本發(fā)明涉及焦?fàn)t煙氣治理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種焦?fàn)t煙氣干式脫硫裝置、焦?fàn)t煙氣干式脫硫除塵一體化系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

焦?fàn)t是用煤煉制焦炭的窯爐，在裝煤、推焦、熄焦以及生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量煙氣。焦?fàn)t煙氣中含有H₂S，前端煤氣脫硫裝置未能完全脫除H₂S，焦?fàn)t煤氣參與燃燒供熱，生成SO₂，濃度在80～450mg/m³。與電廠煙氣參數(shù)相比，焦?fàn)t煙道氣具有以下特點(diǎn)：

1)焦?fàn)t煙道氣溫度相對(duì)較低。電廠煙氣溫度在300～400℃之間，焦化廠焦?fàn)t煙道廢氣溫度相對(duì)較低，一般低于250℃，如果采用高爐煤氣加熱焦?fàn)t，則煙道廢氣溫度會(huì)更低(一般低于200℃)。在煙氣溫度低于250℃的情況下，如果采用電廠煙氣脫硝所采用的催化劑進(jìn)行脫硝，則脫硝效率很低，無(wú)法滿足煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2)焦?fàn)t煙囪必須始終處于熱備狀態(tài)。與電廠煙氣相比，焦?fàn)t煙道廢氣經(jīng)過(guò)脫硫脫硝以后必須回到焦?fàn)t煙囪，經(jīng)過(guò)加熱焦?fàn)t煙囪以后再排放至大氣，因此焦?fàn)t煙囪始終處于熱備狀態(tài)。經(jīng)過(guò)脫硫脫硝后的煙道氣溫度必須高于煙氣露點(diǎn)溫度，且煙氣溫度不得低于130℃。

3)SO₂含量對(duì)低溫脫硝的影響：在選擇性催化還原(SCR)催化劑的作用下，焦?fàn)t煙氣中部分SO₂會(huì)被轉(zhuǎn)化為SO₃。在180℃至230℃的溫度區(qū)間內(nèi)，氨氣與SO₃反應(yīng)極易生成硫酸氫銨。硫酸氫銨極易潮解，熔點(diǎn)溫度為147℃，沸點(diǎn)為350℃。硫酸氫銨非常粘稠且難以清除，粘附在催化劑表面，會(huì)嚴(yán)重影響催化劑的使用效率。

在焦?fàn)t煙氣治理方面，獨(dú)立焦化廠用自產(chǎn)的高熱值焦?fàn)t煤氣加熱，操作不嚴(yán)格時(shí)燃燒室溫度較高，容易產(chǎn)生氮氧化物?；貭t加熱用的焦?fàn)t煤氣盡管已經(jīng)凈化，但相對(duì)于高爐煤氣而言，仍然含有較高的硫化物(無(wú)機(jī)硫和有機(jī)硫)和氨、HCN、吡啶、喹啉等含氮組分，最終形成SO₂和NO_X。我國(guó)獨(dú)立焦化廠幾乎都是一段加熱，燃燒室容易產(chǎn)生局部高溫而形成NO_X。因此，獨(dú)立焦化廠煙道氣中的SO₂和NO_X較高，難于達(dá)標(biāo)，需要采取后處理措施。

目前在國(guó)內(nèi)外焦化領(lǐng)域，針對(duì)焦?fàn)t煙道氣的脫硫脫硝技術(shù)尚處于研發(fā)階段。申請(qǐng)公布號(hào)為CN 105107349 A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種焦?fàn)t煙道氣脫硫脫硝聯(lián)合凈化工藝及裝置，該凈化工藝在煙氣脫硝之前先進(jìn)行脫硫，其脫硫系統(tǒng)由脫硫塔、脫硫劑溶液制備單元、循環(huán)灰溶液制備單元和溶液輸送單元組成，由脫硫劑溶液制備單元制備的碳酸鈉溶液通過(guò)溶液輸送單元輸送至脫硫塔頂部的頂罐，然后脫硫劑溶液自流進(jìn)入霧化器，霧化器將脫硫劑溶液霧化成50～100微米的微粒；通過(guò)脫硫塔頂部的煙氣分配器使焦?fàn)t煙道氣在脫硫塔內(nèi)均勻分布，焦?fàn)t煙道氣與霧化后的脫硫劑微粒在脫硫塔內(nèi)充分混合，二氧化硫與脫硫微粒發(fā)生物料化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸鈉，脫除焦?fàn)t煙道氣中的二氧化硫，粉狀亞硫酸鈉隨焦?fàn)t煙道氣脫硫后的煙氣進(jìn)入除塵脫硝系統(tǒng)。

