本發(fā)明涉及煙氣脫硫凈化領(lǐng)域，具體涉及一種噴霧干燥脫硫塔及其脫硫方法。

背景技術(shù)：

噴霧干燥脫硫法噴入漿液與污染物反應(yīng)，脫除效率與濕法脫硫接近，優(yōu)于半干法脫硫，已在燃煤、鋼鐵等行業(yè)的煙氣脫硫方面得到廣泛應(yīng)用。

現(xiàn)有噴霧干燥脫硫塔多采用頂部旋轉(zhuǎn)噴霧、底部進氣、底部出氣的方式，煙氣在脫硫塔內(nèi)分布均勻性不佳，與液滴接觸時間短，反應(yīng)不完全，脫硫劑用量大；且頂部旋轉(zhuǎn)噴霧方式中的關(guān)鍵設(shè)備旋轉(zhuǎn)噴霧盤磨損大、設(shè)備造價高，基本依賴進口。

CN2228183A公開了一種鍋爐排煙氣流噴霧干燥脫硫裝置，脫硫塔頂蓋部位安裝2、4或者6個雙流體噴霧器，煙氣從頂部進入，從底部排出，該裝置中噴霧器僅有單層布置，噴霧器數(shù)量較少，若煙氣中SO2濃度提高，增大脫硫液噴淋量，會出現(xiàn)脫硫液干燥及反應(yīng)不完全、易在脫硫塔內(nèi)壁結(jié)垢的問題。

CN2787293A公開了一種高效噴霧旋流脫硫除塵裝置，煙氣從脫硫塔底部切向進入圓柱形脫硫塔，煙氣進口煙道內(nèi)布置噴嘴，待煙氣進入脫硫塔后，布置多級旋流裝置，并在旋流裝置下方布置一個噴嘴，噴嘴位于脫硫塔水平截面的圓心，脫硫液與煙氣逆流接觸，上述的旋流裝置系統(tǒng)復(fù)雜，增加煙氣阻力，提高引風(fēng)機能耗，僅有初步的除塵作用。

CN104888599A公開了一種用于水泥廠的噴霧干燥脫硫裝置及工藝方法，該發(fā)明重點在于生石灰儲存、消化、制漿等裝置及方法，對于噴霧方式未做說明，與普通濕法脫硫的單層噴淋層相似。

現(xiàn)有的噴霧干燥脫硫裝置普遍存在著脫硫效率低，脫硫液損耗大，設(shè)備復(fù)雜等問題，因此急需開發(fā)一種兼具高脫硫效率以及低投入成本等優(yōu)點的新型干燥脫硫裝置，以滿足工業(yè)上迫切的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種噴霧干燥脫硫塔及其脫硫方法，減小了煙氣在脫硫塔內(nèi)遇到的阻力，增加了煙氣與脫硫液的接觸時間和接觸面積，使得反應(yīng)進行完全，降低了脫硫劑的用量，減少了設(shè)備的磨損，在提高脫硫效率的同時降低生產(chǎn)成本，具有良好的應(yīng)用前景。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種噴霧干燥脫硫塔，包括脫硫塔殼體，所述脫硫塔殼體內(nèi)壁設(shè)置多個噴射裝置，所述噴射裝置沿脫硫塔軸向多級布置，同一級噴射裝置在同一水平面上環(huán)繞脫硫塔對稱排布，相鄰兩級的噴射裝置交錯布置。

本發(fā)明可以采用數(shù)值模擬或冷態(tài)實驗等手段了解煙氣在脫硫塔內(nèi)的偏轉(zhuǎn)和分布情況，通過上述布置，在煙氣分布多的區(qū)域布置噴射裝置，在煙氣分布少的區(qū)域減少布置或不布置，噴射裝置的布置隨煙氣分布的變化而調(diào)節(jié)，更為靈活；同時還可以根據(jù)煙氣在脫硫塔內(nèi)的偏轉(zhuǎn)和分布情況對脫硫液流量進行調(diào)節(jié)，在提高除硫效率的同時節(jié)省了成本。

