爐煙氣干式脫硫除塵一體化系統(tǒng)，包括：
上文所述的脫硫裝置；
進料口與所述脫硫裝置中二級流化床段出口連接的除塵裝置；
與所述除塵裝置出氣口連接的引風機，用于引出凈煙氣。
采用本申請設計的脫硫除塵一體化凈化系統(tǒng)，能以較低的投資和運行成本，實現焦化行業(yè)焦爐煙氣的有效治理。
本實用新型提供的脫硫除塵一體化系統(tǒng)包括脫硫裝置，所述脫硫裝置的內容如前文所述。在本實用新型的實施例中，所述一體化系統(tǒng)的脫硫裝置包括進氣煙道，其設置有氣流均布單元，可以使得進入高溫段一級反應器的煙氣分布均勻，保證鈉基吸收劑和煙氣中的SOX充分混合反應。
在本實用新型的實施例中，所述一體化系統(tǒng)的脫硫裝置包括高溫段一級反應床和文丘里段，高溫段一級反應床通過給料器連接有鈉基吸收劑倉，高溫段一級反應床和文丘里段連接處通過給料器連接有鈣基吸收劑倉。本申請實施例主要通過加入的鈉基吸收劑等，在高溫段一級反應器初步吸收煙氣中的SOX。
在本實用新型的實施例中，所述一體化系統(tǒng)的脫硫裝置包括錐形段和低溫段高湍動二級反應床，在所述錐形段設置霧化水噴射設備。在本實用新型的具體實施例中，高溫段一級反應床后端與低溫段高湍動二級反應床反應器連接，通過文丘里加速段，大量鈉基及鈣基物料被送入低溫段高湍動二級反應床中，低溫段高湍動二級反應床中加入鈣基吸收劑，大量鈉基及鈣基物料顆粒及新加入的鈣基吸收劑與煙氣激烈湍動混合，充分接觸，形成激烈湍動的大比表面物料床層，床內的物料濃度最高部位(Ca+Na)/S比高達50以上，極大地強化了氣固間的傳質與傳熱。并且，可通過霧化水噴射設備這種增濕降溫單元霧化噴水降溫，溫降控制在煙囪入口排煙溫度不低于130℃，進一步將煙氣中的SOX吸收、脫除。同時，本申請也利于煙塵、硫化氫和焦油等的高效脫除。
本申請?zhí)峁┑母墒矫摿虺龎m一體化系統(tǒng)包括除塵裝置，其進料口與脫硫裝置中二級流化床段出口連接，以對脫硫煙氣進行除塵。在本申請中，所述除塵裝置優(yōu)選為布袋除塵器。
本申請對所述布袋除塵器沒有特殊限制，采用本領域常用的即可。在本申請的實施例中，布袋除塵器下端通過空氣斜槽，與脫硫裝置中一級流化床段與文丘里段連接處相連，和/或與脫硫裝置中一級流化床段中部相連，實現物料循環(huán)。本申請實施例中的布袋除塵器底部具有副產物出口，即副產物外排口，可與副產物儲倉(脫硫副產物倉)連接。
在本申請實施例中，低溫段高湍動二級反應床出口直接連接布袋除塵器，濾袋上的粉餅層物料中還含有一定量的吸收劑，可以在脫除煙氣粉塵的同時，進一步吸收脫除煙氣中的SO2。大量未反應完的吸收劑則從布袋下端通過大流量空氣斜槽返回輸送床重復利用；少部分反應完全的副產物外排至副產物儲倉。
本申請實施例提供的干式脫硫除塵一體化系統(tǒng)包括引風機，其與除塵裝置出氣口連接，并通過往煙囪排放煙道引出凈煙氣。比如，最終煙氣中團聚凝并形成的粗顆粒經布袋除塵器凈化后通過引風機排至煙囪。
在本申請的優(yōu)選實施例中，所述系統(tǒng)還包括：與引風機出口連接的循環(huán)煙道；所述循環(huán)煙道與脫硫裝置中進氣煙道相連，實現煙氣再循環(huán)。作為優(yōu)選，所述循環(huán)煙道設置有煙氣負荷調節(jié)裝置。
在本申請實施例中，焦爐煙氣負荷波動范圍為0％～100％，為了保證高溫段一級反應器加低溫段高湍動二級反應床新型反應裝置在各工況下具有很好的適應性，本申請可加設常規(guī)的負荷調節(jié)裝置，高溫段一級反應器入口為負壓，通過連接煙道可將引風機后的凈煙氣引回至反應裝置入口，從而保證在低負荷工況下新型反應器的穩(wěn)定運行。
