CN101357299A - 循环流化床脱硫反应塔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带撞击流预除尘器的循环流化床脱硫反应塔，它包括塔体及与塔体上部连接的烟气出口管、与塔体下部连接的喷粉管和喷水管、与塔体下端连接的文丘里管段，其特征是文丘里管段的另一端与撞击流预除尘器相连接，撞击流预除尘器底部为锥形落灰口，撞击流预除尘器中部设有水平烟气进口管，本发明优点效果为：1.实现了飞灰的预分离，因此可以取消常用的占地面积大的静电除尘器作为预分离器，体现了脱硫装置占地面积小、布置紧凑和造价低廉等特点；2.脱硫塔气流在任何锅炉负荷下都能保证均匀分布；3.撞击流预除尘器性能优良，可保证在喷水量与烟气含尘量的比值范围为0.1－0.5kg/kg时，除尘效率85％以上，阻力损失低于500Pa；4.喷入热烟气进行加湿的水量可作为脱硫装置本身需要的增湿水，并未造成用水的浪费。
Description
技术领域：
本发明属于工业废气净化环保及化工领域，特别涉及一种带撞击流预除尘器的循环流化床脱硫反应塔。
背景技术：
脱硫装置中的反应塔一般为采用文丘里管流化的圆筒形塔体，热烟气从塔底侧面进入。传统结构的塔体会造成流场严重偏斜，不仅降低脱硫效率，还会引起粘壁结垢现象。按照中国环境保护行业标准HJ/T 178 2005“火电厂烟气脱硫工程技术规范烟气循环流化床法”，脱硫装置可包括沿烟气流程的一级除尘器(预分离器)、脱硫塔、分离器和二级除尘器，根据脱硫系统的质量热量平衡计算可知，一级除尘器的除尘效率越高，可使得分离器除下的脱硫灰中未反应的吸收剂含量越大，因此，在相同的塔内颗粒浓度和循环倍率下，脱硫塔内实际的反应区钙硫比增大，脱硫效率提高。传统的做法是布置一电场的静电除尘器，除尘效率一般达到85％，基本满足运行要求。但对于老机组的脱硫改造工程，往往场地紧张，不适宜布置静电除尘器作为一级除尘器。
为了克服上述不足，清华大学发明了一种“干式循环流化床烟气脱硫反应塔”，专利号为200420121010.2，它包括塔体及与塔体连接的烟气进口、烟气出口和喷粉进口，特征是所述塔体是由上下两组成并由所设文丘时段装其两段连接，塔体的下段为起缓冲作用的预分离室，预分离室与所述的进烟口的连接形式采用切向进气可旋转式结构，预分离室的底部为锥形落灰口，塔体的上段为直筒段直筒段下部连接所述的喷粉进口和置于喷粉进口上方的喷水进口，直筒段的上部内置起慣性分离作用的内分离构件及置于内分离构件上方与直筒段外壁连接所述的烟气出口。其不足是由于预分离室采用传统的旋风分离器，若要求分离效率高则阻力损失大，而且占据高度较大，不利于脱硫塔的布置。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种脱硫效果好的带撞击流预除尘器的循环流化床脱硫反应塔。
本发明可以通过如下措施达到：
一种循环流化床脱硫反应塔，它包括塔体及与塔体上部连接的烟气出口管，与塔体下部连接的多层喷水管、回料管和喷粉管，与塔体下端连接的文丘里管段，其特征是文丘里管段的另一端与撞击流预除尘器相连接，撞击流预除尘器底部为锥形落灰口，撞击流预除尘器中部设有水平烟气进口管。
本发明可以在文丘里管段装有一级喷水管，喷水管的雾化喷嘴置于文丘里喉口段，顺流喷雾。塔体的多层喷水管置于喷粉管上方，以提高脱硫效果。
本发明中回料管轴线与塔体轴线成所成夹角为10-45°，以保证循环灰顺利流入脱硫塔。
本发明中水平烟气进口管与撞击流预除尘器可以单侧连接，也可以双侧对称连接。撞击流预除尘器喷管，也可以为水平同轴对喷管，还可以是对称的设3个、4个、6个和8个或者多个喷管，喷嘴间距为喷嘴当量直径的1-5倍，喷嘴可对称倾斜，倾斜角度α为5-60°，撞击流预除尘器喷腔可以为方形截面，也可以为圆形或其它形截面，以达到最佳的除尘效果。
本发明优点效果在于：