本發(fā)明中所述多級布置是指布置一級或至少兩級，出于對煙氣進行更徹底凈化，提高脫硫效率的目的，本發(fā)明所述噴霧干燥脫硫塔優(yōu)選選用至少兩級布置，例如可以是兩級、三級、四級、五級或六級，以及其他更高等級，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉。

本發(fā)明所述多級布置的次序為，從噴霧干燥脫硫塔頂部至底部依次記為第一級，第二級，第三級，第四級，第五級等，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉。

根據(jù)本發(fā)明，所述相鄰兩級的噴射裝置的出液口到殼體內(nèi)壁的距離不同。

根據(jù)本發(fā)明，所述噴射裝置在垂直于脫硫塔殼體內(nèi)壁的方向上水平布置。

根據(jù)本發(fā)明，所述同一級噴射裝置的出液口到殼體內(nèi)壁的距離相同。

本發(fā)明中噴射裝置的出液口到殼體內(nèi)壁的距離是指噴淋管在脫硫塔內(nèi)垂直于脫硫塔內(nèi)壁探入脫硫塔內(nèi)的長度。

根據(jù)本發(fā)明，所述噴射裝置的出液口到殼體內(nèi)壁的距離與脫硫塔半徑的比值為0.05-0.5，例如可以是0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45或0.5，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。

根據(jù)本發(fā)明，所述同一級噴射裝置中包含偶數(shù)個噴射裝置，例如可以是4個、6個、8個、10個、12個、14個或16個等，以及上述數(shù)值之外的其他數(shù)值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉。

根據(jù)本發(fā)明，所述同一級噴射裝置中包含至少四個噴射裝置。

同一級噴射裝置設(shè)置偶數(shù)個噴射裝置的目的是為了使之環(huán)繞脫硫塔殼體內(nèi)壁對稱分布，對稱布置能夠防止脫硫液直接噴射到脫硫塔殼體內(nèi)壁，在內(nèi)壁結(jié)垢，同時提高煙氣與液滴的接觸概率，進而提高了脫硫效率。

根據(jù)本發(fā)明，相鄰兩級的噴射裝置交錯布置，目的是使脫硫液與煙氣接觸的更均勻，有利于提高脫硫效率

根據(jù)本發(fā)明，所述噴射裝置包括噴淋管和噴嘴，所述噴淋管設(shè)置進液口與出液口，所述出液口位于脫硫塔殼體內(nèi)，與噴嘴相連，所述進液口位于脫硫塔殼體外。

本發(fā)明減少了傳統(tǒng)噴淋層或噴霧干燥盤等內(nèi)構(gòu)件在脫硫塔內(nèi)占據(jù)的空間，使煙氣在脫硫塔流動的過程中受到的阻力減小。

根據(jù)本發(fā)明，所述噴射裝置還包括調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥設(shè)置于噴淋管上，并位于脫硫塔殼體外部。

通過控制調(diào)節(jié)閥，可以對每一個噴射裝置的脫硫液流量進行控制，在煙氣濃度大的地方增加噴液量，在煙氣濃度較小的地方減少噴液量或停止噴液，能夠增加脫硫液的脫硫效率，減少脫硫液的使用量，進而節(jié)省了成本。

根據(jù)本發(fā)明，所述噴嘴為空心錐形、實心錐形或扇形。

根據(jù)本發(fā)明，所述噴射裝置通過漿液泵與脫硫漿液罐相連，本發(fā)明通過漿液泵將脫硫漿液罐中的脫硫液輸送到噴射裝置中。

根據(jù)本發(fā)明，所述脫硫塔殼體下部設(shè)置有灰斗，灰斗的設(shè)置是為了收集脫硫反應(yīng)后掉落的脫硫灰以及其他雜質(zhì)。

本發(fā)明所述的脫硫液為本領(lǐng)域常用的脫硫液，如堿液、氨水等，對此不做特殊限定，

根據(jù)本發(fā)明，所述脫硫塔殼體頂部和底部分別設(shè)置通氣口，煙氣由噴霧干燥脫硫塔頂部的通氣口進入，由底部的通氣口流出，或由噴霧干燥脫硫塔底部的通氣口進入，由頂部的通氣口流出。

