一種文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置，采用立式圓筒形塔形結構，塔體中部設有文丘里管喉口，煙氣由上部進風口進入殼體，由上至下通過脫硫塔。高溫煙氣中的SO2與噴嘴噴入的反應劑發生化學反應，反應副產物為Na2SO3固態粉末，大部分落入下部灰斗，其余部分隨脫硫后煙氣從塔體下部出風口排出塔體進入后續除塵工藝收集。固態脫硫副產物的PH值呈中性或堿性，整個脫硫過程無廢水產生，脫硫塔出口煙氣溫度始終高于露點溫度15℃以上。解決了傳統脫硫工藝中煙氣在脫硫塔中流場的均布性問題、脫硫劑與煙氣充分混合的均勻性問題、反應劑及反應副產物在噴嘴處易生成“蘑菇頭”和“掛須”影響運行穩定性問題。
【專利說明】
_種文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于環境工程技術領域，具體涉及一種文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置。
【背景技術】
[0002]工業窯爐煙氣脫硫的主要方法分為三種:濕法、干法、半干法。濕法工藝技術成熟，脫硫效率高，但投資大、占地廣，能耗及運行費用較高，且有廢水廢渣產生，設備需考慮防腐，易結垢;干法工藝投資費用較低，脫硫產物為干態，設備不易腐蝕，不易發生結垢及堵塞，但反應速度較慢，脫硫效率較低；
[0003]半干法工藝是脫硫劑在濕態下進入脫硫塔進行脫硫反應，在高溫煙氣的加熱作用下，反應劑中的水分迅速蒸發，脫硫反應過程可分為液-氣反應及固-氣反應兩個階段，其脫硫產物均為干態。半干法工藝既有濕法脫硫工藝的反應速度快、效率高的優點，又有干法脫硫工藝終產物為干態、無廢水、易于處理的優點。
[0004]半干法脫硫又主要有循環流化床法和噴霧干燥法，其中噴霧干燥法是將脫硫反應劑以液態溶劑的形式用高速旋轉霧化器或霧化噴嘴送入煙氣，煙氣中的SO2以及其他酸性氣體與反應劑發生反應，生成固態鹽。高速旋轉霧化器價格昂貴，脫硫塔結構復雜，而采用霧化噴嘴的脫硫塔結構簡單，噴嘴價格低廉，易于推廣。
[0005]傳統噴霧干燥法脫硫技術存在脫硫效率無法進一步提高及運行不穩定性等，需解決以下問題:煙氣在脫硫塔中流場的均布性問題，脫硫劑與煙氣充分混合的均勻性問題，反應劑及反應副產物在噴嘴處易生成“蘑菇頭”和“掛須”影響運行穩定性問題等。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的是解決傳統噴霧干燥法脫硫技術存在的煙氣在脫硫塔中流場的均布性問題、脫硫劑與煙氣充分混合的均勻性問題、反應劑及反應副產物在噴嘴處易生成“蘑菇頭”和“掛須”影響運行穩定性問題等。
[0007]為此，本實用新型提供了一種文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置，包括脫硫塔殼體，脫硫塔殼體采用立式圓筒形塔形結構，塔體上部殼體設置進風口，塔體中部設計文丘里管喉口，塔體下部殼體設置灰斗出口并在塔體下部殼體側壁上設置出風口；所述的文丘里管喉口以變徑連接的方式向上和向下分別連接著塔體上部殼體和塔體下部殼體，文丘里管喉口內設置有噴嘴，噴嘴的連接管線穿過文丘里管喉口的管壁外接噴射栗和空氣壓縮機。
[0008]所述的文丘里管喉口與塔體上部殼體以及塔體下部殼體連接的變徑段的變徑側壁與煙氣流向夾角為45?60 °。
[0009]所述的文丘里管喉口內橫截面積是脫硫塔殼體內橫截面積的1/3?1/4。
[0010]所述的文丘里管喉口與塔體上部殼體連接的變徑端內壁處設置有刮灰裝置。
[0011]所述的刮灰裝置包括支架、刮板和電機，支架橫撐在塔體上部殼體內壁上，刮板貼靠在文丘里管喉口與塔體上部殼體之間的變徑段內壁上，電機的輸出軸通過斜齒輪連接著一個豎直布置的端部帶斜齒輪的傳動軸，傳動軸另一端通過連接件連接著刮板，該傳動軸穿過支架并通過軸承座安裝在支架上。
[0012]所述的塔體上部殼體的進風口處設置有多組導流葉片，所述的進風口橫向設置，多組導流葉片平行排布，并與進風方向有夾角使得進風口進來的煙氣經過導流葉片反射后流向變為豎直向下，所述的多組導流葉片面積不同，從靠近進風口的位置向內面積依次增大。