通過此系統(tǒng)，本實用新型能高效脫除SO2及SO3，并且能將焦爐煙氣中的SOX、硫化氫、焦油和超細粉塵顆粒一攬子脫除。本實用新型系統(tǒng)投資和運行費用較低，較SDA脫硫路線裝置可節(jié)省投資費用20％～40％甚至以上，節(jié)省運行費用40％以上，具有明顯的技術和經濟應用優(yōu)勢。
相應地，本實用新型還提供了一種焦爐煙氣干式脫硫除塵一體化方法，包括：
1)將高溫焦爐煙氣與固體鈉基吸收劑以固體流態(tài)化方式反應，得到初步脫硫煙氣；
2)將所述初步脫硫煙氣與固體鈣基吸收劑混合通過文丘里加速后，以固體流態(tài)化方式反應，得到脫硫煙氣；
3)將所述脫硫煙氣除塵，得到凈煙氣。
本實用新型提供的焦爐煙氣干式脫硫除塵一體化技術方法能實現焦化行業(yè)煙氣的有效治理，滿足國家環(huán)保排放標準，實現大氣污染物的超低排放。并且，本實用新型工藝流程簡單，投資和運行成本較低。
參見圖1，圖1為本申請實施例提供的焦爐煙氣干式脫硫除塵一體化流程示意圖。本實用新型實施例首先將190～280℃的焦爐煙氣通過煙道引入高溫段一級反應器，吸收劑倉的固體鈉基吸收劑通過給料器在輸送床反應器前端加入，以高溫段一級反應器作為一級吸收反應場所，加入的鈉基吸收劑(NaHCO3)與焦爐高溫煙氣接觸，以固體流態(tài)化方式反應，吸收脫除煙氣中的SOX，得到初步脫硫煙氣。
其中，加入的NaHCO3吸收劑在熱煙氣中分解成細度更小，比表面積更大、活性更高的Na2CO3，同時分解生成的H2O，增加煙氣的濕度，為低溫段高湍動二級反應床中鈣基吸收劑與SOX的反應創(chuàng)造條件。另外，給料器為變頻控制，可根據煙氣中SOX濃度及煙氣溫降的要求，調節(jié)鈉基吸收劑的加入量。在本實用新型的實施例中，所述鈉基吸收劑與煙氣中(S)的摩爾比優(yōu)選在0.1～0.4之間，相對應的溫降為30～0℃。
同時，在高溫段一級反應器前端設有氣流均布裝置，使得進入輸送床反應器的煙氣分布均勻，保證在高溫段一級反應器鈉基吸收劑和煙氣中的SOX充分混合反應。本實用新型實施例還可設計煙氣調節(jié)裝置，保證不同焦爐負荷下，高溫段一級反應器內煙氣流速在18m/s以上，利于裝置穩(wěn)定運行。
得到初步脫硫煙氣后，本實用新型實施例將其與固體鈣基吸收劑混合通過文丘里加速后，在低溫段高湍動二級反應器這個二級吸收反應場所，加入的鈣基吸收劑以固體流態(tài)化方式，反應吸收、脫除煙氣中SOX，得到脫硫煙氣。本申請實施例采用高溫段一級反應器+低溫段高湍動二級反應器相結合的新型脫硫反應裝置，兩級吸收脫除，SOX吸收脫除效率更高。
在本申請的具體實施例中，后端布袋除塵器收集的未反應完全的鈣基及鈉基吸收劑，可通過大流量空氣斜槽從低溫段高湍動二級反應器前端加入，還可加入到高溫段一級反應器，循環(huán)利用。高溫段一級反應器后端與低溫段高湍動二級反應器連接，吸收劑倉的鈣基吸收劑如Ca(OH)2通過給料器在低溫段高湍動二級反應器下部加入；鈣基吸收劑給料器為變頻控制，根據煙氣SOX排放濃度的要求調節(jié)鈣基吸收劑的加入量，加入的鈣基吸收劑與煙氣中(S)的摩爾比優(yōu)選為1～1.2。
在本實用新型的優(yōu)選實施例中，加入的新鮮的鈣基吸收劑、從高溫段一級反應器帶來的鈉基物料及循環(huán)回來的鈉基和鈣基物料，通過文丘里加速進入低溫段高湍動二級反應器，通過增濕降溫單元霧化噴水降溫，增濕降溫單元根據煙氣濕度調整噴水量，溫降控制在煙囪入口排煙溫度不低于130℃，創(chuàng)造SOX與Ca(OH)2的反應轉化為可以瞬間完成的離子型反應，進一步將煙氣中的SOX吸收脫除。
本實用新型實施例將加入的新鮮的鈣基吸收劑、從高溫段一級反應器帶來的鈉基物料及循環(huán)回來的鈉基和鈣基物料，通過文丘里加速進入低溫段高湍動二級反應器，大量鈣基及鈉基吸收劑顆粒與煙氣激烈湍動混合，充分接觸，形成激烈湍動的大比表面物料床層，床內物料濃度最高部位的(Ca+Na)/S比高達50以上，極大地強化了氣固間的傳質與傳熱，實現SOX高效的吸收脫除。