上述技術(shù)采用旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫，但是對(duì)二氧化硫和三氧化硫的脫除效果較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N焦?fàn)t煙氣干式脫硫裝置、焦?fàn)t煙氣干式脫硫除塵一體化系統(tǒng)及其方法，采用本發(fā)明提供的脫硫裝置凈化焦?fàn)t煙氣，SO_X的脫除效果較好。

本發(fā)明提供一種焦?fàn)t煙氣干式脫硫裝置，包括：

從底部到頂部依次連通的進(jìn)氣煙道、一級(jí)流化床段、文丘里段、錐形段和二級(jí)流化床段；所述一級(jí)流化床段設(shè)置有固體鈉基吸收劑供應(yīng)單元；所述一級(jí)流化床段與文丘里段連接處設(shè)置有固體鈣基吸收劑供應(yīng)單元；所述二級(jí)流化床段具有出口。

優(yōu)選地，所述錐形段設(shè)置有增濕降溫單元。

優(yōu)選地，所述進(jìn)氣煙道還設(shè)置有氣流均布單元。

在本發(fā)明中，高溫焦?fàn)t煙氣通過(guò)進(jìn)氣煙道首先引入一級(jí)流化床段，與在此處加入的固體鈉基吸收劑混合反應(yīng)，初步吸收煙氣中的SO_X。反應(yīng)后的煙氣和后續(xù)加入的固體鈣基吸收劑通過(guò)文丘里段的加速，被送入二級(jí)流化床段，大量鈣基和鈉基吸收劑顆粒形成激烈湍動(dòng)的大比表面物料床層，進(jìn)一步將煙氣中的SO_X吸收、脫除。同時(shí)，高湍動(dòng)的二級(jí)流化床段可以使得其內(nèi)部的焦?fàn)t煙氣中攜帶的超細(xì)粉塵聚集凝并、增大，形成較粗顆粒，更有利于煙塵被后續(xù)的除塵器脫除。并且，焦?fàn)t煙氣中還含有硫化氫，焦油等污染物，在低溫段高湍動(dòng)的二級(jí)流化床段，氣固兩相由于氣流的作用，產(chǎn)生激烈的湍動(dòng)與混合，硫化氫和焦油與吸收劑充分接觸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效的脫除。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用高溫的一級(jí)流化床段、加低溫高湍動(dòng)的二級(jí)流化床段相結(jié)合的新型反應(yīng)器，能最大限度提高對(duì)焦?fàn)t煙氣的脫硫效率。并且，低溫高湍動(dòng)的二級(jí)流化床段具有高效傳質(zhì)、傳熱的湍動(dòng)環(huán)境，有利于超細(xì)煙塵的凝并，粉塵顆粒增大，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煙氣中超細(xì)粉塵的高效脫除。

此外，本申請(qǐng)優(yōu)選在脫硫裝置錐形段設(shè)置增濕降溫單元，通過(guò)其霧化噴水降溫，溫降可控為煙囪入口排煙溫度不低于130℃，利于脫硫、降低能耗等。

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N焦?fàn)t煙氣干式脫硫除塵一體化系統(tǒng)，包括：

上文所述的脫硫裝置；

進(jìn)料口與所述脫硫裝置中二級(jí)流化床段出口連接的除塵裝置；

與所述除塵裝置出氣口連接的引風(fēng)機(jī)，用于引出凈煙氣。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：與引風(fēng)機(jī)出口連接的循環(huán)煙道，所述循環(huán)煙道與脫硫裝置中進(jìn)氣煙道相連，所述循環(huán)煙道設(shè)置有煙氣負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置。

優(yōu)選地，所述除塵裝置為布袋除塵器；布袋除塵器下端通過(guò)空氣斜槽，與脫硫裝置中一級(jí)流化床段與文丘里段連接處相連，和/或與脫硫裝置中一級(jí)流化床段中部相連。