本發(fā)明中煙氣可以從噴霧干燥脫硫塔的頂部或底部進入，有利于根據(jù)現(xiàn)場情況靈活設(shè)計脫硫塔結(jié)構(gòu)。

第二方面，本發(fā)明提供一種如第一方面所述的噴霧干燥脫硫塔進行脫硫的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)向噴霧干燥脫硫塔中通入煙氣；

(2)將脫硫液從噴射裝置噴入噴霧干燥脫硫塔中，脫硫液與煙氣中的SO₂和SO₃反應(yīng)，脫硫液被煙氣熱量干燥為脫硫灰，脫硫后的煙氣離開噴霧干燥脫硫塔。

根據(jù)本發(fā)明，在噴霧干燥脫硫塔中與煙氣通入方向相對一側(cè)的噴射裝置的噴淋量比與煙氣通入方向相同側(cè)的噴射裝置的噴淋量高30-120m³/h，例如可以是30m³/h、40m³/h、50m³/h、60m³/h、70m³/h、80m³/h、90m³/h、100m³/h、110m³/h或120m³/h，以及上述數(shù)值之外的其他數(shù)值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉。

在本發(fā)明中，噴射裝置的噴淋量與煙氣通入方式有關(guān)，例如，當(dāng)煙氣從噴霧干燥脫硫塔頂部或底部左側(cè)通入時，與煙氣通入方向相對的脫硫塔右側(cè)布置的噴射裝置的噴淋量較脫硫塔左側(cè)噴射裝置的噴淋量大一些；同樣，當(dāng)煙氣從噴霧干燥脫硫塔頂部或底部右側(cè)通入時，與煙氣通入方向相對的脫硫塔左側(cè)布置的噴射裝置的噴淋量較脫硫塔右側(cè)的大一些。目的是根據(jù)煙氣在噴霧干燥脫硫塔內(nèi)的分布情況對應(yīng)地進行噴淋，局部煙氣量大的時候，噴淋量增大，使煙氣和液滴充分接觸，不浪費煙氣的熱量并盡量提高脫硫效率。

根據(jù)本發(fā)明，步驟(1)所述煙氣的流量為100000-1500000m³/h，例如可以是100000m³/h、200000m³/h、300000m³/h、500000m³/h、700000m³/h、900000m³/h、1000000m³/h、1200000m³/h、1400000m³/h或1500000m³/h，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。

根據(jù)本發(fā)明，步驟(2)所述脫硫液從噴射裝置噴入噴霧干燥脫硫塔中的過程中單個噴射裝置的噴淋量為200-1000m³/h，例如可以是200m³/h、300m³/h、400m³/h、500m³/h、600m³/h、700m³/h、800m³/h、900m³/h或1000m³/h，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。

本發(fā)明提供的噴霧干燥脫硫塔，取消了頂部旋轉(zhuǎn)噴霧設(shè)備，節(jié)省設(shè)備投資；在脫硫塔殼體內(nèi)對稱布置多級噴射裝置，可以根據(jù)煙氣在脫硫塔內(nèi)的偏轉(zhuǎn)和分布情況對噴射裝置的位置和脫硫液流量進行調(diào)節(jié)；煙氣入口可設(shè)置在頂部或底部，有利于根據(jù)現(xiàn)場情況靈活設(shè)計脫硫塔結(jié)構(gòu)；減少了內(nèi)構(gòu)件在脫硫塔內(nèi)占據(jù)的空間，使煙氣在流動的過程中受到的阻力減小；水平布置和對稱噴射防止脫硫液滴直接噴射到脫硫塔內(nèi)壁，在內(nèi)壁結(jié)垢；相鄰兩級的噴射裝置交錯布置，使脫硫液與煙氣接觸的更均勻；在脫硫過程中，在脫硫塔中與煙氣通入方向相對一側(cè)的噴射裝置的噴淋量比另一側(cè)的噴淋量高30-120m³/h，不浪費煙氣的熱量并盡量提高脫硫效率。結(jié)合上述特征，本發(fā)明提高了脫硫效率，同時降低了脫硫成本。

