[发明专利]一种钙基循环灰高固气比旋流脱硫设备与方法

说明书

本发明公开了一种钙基循环灰高固气比旋流脱硫设备与方法，包括高固气比旋流脱硫塔、袋式除尘器、消化池及增湿池等；首先将生石灰进行消化，再将消化后的熟石灰与袋式除尘器捕集的脱硫灰混合进入增湿池，加水形成增湿灰，以流化风为动力并借助烟道负压进入高固气比旋流脱硫塔，含硫烟气在塔内与增湿灰围绕中心稳流杆做旋转剪切湍流运动，在运动过程中逐渐形成理想的脱硫反应湿度和温度条件，最终完成脱硫过程，未反应完全的粗颗粒增湿灰通过分离装置再次进入塔内进行反应；本发明适用于各种工业窑炉的烟气脱硫，并具有脱硫效率高、脱硫剂利用率大、无粘壁现象、零废水、投资费用及运行成本低等特点。

技术领域

本发明属于工业窑炉烟气脱硫技术领域，特别涉及一种钙基循环灰高固气比旋流脱硫设备与方法。

背景技术

近年来，我国不断加大工业大气污染物的治理力度，实行了大气污染物总量控制和排放浓度控制相结合的政策。尤其在烟气脱硫领域，实行了更加严格的大气污染物排放标准。

工业窑炉主流烟气脱硫技术可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。其中，燃烧后脱硫是目前技术最成熟、应用最广泛、脱硫效率最高的控制手段。根据脱硫剂与脱硫副产品的物性特点，燃烧后脱硫又可以分为：湿法脱硫、半干法脱硫和干法脱硫。其中半干法脱硫既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法脱硫零废水排放、脱硫后产物易于处理的好处。

增湿灰循环脱硫技术(NID技术)工艺流程为待处理烟气经反应器底部进入反应器，和均匀混合在增湿循环灰中的吸收剂发生反应。在降温和增湿的条件下，烟气中的SO₂与吸收剂反应生成亚硫酸钙和硫酸钙。反应后的烟气携带大量的干燥固体颗粒进入脱硫后除尘器收集净化。经过脱硫后除尘器的捕集，干燥的循环灰被除尘器从烟气中分离出来，由输送设备再输送给混合器，同时也向混合器加入消化过的石灰，经过增湿及混合搅拌进行再次循环。净化后的烟气比露点温度高15℃左右，无须再热，经过引风机排入烟囱。

但该种工艺流程和脱硫反应过程存在以下不足：

1.现有NID半干法脱硫技术通常需要在反应器前增设一级电除尘器，对烟气中的粉尘颗粒进行预捕集，以期给脱硫反应器创造较好的工作环境，但增加了系统阻力，降低了系统运转率。

2.半干法脱硫在温度和湿度都达到理想的脱硫条件下，需要保证脱硫剂在烟气中的停留时间，以提高脱硫效率和脱硫剂利用率。现有NID半干法脱硫技术的反应器是一种输送床矩形反应器，若要保证脱硫剂在烟气中的停留时间，只能以空间换取时间，加大反应器的高度。

3.现有NID半干法脱硫技术，反应器内流场剪切力较小，湍流强度不高，气固混合不充分，直接影响了脱硫反应的速度和效率。

4.现有NID半干法脱硫技术，脱硫反应后的烟气携带大量的脱硫灰颗粒进入除尘器，干燥的脱硫灰被除尘器从烟气中分离出来，由输送设备在输送给混合器。由于NID技术本身无内循环，几乎所有循环脱硫灰都依靠袋式除尘器进行捕集，无疑增大了袋式除尘器的工作压力，缩短了滤袋的更换时间。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种钙基循环灰高固气比旋流脱硫设备与方法，能够使含硫烟气和脱硫剂沿反应器中心轴线做旋转剪切湍流运动，并延长脱硫剂在烟气中的停留时间，增大气固两相的接触面积，使脱硫反应更加完全，降低系统阻力，提高系统运转率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种钙基循环灰高固气比旋流脱硫，包括高固气比旋流脱硫塔1，其特征在于，所述高固气比旋流脱硫塔1包含顶端封闭的主塔2和附塔3，主塔2上部为圆柱形筒体结构，下部为圆锥形结构，所述附塔3为圆柱形筒体结构，顶部与主塔2通过水平通道连通，底部与袋式除尘器7连通，在所述主塔2和附塔3中截面的圆心位置分别布置有竖向的用于稳定旋转剪切湍流流场的中心稳流杆6。