[发明专利]免维护半干法烟气脱硫吸收塔

说明书

技术领域

本发明涉及半干法旋转流化床烟气脱硫技术，具体涉及一种免维护半干法烟气脱硫吸收塔，用于提高半干法吸收塔反应效能，同时减少维护，属于环保设备技术领域。

背景技术

烟气脱硫技术按照硫化物吸收剂的形态分为湿法、半干法和干法三类。半干法介于干法和湿法之间，指吸收适量水分的脱硫吸收剂与烟气中的硫化物充分接触反应实现脱硫的一种方法。半干法脱硫的典型实例是循环流化床烟气脱硫工艺技术，该技术主要是根据循环流化床原理，使脱硫吸收剂在吸收塔内悬浮，与含硫烟气湍流混合并经多次反复循环增加接触反应时间，提高脱硫剂的利用率和脱硫效率。这种循环悬浮式半干法烟气脱硫技术兼有干法与湿法的特点，即既具有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又具有干法无污水排放、脱硫后产物易于处理的好处，而且流程简单灵活、占地少、投资小，不仅适合于不同大小的燃煤电厂锅炉烟气的处理，对于成分波动较大的钢铁厂烧结烟气的治理也是一种较为理想的方法。

半干法烟气脱硫技术的主体设备是脱硫塔，烟气的脱硫过程在脱硫塔内进行。因此，脱硫塔内气（烟气）-固（脱硫吸收剂）-液（降温/增湿水）的流动分布特征是影响脱硫效果的重要因素。目前，脱硫塔的气-固流化方式，大多采用烟气经设置于脱硫塔底部的文丘里管分配气流，理想的流动状态是使在不同塔截面上分布均匀，并携带脱硫吸收剂粉末（一般为粒度在10微米以下Ca(OH)₂粉）在塔内均匀上行过程中反应，脱出烟气中的硫化物。这是一个速度分布和浓度分布均匀的反应过程。这种脱硫塔内的反应过程突出的问题，首先是脱硫塔内气流均匀上行，气流以及气固之间的剪切力均不高，相互碰撞、混合不剧烈，脱硫剂颗粒表面的反应产物保留，会阻碍外部烟气与颗粒内部脱硫剂的充分接触和反应，不利于强化烟气与脱硫剂的反应过程和脱硫剂的充分利用；其次是在脱硫塔内喷雾化水降低烟气的温度或使脱硫剂增湿时，在水雾化喷嘴出口附近容易出现局部水分过多等原因而造成脱硫吸收剂粉末粘壁甚至结垢增厚堵塞或塌床等现象；另外，实际塔内烟气和脱硫剂偏流严重，尤其是大直径脱硫塔，难以维持塔内烟气速度和脱硫剂浓度均匀分布。

专利CN1795967、CN1795968、CN101357299等提出在脱硫塔底部设置预分离室。CN1795967和CN1795968提出预分离室的烟气切向进入形成旋转流，CN101357299公开了一种带撞击流的预除尘器，目的均是实现烟气的缓冲和烟气中固体颗粒的预分离，没有脱硫反应，分离后的烟气再经过文丘里管进入脱硫塔，理想的状态仍然是使不同塔截面上气流分布均匀。

专利CN103480268提出将脱硫吸收剂的入口设置在脱硫塔的中心部位，在脱硫吸收剂入口管的出口与塔内的循环脱硫反应器环形之间设置螺旋导向叶片，解决上述传统脱硫塔内流场剪切力较小，烟气与脱硫剂接触不充分等问题。但这种设计方法使脱硫塔内部结构复杂，增加了脱硫吸附剂粉末粘附的壁面。特别是螺旋导向叶片的设置增加了中部循环脱硫反应器的阻力，对利用积尘室内中心文丘里管内部气流抽吸积尘室内脱硫吸收剂再流向循环脱硫反应器的作用大大降低，特别需要积尘室提供足够的密封气体的能力，使文丘里管和循环脱硫反应器内的烟气不返串进入积尘室甚至引起短路或堵塞，难以达到预期的循环效果效果，还缩短了脱硫塔的有效利用高度。根据专利CN203139895，含尘浓度高的烟气流对喷枪冲刷磨损严重，表明专利CN103480268提出在脱硫塔中部内置循环脱硫反应器、螺旋导向叶片等器件的方法，同时存对在内置器件特别是对旋流叶片冲刷磨损，使设备维护量增加的问题。另外，专利CN103480268所提供的所谓半干法并未提及脱硫塔内雾化水喷嘴的设置问题。

中国专利CN201015729Y和CN201823469提出将传统脱硫塔的单层喷水改成多层喷水，使脱硫剂和增湿雾化水分别从文丘里管扩散段及其上端喷入。专利CN101357299提出在文丘里管喉口段设置一级喷水管降温，在塔体喷粉管上方设置多层喷水管增湿等，这些改进措施在流场均匀分布的脱硫塔内发挥了重大作用，取得了较好的效果，但仍存在水雾化喷嘴出口附近容易出现局部水分过多，而造成脱硫吸收剂粉末粘壁，甚至结垢增厚、堵塞问题。

发明内容

针对现有半干法流化床烟气脱硫塔存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种免维护半干法烟气脱硫吸收塔，本吸收塔可以大大提高脱硫吸收塔的脱硫反应效率，避免水雾化器堵塞，降低能源消耗和运行维护费用。

本发明实现上述目的采用的技术方案是：