[0013]所述的噴嘴為氣水霧化雙流霧化噴嘴，噴嘴的噴灑范圍覆蓋文丘里管喉口的煙氣流通面;所述的與噴嘴連通的噴射栗內裝有NaOH溶液或Na2CO3溶液。
[0014]所述的灰斗出口處安裝有星形卸灰閥。
[0015]本實用新型提供的這種文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置具有以下有益效果:
[0016](I)導流葉片起到氣流均布作用；
[0017](2)文丘里管喉口上部變徑起導流作用，降低文丘里管喉口阻力損失；
[0018](3)刮灰裝置可避免文丘里管喉口上部變徑處積灰；
[0019](3)文丘里管喉口下部變徑，氣流在擴散作用下，煙氣可以在脫硫塔的橫截面內得到均勻分布；
[0020](4)文丘里管喉口處直徑較小，有利于噴嘴在橫截面內的布置安裝，保證其噴射有效覆蓋煙氣流通面；
[0021](5)在高流速下噴入的反應劑溶液，可利用煙氣氣流將噴入的霧滴進一步碎化，從而增加了反應劑液滴的總表面積，提高了其與煙氣中SO2的反應機率;在高流速氣流中的順流噴射，可防止粉塵或脫硫副產物在噴嘴處生成“蘑菇頭”和“掛須”，從而保證了運行的穩定性。
【附圖說明】

[0022]以下將結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。
[0023]圖1是本實用新型的結構不意圖。
[0024]附圖標記說明:1、進風口；2、導流葉片；3、脫硫塔殼體;4、刮灰裝置；5、星形卸灰閥；6、灰斗出口；7、出風口；8、噴嘴;9、文丘里管喉口； 10、電機；11、支架；12、刮板；13、傳動軸;14、連接件。
【具體實施方式】
[0025]實施例1:
[0026]本實施例提供一種文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置，如圖1所示，包括脫硫塔殼體3，脫硫塔殼體3采用立式圓筒形塔形結構，塔體上部殼體設置進風口 I，塔體中部設計文丘里管喉口 9，塔體下部殼體設置灰斗出口 6并在塔體下部殼體側壁上設置出風口 7;所述的文丘里管喉口 9以變徑連接的方式向上和向下分別連接著塔體上部殼體和塔體下部殼體，文丘里管喉口 9內設置有噴嘴8，噴嘴8的連接管線穿過文丘里管喉口 9的管壁外接噴射栗和空氣壓縮機。
[0027]本實施例的這種裝置，主要通過化學反應，利用反應劑溶液除掉煙氣中的S02，固態反應副產物的PH值呈中性或堿性，整個脫硫過程無廢水產生，脫硫塔出口煙氣溫度始終高于露點溫度15°C以上。其脫硫過程主要有三個階段，分別在脫硫塔殼體3的上部中部和下部，煙氣由脫硫塔殼體3上部進入，均勻分布后在中部通過噴嘴8噴射化學藥劑進行反應，除去煙氣中的S02，再由下部殼體的灰斗出口6和出風口 7最終排出固態反應副產物和脫硫后的煙氣。
[0028]實施例2:
[0029]本實施例在實施例1的基礎上進一步改進，文丘里管喉口9內橫截面積是脫硫塔殼體3內橫截面積的I/3?I/4，由于橫截面積的迅速變小，煙氣流速大大提高。
[0030]文丘里管喉口9與塔體上部殼體以及塔體下部殼體連接的變徑段的變徑側壁與煙氣流向夾角為45?60°。塔體上部變徑起導流作用，用以降低文丘里管喉口9阻力損失;塔體下部變徑后，氣流在擴散作用下，煙氣可以在脫硫塔的橫截面內得到均勻分布。
[0031]實施例3:
[0032]本實施例在實施例1和實施例2的基礎上增加了刮灰裝置，具體地，在文丘里管喉口 9與塔體上部殼體連接的變徑端內壁處設置有刮灰裝置4。
[0033]刮灰裝置4包括支架11、刮板12和電機10，支架11橫撐在塔體上部殼體內壁上，刮板12貼靠在文丘里管喉口 9與塔體上部殼體之間的變徑段內壁上，電機10的輸出軸通過斜齒輪連接著一個豎直布置的端部帶斜齒輪的傳動軸13，傳動軸13另一端通過連接件14連接著刮板12，該傳動軸13穿過支架11并通過軸承座安裝在支架11上。
[0034]刮板12可以是緊貼變徑段內壁的變徑空心管狀，空心位置用多個連接件14輻射狀連接至位于中心的傳動軸13;刮板12也可以是由幾個緊貼變徑段內壁的刮片組成，一樣地需要通過連接件14連接至位于中心的傳動軸13，如圖1所示，每一個位置的連接件14上下布置兩個能使刮板12比較穩定。