另外，在本實用新型中，焦爐細微顆粒物在低溫段高湍動二級反應器內，始終處于增濕、團聚、凝并的環(huán)境，細微顆粒物粉塵聚集凝并、增大成較粗顆粒，更有利于被后續(xù)的布袋除塵器脫除。
得到脫硫煙氣后，本實用新型優(yōu)選將所述脫硫煙氣通過布袋除塵器除塵，布袋除塵器濾袋上粉餅層物料中還含有一定量的鈉基及鈣基吸收劑，可以在脫除煙氣粉塵的同時，再次吸收脫除煙氣中的SOX，可得到凈煙氣和未反應完的固體物料。在本實用新型實施例中，低溫段高湍動二級反應器出口連接布袋除塵器，布袋除塵器出來的凈煙氣經過引風機排入煙囪。
在本實用新型的優(yōu)選實施例中，引風機出口設置循環(huán)煙道，與高溫段一級反應器前煙道相連，通過煙氣再循環(huán)，將部分所述凈煙氣回引；連接煙道設置調節(jié)裝置，根據前端負荷煙氣量變化情況，調整調節(jié)裝置調節(jié)煙氣負荷，保證高溫段一級反應器內煙氣流速在18m/s以上，保證反應器的穩(wěn)定運行。
在本實用新型的優(yōu)選實施例中，布袋除塵器將未反應完的物料收集，大部分通過空氣斜槽加入輸送床反應器繼續(xù)參與反應，實現物料循環(huán)；少量反應后的副產物外排至副產物儲倉，通過密封罐車運走。
綜上所述，本實用新型可采用高溫段一級反應器+低溫段高湍動二級反應器相結合的新型脫硫反應裝置，兩級吸收脫除的反應機理，SOX吸收脫除效率更高。SO3及SO2的高效脫除，能解決SO3及SO2生成的硫酸氫銨對脫硝催化劑的脫硝效率的問題；干式脫硫除塵可解決霧化器堵塞、磨損及結塊問題以及物料的浪費等問題。
本實用新型通過焦爐煙氣干式脫硫除塵一體化方法及系統(tǒng)實現了焦爐煙氣脫硫除塵一體化控制，保證焦爐煙氣SO2排放控制在30mg/m3以下，煙塵排放控制在10mg/m3以下，實現大氣污染物的“超低排放”。
在本實用新型中，鈉基吸收劑與焦爐高溫煙氣接觸，在熱煙氣中分解生成H2O，增加煙氣的濕度，為低溫段高湍動二級反應床中鈣基吸收劑與SOX的反應創(chuàng)造條件，減少低溫段高湍動二級反應器中水的噴入，減少降溫，煙氣溫降可控制在煙囪入口排煙溫度不低于130℃。本實用新型經過脫硫除塵后的煙囪排放煙氣溫度不低于130℃，滿足煙囪的熱備，保證在脫硫除塵系統(tǒng)出現故障時，焦爐煙氣能通過旁路從依靠煙囪的自拔力能順利的排出。
本實用新型實現了脫硫除塵一體化控制，工藝流程簡單，操作簡便，運行穩(wěn)定，可協同高效脫除SO3、硫化氫、焦油，且無廢水(渣)二次污染產生、無需防腐處理，適于工業(yè)化推廣。
為了進一步理解本申請，下面結合實施例對本實用新型提供的焦爐煙氣干式脫硫裝置、焦爐煙氣干式脫硫除塵一體化系統(tǒng)進行具體地描述。
實施例1：
某焦化廠2*40萬t焦爐使用本實用新型焦爐煙道氣脫硫除塵工藝系統(tǒng)，煙氣量為180000Nm3/h(標況)；入口煙氣溫度為190℃，原煙氣SO2濃度為500mg/Nm3。使用固體Ca(OH)2及固體NaHCO3作吸收劑，Na/S比為0.1，Ca/S比為1.2，物料濃度最高部位(Ca+Na)/S比為50，溫降為30℃。
需要凈化的焦爐煙氣進入高溫段一級反應器(停留時間為0.1s)，煙氣流速為18m/s；鈉基吸收劑通過給料器加入高溫段一級反應器中，煙氣中的SOX與加入的鈉基吸收劑和充分混合反應，得到初步脫硫煙氣。吸收劑倉的鈣基吸收劑通過給料器在低溫段高湍動二級反應器下部加入，從高溫段一級反應器帶來的鈉基物料及循環(huán)回來的鈉基和鈣基物料通過文丘里加速，進入低溫段高湍動二級反應器(停留時間為11s)，通過霧化水噴射設備進行霧化噴水降溫，溫降控制在30℃，進一步將煙氣中的SOX吸收脫除，得到脫硫煙氣。
