本發(fā)明涉及煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置。

背景技術(shù)：

循環(huán)流化床煙氣脫硫是以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)，通過吸收劑的多次循環(huán)，延長吸收劑與煙氣的接觸時間，提高吸收劑的利用率。該脫硫技術(shù)屬于干法或者半干法脫硫技術(shù)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，目前這種脫硫方法的脫硫率已接近或達到濕法工藝的脫硫效率，脫硫效率達90％以上。該技術(shù)的主要優(yōu)點在于：流程簡單、工程投資少、占地面積小、脫硫劑利用率高、設(shè)備和管道腐蝕小、無廢水排放，煙囪排煙干凈，無濕法脫硫的白煙視覺污染。

目前采用的循環(huán)流化煙氣干法脫硫技術(shù)主要的工藝流程為：含硫煙氣從循環(huán)流化床底部進入反應(yīng)塔，與反應(yīng)塔底部噴入的脫硫劑以及外部循環(huán)回來的脫硫劑進行反應(yīng)，反應(yīng)后的煙氣攜帶脫硫劑從脫硫塔頂排出后進入氣固分離設(shè)施?，F(xiàn)有技術(shù)中脫硫塔頂煙氣粉塵濃度高達(800～1100g/Nm³)，給后續(xù)的氣固分離設(shè)施帶來較大難度，引起投資增大、運行費用增加等問題，特別是因含塵濃度高導(dǎo)致除塵器反吹頻繁，引發(fā)除塵器操作周期短、操作費用高等問題。例如，CN10402019 A公開了一種均流場內(nèi)回流循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)，主要技術(shù)特點是在反應(yīng)器上部設(shè)置旋流板氣固分離器，實現(xiàn)氣固的初步分離，但由于反應(yīng)器內(nèi)氣相流速較低，通過旋流板產(chǎn)生的切向速度低，氣固兩相難以實現(xiàn)很好的分離，且旋流板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氣固兩相通過的阻力降大。

現(xiàn)有的煙氣氣固分離設(shè)施有兩種方式：第一種方式是煙氣直接進入除塵器，完全通過除塵器實現(xiàn)氣固分離，如CN203507814 U公開的一種高效循環(huán) 流化床裝置，該流化床裝置煙氣從反應(yīng)器頂出，直接進入除塵器，但由于顆粒濃度高，除塵器負(fù)荷大，易堵塞且阻力降大，造成除塵器規(guī)格大，增加投資，同時除塵器反吹頻繁，增加運行費用且易導(dǎo)致除塵器運行周期縮短；第二種方式是在除塵器前增加外置氣固分離器來預(yù)分離氣固兩相，減少煙氣含塵量從而降低除塵器的工作負(fù)荷，但由于增加外置氣固分離器提高了工藝流程的復(fù)雜性，增大了煙氣流動阻力，增大系統(tǒng)壓降，即增大了裝置的投資建設(shè)費用，也增大了裝置運行維護費用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置，該循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置能夠提高煙氣脫硫效率和脫硫劑的利用率，減小脫硫塔出口煙氣含塵量，減少除塵器工作負(fù)荷，延長除塵器的工作壽命。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置，該循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置包括通過出口煙道連通的反應(yīng)塔和除塵器，其中，所述反應(yīng)塔和所述出口煙道之間通過沉降器連通，所述沉降器形成為罩在所述反應(yīng)塔的出口通道上的閉合罩體，所述沉降器的內(nèi)部固定設(shè)置有阻灰擋板，該阻灰擋板遮擋在所述出口通道的自由端的上方并且與所述自由端之間形成有連通所述閉合罩體和所述出口通道的間隙，所述出口通道的沿周向設(shè)置有防返混板，所述防返混板和所述阻灰擋板之間形成有開放通道，該開放通道傾斜向下延伸。

優(yōu)選地，所述阻灰擋板形成為圓錐結(jié)構(gòu)，所述防返混板形成為錐管結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述圓錐結(jié)構(gòu)的圓錐角為100-150°，所述錐管結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面和所述反應(yīng)塔的外壁之間的夾角為30-60°。

優(yōu)選地，所述沉降器從上至下包括封頭、直筒段和錐筒段，所述封頭遮蓋在所述直筒段上端并且連通所述出口煙道，所述錐筒段的直徑從上至下逐 漸變小，并通過所述封閉段收口于所述出口通道的側(cè)壁。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)塔形成為圓筒結(jié)構(gòu)，所述直筒段的直徑和所述圓筒結(jié)構(gòu)的直徑的比值為1.4-3。