1实现了飞灰的预分离，因此可以取消常用的占地面积大的静电除尘器作为预分离器，体现了脱硫装置占地面积小、布置紧凑和造价低廉等特点。撞击流预除尘器的气流对喷管流速一般为20-35m/s，流速高于普通烟道，因此管径较小，占地面积小和占据高度小的特点更加突出。
2脱硫塔入口结构省略了导流板，文丘里管可以采用单管，也可以采用多管形式，使脱硫塔气流在任何锅炉负荷下都能保证均匀分布。
3撞击流预除尘器性能优良，可保证在喷水量与烟气含尘量的比值范围为0.1-0.5kg/kg时，除尘效率85％以上，阻力损失低于500Pa。
4喷入热烟气进行加湿的水量可作为脱硫装置本身需要的增湿水，并未造成用水的浪费。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A-A向结构示意图。
图3为所述的喷嘴对称向下倾斜的撞击流预除尘器结构示意图。
图中标记：1为水平烟气进口管，2为一级喷水管，3为喷粉管，4为多层喷水管，5为烟气出口管，6为直筒段，7为回料管，8为文丘里管段，9为撞击流预除尘器，10为锥形落灰口。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步描述：
如附图所示，某电站锅炉进行脱硫技术改造，其排放烟气21万Nm3/小时，烟气温度145℃，含硫量3770mg/Nm3，脱硫装置采用单塔结构，脱硫塔直径3.2m。从原有双烟道引出脱硫塔双侧对称连接的水平烟气进口管(1)，截面为2000×1500m的矩形，烟气流速14.5m/s，加湿喷水量与烟气含尘量的比值为0.15kg/kg。撞击流预除尘器(9)的喷嘴间距为2.5m，喷腔为方形截面。文丘里管下部的渐缩段采用方圆节，并与喷腔连接。等量的两股气流进入水平烟气进口管(1)，并沿同轴相向流动，形成撞击流，颗粒在撞击区内来回振荡，相互碰撞团聚，同时气流的轴向速度逐渐消失，随后改变流向90°流动，一部分团聚后的较重颗粒由于重力作用而沉降下来，由锥形落灰口(10)排出。分离飞灰后的烟气由于加湿水蒸发吸热，温度下降，随后进入文丘里管，与床料发生强烈的混合、传热、传质和化学反应，烟气中的SO2与脱硫剂Ca(OH)2反应，生成亚硫酸钙和硫酸钙，并与床料混合。脱硫塔内的床料由喷粉管(3)喷入脱硫塔的消石灰粉，以及由回料管(7)流入脱硫塔的循环灰组成。到脱硫塔出口，床料已基本被完全干燥而成干态，烟气进入下游的分离器，分离下的脱硫灰由回料管(7)流回脱硫塔。由于烟气经过撞击流预除尘器(9)的预分离，脱硫塔内及出口处的床料中未反应的脱硫剂含量增大，大量循环的脱硫灰含有更多的脱硫剂，使得塔内实际的反应区钙硫比增大，脱硫效率提高。
Claims (7)
1、一种循环流化床脱硫反应塔，它包括塔体(6)及与塔体(6)上部连接的烟气出口管(5)，与塔体(6)下部连接的多层喷水管(4)、回料管(7)和喷粉管(3)，与塔体(6)下端连接的文丘里管段(8)，其特征在于文丘里管段(8)的另一端与撞击流预除尘器(9)相连接，撞击流预除尘器(9)底部为锥形落灰口(10)，撞击流预除尘器(9)中部设有水平烟气进口管(1)。
2、根据权利要求1所述的一种循环流化床脱硫反应塔，其特征在于文丘里管段(8)装有一级喷水管(2)，喷水管的雾化喷嘴置于文丘里喉口段，顺流喷雾。
3、根据权利要求1所述的一种循环流化床脱硫反应塔，其特征在于回料管(7)轴线与塔体(6)轴线成所成夹角为10-45°。
4、按照权利要求1所述的循环流化床脱硫反应塔，其特征在于烟气进口管(1)与撞击流预除尘器(9)的连接方式为单侧连接。
5、按照权利要求1所述的循环流化床脱硫反应塔，其特征在于烟气进口管(1)与撞击流预除尘器(9)的连接方式为双侧对称连接。
6、按照权利要求1所述的循环流化床脱硫反应塔，其特征在于所述撞击流预除尘器(9)喷嘴间距为喷嘴当量直径的1-5倍。
7、按照权利要求6所述的循环流化床脱硫反应塔，其特征在于所述撞击流预除尘器(9)的喷嘴对称倾斜，倾斜角度为5-60°。
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