[发明专利]干式脱硫喷雾增湿装置及喷雾增湿方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤烟气的净化技术，具体是一种干式脱硫喷雾增湿装置及喷雾增湿方法。

背景技术

喷雾增湿方法对干法烟气脱硫效果有非常大的影响，在烟气降温、增湿过程中，烟气与雾滴之间发生传热及传质，烟气放热，雾滴蒸发，对干燥钙基脱硫剂的活化作用非常显著。但是如果增湿不当，很容易造成湿壁与结垢现象，进而造成脱硫系统阻力增大、加速腐蚀，影响系统连续稳定运行，甚至威胁锅炉的安全。要实现良好的降温、增湿，需要采用适当的喷雾增湿方法和喷嘴布置。

在干法烟气脱硫系统(如日本NFK公司的系统)中，高速烟气从一侧进入反应塔后，由于惯性作用，在反应塔的另一侧形成涡流“滞流区”。而且随着烟气气流在反应塔内的上升，滞流区内的烟气含水量越来越高，而且烟气温度则越来越低，直至在反应塔上方接近或达到饱和。

造成湿壁主要有两方面的原因：(1)增湿后的烟气与温度较低的反应塔壁接触，在反应塔内壁达到饱和，结露湿壁；(2)由于降温后的烟气显热降低，蒸发驱动力降低，在设计的脱硫反应时间内，雾滴还没来得及蒸发汽化，在涡流携带下，碰撞于反应塔内壁而湿壁。现有喷雾增湿方法在克服湿壁与结垢方面尚无法达到较满意的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种增湿降温效果好、反应塔内不易湿壁和结垢的干式脱硫喷雾增湿装置及喷雾增湿方法。

本发明的装置包括有一个干式脱硫塔，干式脱硫塔顶部为烟气入口，干式脱硫塔一侧设置烟气出口；所述干式脱硫塔的入口前连接一段竖直的预增湿烟道，在预增湿烟道内设置有雾化喷嘴，雾化喷嘴的通过水量调节装置和空气调节装置分别与水泵和空压机连接，所述水量调节装置和空气调节装置通过一个控制器进行控制，控制器的检测信号输入部分与位于烟气出口的热电偶连接；在干式脱硫塔内靠近烟气入口处设置有喷射方向与烟气流动方向相同的一组单层喷嘴，各喷嘴的雾羽半径不相重叠并且外围的喷嘴与塔壁的距离大于喷嘴的雾羽半径。

本发明的喷雾增湿方法是在上述装置基础上，在烟气进入脱硫塔前，通过雾化喷嘴向预增湿烟道内喷入水雾降湿增湿，喷嘴的喷射方向与烟气流向成30°夹角，在预增湿烟道内使烟气温度降到90℃；反应塔的入口处布置单层的喷嘴，喷嘴出口方向与烟气流动方向相同，使各喷嘴的雾羽不相重叠并且外围的喷嘴与塔壁的距离大于喷嘴的雾羽半径；使烟气出口处烟气温度从90℃下降到75℃。

经过实验测试和数值模拟分析，证明本发明的装置及方法具有良好的降温、增湿效果，同时其克服湿壁和结垢的效果显著提高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是脱硫塔内单层喷嘴雾羽的分布示意图；

图3是本发明在实施过程中喷嘴下部5米处沿脱硫塔中心的温度曲线图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的装置包括有一个干式脱硫塔1，干式脱硫塔顶部为烟气入口，干式脱硫塔一侧设置烟气出口；所述干式脱硫塔的入口前连接一段竖直的预增湿烟道2，在预增湿烟道内设置有雾化喷嘴3，雾化喷嘴的通过水量调节装置和空气调节装置分别与水泵和空压机连接，所述水量调节装置和空气调节装置通过一个控制器进行控制，控制器的检测信号输入部分与位于烟气出口的热电偶连接；在干式脱硫塔内靠近烟气入口处设置有喷射方向与烟气流动方向相同的一组单层的喷嘴4，喷嘴的雾羽A不相重叠并且外围的喷嘴与塔壁的距离大于喷嘴的雾羽半径。

本发明的喷雾增湿方法是：在上述装置基础上，在烟气进入脱硫塔前，通过雾化喷嘴向预增湿烟道内喷入水雾降湿增湿，喷嘴的喷射方向与烟气流向成30°夹角。由于该段烟道烟温较高，水雾雾化条件好，蒸发汽化条件好，可在短时间内气化降低烟气温度，烟气温度从高温(130℃下)降到90℃(高于露点35℃)。同时由于烟道内的烟气流速较快，冲刷磨损严重，烟道的内衬采用具有很强防腐性能的材料，内壁光滑，即使是湿灰也不易粘壁。反应塔的入口处布置单层的喷嘴，喷嘴出口方向与烟气流动方向相同，使用多个小流量喷嘴。烟气温度从90℃下降到75℃。喷嘴布置应尽量减少重叠。由于烟气在反应塔内流速较低，只有4m/s，为防止湿壁，与壁相邻的喷嘴，其与壁的距离应稍大于雾羽半径。

如图3所示的是上述装置及方法在实际运行过程中，喷嘴下部5米处沿反应塔中心的温度曲线图，实验测试和数值模拟分析的结果符合良好。实测结果表明，烟气温度最高为80℃，最低处达75℃。从图中看，变化范围为±2.5℃。表明本发明有较好的增湿降温效果。