優(yōu)選地，所述出口通道的自由端延伸至所述沉降器高度的1/3～3/5。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)塔的外側(cè)還設(shè)置有下降管，該下降管一端和所述沉降器的底部相連通，另一端和所述反應(yīng)塔的底部相連通。

優(yōu)選地，所述下降管上設(shè)置有第一流量控制閥。

優(yōu)選地，所述除塵器的底部和所述反應(yīng)塔的底部之間連通有回流通道，該回流通道包括連接在所述反應(yīng)塔的灰口處的灰斗下降管，和連接在該灰斗下降管末端的斜管。

優(yōu)選地，所述灰斗下降管上設(shè)置有第二流量控制閥。

通過上述技術(shù)方案，通過設(shè)置在沉降器內(nèi)的阻灰擋板和設(shè)置在反應(yīng)塔上的防返混板，能夠?qū)崿F(xiàn)兩次煙氣降塵，具體地，煙氣中的脫硫劑首先被遮擋在所述出口通道的自由端上方的阻灰擋板第一次降塵，阻擋了脫硫劑顆粒的直接逃逸，部分大顆粒脫硫劑顆粒直接返回反應(yīng)塔內(nèi)，提高了脫硫劑的利用率和煙氣脫硫率。隨后，含塵煙氣沿著防返混板和阻灰擋板之間形成的開放通道傾斜向下流動，固體顆粒由于受慣性作用沉積在沉降器的底部，而氣體向上流向出口煙道，以實現(xiàn)第二次降塵，極大降低進入除塵器煙氣的含塵濃度，減少除塵器的工作負(fù)荷，并且能夠減少除塵器反吹頻次和反吹消耗，減少運行費用，延長除塵器工作壽命，提高裝置運行周期及穩(wěn)定性，此外，通過將沉降器設(shè)置為罩在反應(yīng)塔的出口通道上，簡化了工藝流程且減少了整個裝置的占地，減少裝置的投資建設(shè)成本。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施方式提供的循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中沉降器及其內(nèi)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明

10出口煙道 11反應(yīng)塔 12除塵器

13噴水噴嘴 14噴水量控制回路 15測溫元件

16水流量計 17水量調(diào)節(jié)閥

20沉降器 21阻灰擋板 22防返混板

23封頭 24直筒段 25錐筒段

26封閉段 27下降管

30回流通道 31灰斗下降管 32斜管

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、”是根據(jù)循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置正常工作時的煙氣在反應(yīng)塔中的流動方向而言的，具體地，朝向煙氣的流動方向為上，背離煙氣的流動的方向為下，“內(nèi)、外”是指相應(yīng)部件輪廓的內(nèi)和外，另外，附圖中的箭頭方向代表煙氣的流動方向。

如圖1至圖2所示，本發(fā)明提供一種循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置，該循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置包括通過出口煙道10連通的反應(yīng)塔11和除塵器12，其中，所述反應(yīng)塔11和所述出口煙道10之間通過沉降器20連通，所述沉降器20形成為罩在所述反應(yīng)塔11的出口通道上的閉合罩體，所述沉降器20的內(nèi)部固定設(shè)置有阻灰擋板21，該阻灰擋板21遮擋在所述出口通道的自由端的上方，且與所述自由端之間形成有連通所述閉合罩體和所述出口通道的間隙，所述出口通道的沿周向設(shè)置有防返混板22，所述防返混板22和所述阻灰擋板21之間形成有開放通道，該開放通道傾斜向下延伸。

需要說明的是，此處的閉合罩體并非是完全閉合的，即，沉降器20的兩端分別與反應(yīng)塔11和出口煙道10密封連通，但整個沉降器20相對于整個循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置的外部來說是閉合的。