優(yōu)選地，所述布袋除塵器還具有副產(chǎn)物出口，與副產(chǎn)物儲(chǔ)倉(cāng)連接。

本發(fā)明還提供一種焦?fàn)t煙氣干式脫硫除塵一體化方法，包括以下步驟：

1)將高溫焦?fàn)t煙氣與固體鈉基吸收劑以固體流態(tài)化方式反應(yīng)，得到初步脫硫煙氣；

2)將所述初步脫硫煙氣與固體鈣基吸收劑混合通過(guò)文丘里加速后，以固體流態(tài)化方式反應(yīng)，得到脫硫煙氣；

3)將所述脫硫煙氣除塵，得到凈煙氣。

優(yōu)選地，所述步驟2)中反應(yīng)在增濕降溫的條件下進(jìn)行，所述增濕降溫控制溫降為煙囪入口排煙溫度不低于130℃。

優(yōu)選地，所述步驟3)通過(guò)布袋過(guò)濾除塵，得到凈煙氣和未反應(yīng)完的固體物料；

將部分所述凈煙氣引回步驟1)調(diào)節(jié)煙氣負(fù)荷；將所述未反應(yīng)完的固體物料返回步驟1)和/或步驟2)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的脫硫除塵一體化系統(tǒng)以“新型脫硫裝置+除塵裝置”為核心，主要由高溫的一級(jí)流化床段、低溫高湍動(dòng)的二級(jí)流化床段、固體吸收劑供應(yīng)單元等組成。通過(guò)此系統(tǒng)，本發(fā)明能高效脫除SO₂及SO₃，脫除效率高達(dá)98％以上，并且能將焦?fàn)t煙氣中的SO_X、硫化氫、焦油和超細(xì)粉塵顆粒一攬子脫除，實(shí)現(xiàn)SO₂控制在30mg/m³以下，煙塵控制在10mg/m³以下的環(huán)保超低排放指標(biāo)。

附圖說(shuō)明

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的焦?fàn)t煙氣干式脫硫除塵一體化流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種焦?fàn)t煙氣干式脫硫裝置，包括：

從底部到頂部依次連通的進(jìn)氣煙道、一級(jí)流化床段、文丘里段、錐形段和二級(jí)流化床段；所述一級(jí)流化床段設(shè)置有固體鈉基吸收劑供應(yīng)單元；所述一級(jí)流化床段與文丘里段連接處設(shè)置有固體鈣基吸收劑供應(yīng)單元；所述二級(jí)流化床段具有出口。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N新型脫硫反應(yīng)裝置，采用本發(fā)明提供的脫硫裝置凈化焦?fàn)t煙氣，能獲得較好的SO_X脫除效果，并利于后續(xù)粉塵等的高效脫除。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑拿摿蜓b置的底部包括進(jìn)氣煙道，用于引入焦?fàn)t煙氣。所述脫硫裝置可具有文丘里空塔結(jié)構(gòu)；在本申請(qǐng)實(shí)施例的脫硫裝置中，與進(jìn)氣煙道連接、連通的是一級(jí)流化床段。

焦?fàn)t煙氣溫度范圍廣，溫度變化為190～280℃。高溫的焦?fàn)t煙氣(200～280℃)可以經(jīng)余熱鍋爐熱量回收利用，也可不經(jīng)余熱鍋爐熱量回收利用。焦?fàn)t煙氣(200～280℃)通過(guò)進(jìn)氣煙道首先引入一級(jí)流化床段，所述一級(jí)流化床段為高溫段一級(jí)反應(yīng)器(反應(yīng)床)，作為一級(jí)吸收反應(yīng)場(chǎng)所。其中，將大量固體顆粒懸浮于運(yùn)動(dòng)的流體之中，從而使顆粒具有流體的某些表觀特征，這種流固接觸狀態(tài)稱為固體流態(tài)化，即流化床，也稱輸送床。

在本發(fā)明中，所述一級(jí)流化床段設(shè)置有固體鈉基吸收劑供應(yīng)單元，其用于供應(yīng)固體鈉基吸收劑，一般包括鈉基吸收劑倉(cāng)和與其連接的給料器。在本發(fā)明實(shí)施例中，所述固體鈉基吸收劑供應(yīng)單元設(shè)置在一級(jí)流化床段前端。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)給料器在高溫段一級(jí)反應(yīng)器中，加入固體鈉基吸收劑如NaHCO₃等。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述進(jìn)氣煙道還設(shè)置有氣流均布單元，使得進(jìn)入高溫段一級(jí)反應(yīng)器的煙氣分布均勻，保證鈉基吸收劑和煙氣中的SO_X充分混合反應(yīng)。同時(shí)，可以根據(jù)煙氣中的SO_X濃度及脫硫后煙氣溫度的要求，調(diào)節(jié)鈉基吸收劑的加入量。此外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，高溫段一級(jí)反應(yīng)器有大量的鈣基及鈉基吸收劑循環(huán)物料，可通過(guò)后端除塵器收集后，經(jīng)大流量空氣斜槽由一級(jí)流化床段中部加入。本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)新加入的鈉基吸收劑和循環(huán)返料，初步吸收煙氣中的SO_X，完成高溫段一級(jí)反應(yīng)器脫硫反應(yīng)。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，加入的鈉基吸收劑(NaHCO₃)與焦?fàn)t高溫?zé)煔饨佑|，在熱煙氣中分解成細(xì)度更小、比表面積更大、活性更高的Na₂CO₃，同時(shí)分解生成的H₂O能增加煙氣的濕度，為后續(xù)脫硫反應(yīng)等創(chuàng)造條件。在高溫段一級(jí)反應(yīng)器鈉基吸收劑和煙氣中的SO_X充分混合反應(yīng)，主要反應(yīng)式如下：