[0035]電機10轉動，通過輸出軸將動力傳出來，然后由配合的兩個斜齒輪將水平方向的旋轉動力的方向變為豎直方向的傳動軸13的旋轉動力，傳動軸13通過連接件14帶動刮板12旋轉，不斷對變徑段內壁進行刮刷，清理變徑處積灰。
[0036]實施例4:
[0037]本實施例進一步改進，除了滿足上述幾個實施例的結構特征外，在本實施例中，塔體上部殼體的進風口 I處設置有多組導流葉片2，所述的進風口 I橫向設置，多組導流葉片2平行排布，并與進風方向有夾角使得進風口 I進來的煙氣經過導流葉片2反射后流向變為豎直向下，所述的多組導流葉片2面積不同，從靠近進風口 I的位置向內面積依次增大。
[0038]煙氣進入橫向的進風口I，由于多組導流葉片2平行排布并與進風方向有夾角，所以煙氣碰到導流葉片2后會改變方向，由水平方向變成豎直方向，由上至下進入塔體。因為多組導流葉片2面積不同，從靠近進風口 I的位置向內面積依次增大，這樣碰到導流葉片2的煙氣，會被均勻地分隔開，碰撞到各個導流葉片2的煙氣基本上數量一致，這樣可以將氣流均勾分布在脫硫塔內部橫截面內。
[0039]其中，導流葉片的間距、尺寸以及導流葉片與進風方向的夾角大小等要求根據氣流流場試驗來確定，比如導流葉片的間距可以是等間距排布，導流葉片的間距可以是從靠近進風口 I的位置向內面積依次等倍數增大，導流葉片2與進風方向的夾角可以是45°，當然，這些數據只是一種特例，也不一定等距，不一定45度，不一定面積等倍增大，具體要先進行氣流流場試驗，使得設置的相應數據能滿足導流葉片2將氣流均勻分布在脫硫塔內部橫截面內，煙氣由上至下通過塔體。
[0040]噴嘴8為氣水霧化雙流霧化噴嘴，噴嘴8的噴灑范圍覆蓋文丘里管喉口9的煙氣流通面，由于文丘里管喉口 9處直徑較小，有利于噴嘴8在橫截面內的布置安裝，保證其噴射有效覆蓋煙氣流通面;所述的與噴嘴8連通的噴射栗內裝有NaOH溶液或Na2CO3溶液。
[0041]噴嘴8噴灑方向朝下，在噴射栗作用下高流速從噴嘴8噴入反應劑溶液，可利用煙氣氣流將噴入的溶液霧滴進一步碎化，從而增加了反應劑液滴的總表面積，提高了其與煙氣中SO2的反應機率。
[0042]在高流速氣流中的順流噴射，可防止粉塵或脫硫副產物在噴嘴處生成“蘑菇頭”和“掛須”，從而保證了運行的穩定性。
[0043]液滴中的水分在高溫煙氣中迅速氣化，隨著水分的蒸發，反應過程可分為:液-氣反應及固-氣反應兩個階段。反應劑(NaOH或Na2CO3溶液)與SO2反應生成固態粉狀物(Na2SO3),其中一部分(較小顆粒)隨煙氣從脫硫塔出風口7排出，進入后續除塵工藝收集，另一部分(較大顆粒)下落入脫硫塔下部的灰斗出口 6中，經星形卸灰閥5排出。
[0044]實施例5:
[0045]本實施例提供一種文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置的脫硫方法，結合圖1所示，包括以下步驟:
[0046]1)、將煙氣由進風口 I通入脫硫塔殼體3上部殼體中，煙氣在多組導流葉片2導流作用下均勻分布在脫硫塔內部橫截面內，并向下進入文丘里管喉口9;
[0047]2)、噴射栗將反應液NaOH溶液或Na2CO3溶液栗送至噴嘴8進行噴射，并由空氣壓縮機將其霧化，霧化后的反應液噴灑在文丘里管喉口 9，反應液與煙氣中的SO2發生化學反應，除掉煙氣中的SO2，形成脫硫后的煙氣和反應副產物；
[0048]反應液NaOH溶液或Na2CO3溶液以50?ΙΟΟμπι大小的霧滴向下順流噴入文丘里管喉口 9中的煙氣，與煙氣中的SO2迅速混合進行反應。
[0049]在高流速氣流中的順流噴射，可防止粉塵或脫硫副產物在噴嘴處生成“蘑菇頭”和“掛須”，從而保證了運行的穩定性。
[0050]液滴中的水分在高溫煙氣中迅速氣化，隨著水分的蒸發，反應過程可分為:液-氣反應及固-氣反應兩個階段，反應劑(NaOH或Na2CO3溶液)與S02反應生成固態粉狀物(Na2SO3)0
[0051 ] 3)、脫硫后的煙氣和反應副產物進入脫硫塔殼體3下部殼體中，脫硫后的煙氣由下部殼體側壁上的出風口 7排出；反應副產物固態粉狀物(Na2SO3)落入下部灰斗出口 6中，由星形卸灰閥5排出。