與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的噴霧干燥脫硫塔大大提高了脫硫效率，其脫硫效率在95％以上，最高可達99％。同時減少了設(shè)備投資，降低了除硫的成本，適用于工業(yè)化推廣，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例2提供的噴霧干燥脫硫塔的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例2提供的噴霧干燥脫硫塔水平截面圖。

其中：1-第一級單個噴射裝置；2-第二級單個噴射裝置；3-灰斗；4-脫硫塔殼體；5-漿液泵；6-脫硫漿液罐；7-流量調(diào)節(jié)閥。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

本發(fā)明中具的體脫硫方法為：煙氣從噴霧干燥脫硫塔頂部或底部通氣口通入脫硫塔，漿液泵將脫硫液從漿液罐中輸送到噴射裝置，經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量由噴嘴噴入脫硫塔中，脫硫液與煙氣接觸后與煙氣中的SO₂、SO₃或其他酸性氣體反應(yīng)，同時脫硫液滴被煙氣熱量干燥為脫硫灰，脫硫完成后，經(jīng)過凈化的煙氣離開脫硫塔，而脫硫灰落到灰斗中。

實施例1

一種噴霧干燥脫硫塔：

在脫硫塔殼體內(nèi)壁設(shè)置一級噴射裝置，所述一級噴射裝置包括四個噴射裝置，所述四個噴射裝置在同一水平面上環(huán)繞脫硫塔殼體內(nèi)壁對稱布置。每個噴射裝置的出液口到脫硫塔殼體內(nèi)壁的距離與脫硫塔半徑的比值為0.4。噴射裝置包括噴淋管和噴嘴，噴淋管設(shè)置進液口與出液口，出液口位于脫硫塔殼體內(nèi)，與噴嘴相連，進液口位于脫硫塔殼體外，通過漿液泵與脫硫漿液罐相連，在噴淋管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，并位于脫硫塔殼體外部。在脫硫塔殼體下部設(shè)置有灰斗，在脫硫塔殼體右側(cè)頂部和左側(cè)底部分別設(shè)置通氣口。

按照以下方法進行脫硫：

從噴霧干燥脫硫塔底部通氣口通入煙氣，入口處煙氣流量為100000m³/h，入口處SO₂濃度為400mg/m³，SO₃濃度為40mg/m³，煙氣自脫硫塔右側(cè)頂部進入，脫硫塔左側(cè)兩個噴嘴每一個噴淋量為270m³/h，脫硫塔右側(cè)兩個噴嘴每一個噴淋量為230m³/h，煙氣自脫硫塔左側(cè)底部排出，出口處SO₂濃度為20mg/m³，SO₃濃度為2mg/m³，總脫硫效率為95％。

實施例2

一種噴霧干燥脫硫塔：

如圖1和圖2所示，在脫硫塔殼體4內(nèi)壁設(shè)置二級噴射裝置，包括第一級噴射裝置和第二級噴射裝置，所述二級噴射裝置沿脫硫塔軸向自上而下依次布置。每一級噴射裝置均包含八個噴射裝置，同一級噴射裝置在同一水平面上環(huán)繞脫硫塔殼體內(nèi)壁對稱布置，相鄰兩級的噴射裝置交錯布置。第一級噴射裝置出液口到脫硫塔殼體內(nèi)壁的距離與脫硫塔半徑的比值為0.5，第二級噴射裝置出液口到脫硫塔殼體內(nèi)壁的距離與脫硫塔半徑的比值為0.2。每個噴射裝置包括噴淋管和噴嘴，噴淋管設(shè)置進液口與出液口，出液口位于脫硫塔殼體內(nèi)，與噴嘴相連，進液口位于脫硫塔殼體外，通過漿液泵5與脫硫漿液罐6相連，在噴淋管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥7，并位于脫硫塔殼體外部。在脫硫塔殼體下部設(shè)置有灰斗3，在脫硫塔殼體左側(cè)頂部和右側(cè)底部分別設(shè)置通氣口。