由于低溫段高湍動二級反應器內始終處于增濕、團聚、凝并的環(huán)境，細微顆粒粉塵聚集凝并、增大成較粗顆粒，更有利于被后續(xù)的布袋除塵器脫除。脫硫煙氣經后端布袋除塵器除塵，得到凈煙氣，煙囪排放煙氣溫度不低于130℃。
后端布袋除塵器收集未反應完的物料，大部分物料經空氣斜槽返回輸送床反應器中部繼續(xù)參加循環(huán)反應。布袋除塵器濾袋上粉餅層物料中還含有一定量的鈉基及鈣基吸收劑，在脫除煙氣粉塵的同時再次吸收脫除煙氣中的SO2。經過多級處理后的凈煙氣經引風機排往煙囪。焦爐煙氣負荷波動范圍為30％～100％，當焦爐負荷降低時，開啟煙氣調節(jié)裝置，保持反應器內具有足夠的煙氣流速。另外，固體副產物主要為Na2SO3、Na2SO4、CaSO3、CaSO4、以及少量未反應的Ca(OH)2及NaHCO3，少量反應后的副產物外排至副產物儲倉，通過密封罐車運走。
此實用新型裝置脫硫效率為98％，焦爐煙氣SO2排放為10mg/m3，煙塵排放為4.5mg/m3。本實用新型克服傳統(tǒng)半干法裝置存在的弊端，實現一體化控制，工藝流程簡單，操作簡便，運行穩(wěn)定，可協同高效脫除SO3、H2S及焦油，且無廢水(渣)二次污染產生、無需防腐處理。
實施例2：
某焦化廠200萬t焦爐使用本實用新型焦爐煙道氣脫硫除塵工藝系統(tǒng)。煙氣量為380000Nm3/h(標況)；入口煙氣溫度為280℃，原煙氣SO2濃度為200mg/Nm3。使用固體Ca(OH)2及固體NaHCO3作吸收劑，Na/S比為0.4，Ca/S比為1.0，物料濃度最高部位(Ca+Na)/S比為50，溫降為0℃。
需要凈化的焦爐煙氣進入高溫段一級反應器(停留時間為0.2s)，煙氣流速為18m/s；鈉基吸收劑通過給料器加入高溫段一級反應器中，煙氣中的SOX與加入的鈉基吸收劑和充分混合反應，得到初步脫硫煙氣。吸收劑倉的鈣基吸收劑通過給料器在低溫段高湍動二級反應器下部加入，從高溫段一級反應器帶來的鈉基物料及循環(huán)回來的鈉基和鈣基物料通過文丘里加速，進入低溫段高湍動二級反應器(停留時間為6s)，不進行霧化噴水降溫，進一步將煙氣中的SOX吸收脫除，得到脫硫煙氣。
由于低溫段高湍動二級反應器內始終處于增濕、團聚、凝并的環(huán)境，細微顆粒粉塵聚集凝并、增大成較粗顆粒，更有利于被后續(xù)的布袋除塵器脫除。脫硫煙氣經后端布袋除塵器除塵，得到凈煙氣，煙道氣溫度不低于130℃。
后端布袋除塵器收集未反應完的物料，大部分物料經空氣斜槽返回輸送床反應器中部繼續(xù)參加循環(huán)反應。布袋除塵器濾袋上粉餅層物料中還含有一定量的鈉基及鈣基吸收劑，在脫除煙氣粉塵的同時再次吸收脫除煙氣中的SO2。經過多級處理后的凈煙氣經引風機排往煙囪。焦爐煙氣負荷波動范圍為30％～100％，當焦爐負荷降低時，開啟煙氣調節(jié)裝置，保持反應器內具有足夠的煙氣流速。另外，固體副產物主要為Na2SO3、Na2SO4、CaSO3、CaSO4、以及少量未反應的Ca(OH)2及NaHCO3，少量反應后的副產物外排至副產物儲倉，通過密封罐車運走。
此實用新型裝置脫硫效率為97.5％，焦爐煙氣SO2排放控制在5mg/m3，煙塵控制在4mg/m3。本實用新型克服傳統(tǒng)半干法裝置存在的弊端，實現一體化控制，工藝流程簡單，操作簡便，運行穩(wěn)定，可協同高效脫除SO3、H2S及焦油，且無廢水(渣)二次污染產生、無需防腐處理。
以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于使本技術領域的專業(yè)技術人員，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，是能夠實現對這些實施例的多種修改的，而這些修改也應視為本實用新型應該保護的范圍。