其中，阻灰擋板21可以通過連接筋連接到沉降器20的內(nèi)壁或者防返混板22上，對此本發(fā)明不做限制，均屬于本發(fā)明的保護范圍之中。

另外，防返混板22可以設(shè)置在出口通道的頂部，或者靠近出口通道的頂部，即，防返混板22可以相對于出口通道的頂部間隔一段距離設(shè)置。

因此，通過設(shè)置在沉降器20內(nèi)的阻灰擋板21和設(shè)置在反應(yīng)塔11上的防返混板22，能夠?qū)崿F(xiàn)兩次煙氣降塵，具體地，煙氣中的脫硫劑首先被遮擋在所述出口通道的自由端上方的阻灰擋板21第一次降塵，阻擋了脫硫劑顆粒的直接逃逸，部分大顆粒脫硫劑顆粒直接返回反應(yīng)塔內(nèi)，提高了脫硫劑的利用率和煙氣脫硫率。隨后，氣流轉(zhuǎn)向，沿著防返混板22和阻灰擋板21形成的開放通道傾斜向下流動，固體顆粒由于受慣性作用繼續(xù)向下運動，從而沉積在沉降器20的底部，而氣體向上流向出口煙道，以實現(xiàn)第二次降塵，極大降低進入除塵器12的煙氣的含塵濃度，減少除塵器12的工作負(fù)荷，并且能夠減少除塵器12反吹頻次和反吹消耗，減少運行費用，延長除塵器工作壽命，提高裝置運行周期及穩(wěn)定性，此外，通過將沉降器罩在反應(yīng)塔的出 口通道上，可取消傳統(tǒng)工藝流程中外置氣固分離器，僅設(shè)置除塵器12，簡化了工藝流程，減小裝置占地，提高裝置運行的可靠性，減小了裝置的投資建設(shè)和裝置運行維護費用。優(yōu)選地，為使得二次降塵氣固分離的效果更好，所述阻灰擋板21形成為圓錐結(jié)構(gòu)，所述防返混板22形成為錐管結(jié)構(gòu)。即，阻灰擋板21形成一個倒置的閉合漏斗以全方位覆蓋在出口通道的上方，而防返混板22形成為直徑從上至下逐漸增大的異徑管結(jié)構(gòu)，因此，阻灰擋板21和防返混板22共同形成了出口向下傾斜的環(huán)形通道，利于氣固兩相的分離，同時，錐管結(jié)構(gòu)能夠阻止沉降在沉降器20底部的脫硫劑顆粒的二次返混。

為便于含塵氣體能在沉降器20中沿周向均勻地分離，提高分離效率，所述圓錐結(jié)構(gòu)和所述錐管結(jié)構(gòu)和所述反應(yīng)塔11的軸心同軸設(shè)置，即，圓錐結(jié)構(gòu)和所述錐管結(jié)構(gòu)相對于反應(yīng)塔11的軸心對稱設(shè)置。

進一步地，當(dāng)所述圓錐結(jié)構(gòu)的圓錐角為100-150°，所述錐管結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面和所述反應(yīng)塔11的外壁之間的夾角為30-60°時，該圓錐結(jié)構(gòu)和錐管結(jié)構(gòu)之間形成的環(huán)形通道更利于氣固兩相的分離。

沉降器20可以形成為任意罩在出口通道上的形狀，為利于催化劑顆粒的快速沉降，所述沉降器從上至下包括封頭23、直筒段24和錐筒段25，所述封頭23遮蓋在所述直筒段24上端并且連通所述出口煙道10，所述錐筒段25的直徑從上至下逐漸變小，并通過所述封閉段26收口于所述出口通道的側(cè)壁。其中，封頭23可以形成為圓弧面，以增大和氣體碰撞的接觸面積，而錐筒段25形成為向下逐漸收縮的結(jié)構(gòu)，能夠較好地對固體顆粒進行收攏，因此，當(dāng)氣體從出口通道流經(jīng)環(huán)形通道到達沉降器20的空腔中時，由于煙氣的流通面積增大，煙氣的流速降低，利于脫硫劑顆粒的沉降，進一步降低了沉降器20出口煙氣中顆粒濃度。

所述反應(yīng)塔11可以形成為圓筒結(jié)構(gòu)，其中，所述直筒段24和所述圓筒結(jié)構(gòu)的直徑的比值越大，流通面積增加越大，流速減少越大，沉降效果越好， 更利于固體顆粒的沉降，但相應(yīng)的沉降器規(guī)格越大，建設(shè)投資越高。當(dāng)所述直筒段24和所述圓筒結(jié)構(gòu)的直徑的比值為1.4-3時，能夠確保在合適的成本下達到較好的固體顆粒的沉降效果。

為利于氣體顆粒的沉降，所述出口通道的自由端延伸至所述沉降器20高度的1/3～3/5。因此，可以保證煙氣從環(huán)形通道流出后能夠使得煙氣中的大部分固體顆粒沉積到沉降器20的底部，同時保證向上流動的煙氣中的小部分固體顆粒在上升的過程中因流速降低而降落。

為提高脫硫劑的利用率和煙氣脫硫效率，所述反應(yīng)塔11的外側(cè)還設(shè)置有下降管27，該下降管27一端和所述沉降器20的底部相連通，另一端和所述反應(yīng)塔11的底部相連通。即，在反應(yīng)塔11和沉降器20之間連通有一條用來回收脫硫劑的內(nèi)循環(huán)通道，一方面可以保持床內(nèi)的顆粒濃度，另一方面可以延長脫硫劑在床內(nèi)的停留時間，提高脫硫劑的利用率。