按照以下方法進行脫硫：

從噴霧干燥脫硫塔頂部通氣口通入煙氣，入口處煙氣流量為500000m³/h，入口處SO₂濃度為800mg/m³，SO₃濃度為40mg/m³，煙氣自脫硫塔右側(cè)底部進入，脫硫塔左側(cè)八個噴嘴每一個噴淋量為700m³/h，脫硫塔右側(cè)八個噴嘴每一個噴淋量為600m³/h，煙氣自脫硫塔左側(cè)頂部排出，出口處SO₂濃度為30mg/m³，SO₃濃度為2mg/m³，總脫硫效率96.19％。

實施例3

一種噴霧干燥脫硫塔：

在脫硫塔殼體內(nèi)壁設(shè)置三級噴射裝置，包括第一級噴射裝置、第二級噴射裝置以及第三級噴射裝置，所述三級噴射裝置沿脫硫塔軸向自上而下依次布置。每一級噴射裝置均包含十個噴射裝置，同一級噴射裝置在同一水平面上環(huán)繞脫硫塔殼體內(nèi)壁對稱布置，相鄰兩級的噴射裝置交錯布置。第一級噴射裝置的出液口到脫硫塔殼體內(nèi)壁的距離與脫硫塔半徑的比值為0.2，第二級噴射裝置的出液口到脫硫塔殼體內(nèi)壁的距離與脫硫塔半徑的比值為0.3，第三級噴射裝置的出液口到脫硫塔殼體內(nèi)壁的距離與脫硫塔半徑的比值為0.05。每個噴射裝置包括噴淋管和噴嘴，噴淋管設(shè)置進液口與出液口，出液口位于脫硫塔殼體內(nèi)，與噴嘴相連，進液口位于脫硫塔殼體外，通過漿液泵與脫硫漿液罐相連，在噴淋管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，并位于脫硫塔殼體外部。在脫硫塔殼體下部設(shè)置有灰斗，在脫硫塔殼體右側(cè)頂部和左側(cè)底部分別設(shè)置通氣口。

按照以下方法進行脫硫：

從噴霧干燥脫硫塔底部通氣口通入煙氣，入口處煙氣流量為1500000m³/h，入口處SO₂濃度為1500mg/m³，SO₃濃度為60mg/m³，煙氣自脫硫塔左側(cè)底部進入，脫硫塔右側(cè)十五個噴嘴每一個噴淋量為750m³/h，脫硫塔左側(cè)十五個噴嘴每一個噴淋量為650m³/h，煙氣自脫硫塔右側(cè)頂部排出，出口處SO₂濃度為30mg/m³，SO₃濃度為3mg/m³，總脫硫效率97.8％。

對比例1

一種噴霧干燥脫硫塔：

與實施例1相比，除了四個噴射裝置在同一水平面上不對稱布置，其他結(jié)構(gòu)設(shè)置與實施例1均相同。

脫硫方法與實施例1完全相同，測得總脫硫效率為73.1％。

對比例2

一種噴霧干燥脫硫塔：

與實施例2相比，除了相鄰兩級的噴射裝置在自上而下同一軸線上布置外，其他結(jié)構(gòu)設(shè)置與實施例2均相同。

脫硫方法與實施例2完全相同，測得總脫硫效率為82.5％。

申請人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細結(jié)構(gòu)特征，但本發(fā)明并不局限于上述詳細結(jié)構(gòu)特征，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細結(jié)構(gòu)特征才能實施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明所選用部件的等效替換以及輔助部件的增加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。

以上詳細描述了本發(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。