[0052]綜上所述，本實用新型提供的這種文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置，采用立式圓筒形塔形結構，塔體中部設計有文丘里管喉口，煙氣由上部進風口進入殼體，由上至下通過脫硫塔。高溫煙氣中的SO2與噴嘴噴入的反應劑(NaOH或Na2CO3溶液)發生化學反應，反應副產物為Na2SO3固態粉末，大部分落入下部灰斗，其余部分隨脫硫后煙氣從塔體下部出風口排出塔體進入后續除塵工藝收集。固態脫硫副產物的PH值呈中性或堿性，整個脫硫過程無廢水產生，脫硫塔出口煙氣溫度始終高于露點溫度15°C以上。解決了傳統脫硫工藝中煙氣在脫硫塔中流場的均布性問題、脫硫劑與煙氣充分混合的均勻性問題、反應劑及反應副產物在噴嘴處易生成“蘑菇頭”和“掛須”影響運行穩定性問題等。
[0053]以上例舉僅僅是對本實用新型的舉例說明，并不構成對本實用新型的保護范圍的限制，凡是與本實用新型相同或相似的設計均屬于本實用新型的保護范圍之內。本實施例沒有詳細敘述的部件和結構屬本行業的公知部件和常用結構或常用手段，這里不一一敘述。
【主權項】
1.一種文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置，包括脫硫塔殼體(3)，其特征在于:脫硫塔殼體(3)采用立式圓筒形塔形結構，塔體上部殼體設置進風口(I)，塔體中部設計文丘里管喉口(9)，塔體下部殼體設置灰斗出口(6)并在塔體下部殼體側壁上設置出風口(7);所述的文丘里管喉口(9)以變徑連接的方式向上和向下分別連接著塔體上部殼體和塔體下部殼體，文丘里管喉口(9)內設置有噴嘴(8)，噴嘴(8)的連接管線穿過文丘里管喉口(9)的管壁外接噴射栗和空氣壓縮機。2.如權利要求1所述的文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置，其特征在于:所述的文丘里管喉口(9)與塔體上部殼體以及塔體下部殼體連接的變徑段的變徑側壁與煙氣流向夾角為45?60 0o3.如權利要求2所述的文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置，其特征在于:所述的文丘里管喉口( 9 )內橫截面積是脫硫塔殼體(3 )內橫截面積的I /3?I /4。4.如權利要求2或3所述的文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置，其特征在于:所述的文丘里管喉口(9)與塔體上部殼體連接的變徑端內壁處設置有刮灰裝置(4)。5.如權利要求4所述的文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置，其特征在于:所述的刮灰裝置(4)包括支架(11)、刮板(12)和電機(10)，支架(11)橫撐在塔體上部殼體內壁上，刮板(12)貼靠在文丘里管喉口(9)與塔體上部殼體之間的變徑段內壁上，電機(10)的輸出軸通過斜齒輪連接著一個豎直布置的端部帶斜齒輪的傳動軸(13)，傳動軸(13)另一端通過連接件(14)連接著刮板(12)，該傳動軸(13)穿過支架(11)并通過軸承座安裝在支架(11)上。6.如權利要求1所述的文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置，其特征在于:所述的塔體上部殼體的進風口(I)處設置有多組導流葉片(2)，所述的進風口(I)橫向設置，多組導流葉片(2)平行排布，并與進風方向有夾角使得進風口(I)進來的煙氣經過導流葉片(2)反射后流向變為豎直向下，所述的多組導流葉片(2)面積不同，從靠近進風口(I)的位置向內面積依次增大。7.如權利要求1所述的文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置，其特征在于:所述的噴嘴(8)為氣水霧化雙流霧化噴嘴，噴嘴(8)的噴灑范圍覆蓋文丘里管喉口( 9)的煙氣流通面;所述的與噴嘴(8)連通的噴射栗內裝有NaOH溶液或Na2CO3溶液。8.如權利要求1所述的文丘里式噴霧干燥法脫硫裝置，其特征在于:所述的灰斗出口(6)處安裝有星形卸灰閥(5)。
【文檔編號】B01D53/50GK205700109SQ201620593256
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月17日
【發明人】艾華, 張磊, 邊靖, 賴志強
【申請人】中國重型機械研究院股份公司