進一步地，為防止催化劑固體顆粒堵塞在上述下降管27中，所述下降管27上設(shè)置有多個進風(fēng)口。例如，進風(fēng)口可以沿著催化劑固體顆粒的移動方向成45°角度設(shè)置傾斜設(shè)置，因此，可以在下降管27上沿著催化劑顆粒的下落的方向間隔設(shè)置多個進風(fēng)口，當(dāng)裝置運行時可以通過進風(fēng)口注入流化風(fēng)松動催化劑固體顆粒，使得其順暢流至反應(yīng)塔11的底部繼續(xù)參與反應(yīng)。

為避免煙氣經(jīng)過下降管27自下而上反竄至沉降器20而造成短路，破壞反應(yīng)塔11的流場，所述下降管27上設(shè)置有第一流量控制閥，以保證沉降器20的底部留有一定厚度的積灰。

為進一步地提高煙氣脫硫效率和脫硫劑的利用率，所述除塵器12的底部和所述反應(yīng)塔11的底部之間連通有回流通道30，該回流通道30包括連接在所述反應(yīng)塔11的灰口處的灰斗下降管31，和連接在該灰斗下降管31末端的斜管32。即，回流通道30構(gòu)成催化劑顆粒的外循環(huán)，其中，斜管32傾斜向下設(shè)置便于脫硫劑固體顆粒借助重力和流化風(fēng)的作用沿著斜管順暢滑至 反應(yīng)塔11的底部，因此流出床外的吸收劑物料經(jīng)分離后可以通過回流通道30重新送回床內(nèi)。

循環(huán)流化床內(nèi)固體顆粒濃度是保證脫硫塔良好運行的重要參數(shù)，脫硫塔內(nèi)固體顆粒濃度可以通過沿床高度底部和頂部的壓差△P來表示，床的壓力損失越大，表示固體顆粒濃度越大，為了將△P控制在一定范圍內(nèi)，以保證床內(nèi)必需的固氣比，進而使反應(yīng)器始終處于良好的運行工況，所述灰斗下降管31上設(shè)置有第二流量控制閥，例如可以通過螺旋給料機控制內(nèi)循環(huán)與外循環(huán)的脫硫劑總量是新加入的脫硫劑量的36-58倍，根據(jù)煙氣的脫硫效果和脫硫塔的壓降調(diào)整外循環(huán)量，進而控制內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)的總量。

在脫硫工藝中，煙氣的濕度對脫硫效率影響很大，在相對濕度為40％-50％時，石灰活性增強，能夠非常有效地吸收酸性氣體，而煙氣的相對濕度可以利用向反應(yīng)塔11內(nèi)給煙氣噴水的方法來提高。實踐中證明，當(dāng)煙氣脫硫操作溫度高于露點溫度10℃-20℃時，可以保證SO2的吸收效率達到最高。

因此可以所述反應(yīng)塔10的底部設(shè)置有噴水噴嘴13，該噴水噴嘴13和所述沉降器20的頂部之間可以連通噴水量控制回路14，該噴水量控制回路14上設(shè)置有控制器、用于測量沉降器20頂部煙氣溫度的測溫元件15、水量調(diào)節(jié)閥17和水流量計16，該測溫元件15、該水量調(diào)節(jié)閥17和該水流量計16分別和所述控制器電連接。因此可以用測溫元件15，例如可以為溫度熱電偶，來感應(yīng)沉降器20頂部的溫度變化，同時將水流量計中監(jiān)測的水流量信號，均傳遞給控制器，然后控制器分析后對水量調(diào)節(jié)閥17發(fā)出一個信號，以調(diào)節(jié)閥門的開度，從而確保當(dāng)煙氣脫硫操作溫度始終處于高于露點溫度10℃-20℃的溫度范圍內(nèi)，保證脫硫劑的活性最大。

為保證煙氣和催化劑充分混合均勻，可以在反應(yīng)塔11的底部設(shè)置文丘里管，因此裝置運行時，含硫煙氣從脫硫塔底部與加入的新鮮脫硫劑和循環(huán) 回流的脫硫劑混合后，經(jīng)過文丘里管的加速而懸浮起來，形成激烈的湍流狀態(tài)，使顆粒和煙氣之間具有很大的相對滑落速度，顆粒反應(yīng)界面不斷摩擦、碰撞更新，從而極大地強化了氣固間的傳熱、傳質(zhì)，同時通過向反應(yīng)塔內(nèi)噴水，濕潤顆粒表面，煙氣冷卻到最佳的化學(xué)反應(yīng)溫度，此時煙氣中的SO2和其他酸性氣體能夠充分地被吸收。

以上結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。