2NaHCO₃+SO₂＝Na₂SO₃+2CO₂+H₂O；

2NaHCO₃+SO₃＝Na₂SO₄+2CO₂+H₂O；

Na₂CO₃+SO₂＝Na₂SO₃+CO₂；

Na₂CO₃+SO₃＝Na₂SO₄+CO₂；

Na₂SO₃+1/2O₂＝Na₂SO₄。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述一級(jí)流化床段的煙氣的停留的時(shí)間為0.1s～0.5s。

在本申請(qǐng)實(shí)施例的脫硫裝置中，與一級(jí)流化床段連接、連通的是文丘里段，用于加速、引入煙氣物料。所述文丘里段為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的脫硫裝置部分，本申請(qǐng)可以采用單孔或多孔文丘里管加速段。在本發(fā)明中，所述一級(jí)流化床段與文丘里段連接處設(shè)置有固體鈣基吸收劑供應(yīng)單元，用于供應(yīng)固體鈣基吸收劑如Ca(OH)₂，一般包括鈣基吸收劑倉(cāng)和與其連接的給料器。

本申請(qǐng)實(shí)施例所述脫硫裝置包括錐形段和二級(jí)流化床段；錐形段的小徑端與文丘里段連通，大徑端與二級(jí)流化床段連通。在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，所述錐形段設(shè)置有增濕降溫單元。本發(fā)明對(duì)所述增濕降溫單元沒(méi)有特殊限制，如可采用本領(lǐng)域常用的霧化水噴射設(shè)備。本申請(qǐng)優(yōu)選在脫硫裝置錐形段設(shè)置增濕降溫單元，通過(guò)其霧化噴水降溫，溫降可控在煙囪入口排煙溫度不低于130℃，利于脫硫、降低能耗等。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，二級(jí)流化床段位于脫硫裝置上部且延伸至頂部。所述二級(jí)流化床段為低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)床(反應(yīng)器)或高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器，其頂部具有出口，可排出脫硫煙氣。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述二級(jí)流化床段的煙氣的停留的時(shí)間為1s～15s。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，高溫段一級(jí)反應(yīng)床后端與低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)床反應(yīng)器連接，通過(guò)文丘里加速段，大量鈉基及鈣基物料被送入低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)床反應(yīng)器中，低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)床中加入鈣基吸收劑，大量鈉基及鈣基物料顆粒及新加入的鈣基吸收劑與煙氣激烈湍動(dòng)混合，充分接觸，形成激烈湍動(dòng)的大比表面物料床層，床內(nèi)的物料濃度最高部位(Ca+Na)/S比高達(dá)50以上，極大地強(qiáng)化了氣固間的傳質(zhì)與傳熱。并且，可通過(guò)增濕降溫單元霧化噴水降溫，溫降控制在煙囪入口排煙溫度不低于130℃，進(jìn)一步將煙氣中的SO_X吸收、脫除。其中，高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)床中的主要反應(yīng)式如下：

Na₂CO₃+SO₂＝Na₂SO₃+CO₂；

Na₂CO₃+SO₃＝Na₂SO₄+CO₂；

Na₂SO₃+1/2O₂＝Na₂SO₄；

Ca(OH)₂+SO₂＝CaSO₃·1/2H₂O+1/2H₂O；

Ca(OH)₂+SO₃＝CaSO₄·1/2H₂O+1/2H₂O；

CaSO₃·1/2H₂O+1/2O₂＝CaSO₄·1/2H₂O；

Ca(OH)₂+H₂S→CaSO₃。

同時(shí)，本申請(qǐng)采用高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器，可以使得焦?fàn)t煙氣中攜帶的超細(xì)粉塵在高湍動(dòng)的反應(yīng)器內(nèi)，聚集凝并、增大而形成較粗顆粒，更有利于煙塵被后續(xù)的除塵器脫除。而且焦?fàn)t煙氣中還含有硫化氫，焦油等污染物，低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)床反應(yīng)器中氣固兩相由于氣流的作用，產(chǎn)生激烈的湍動(dòng)與混合，硫化氫和焦油與吸收劑充分接觸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效的脫除。

因此，本申請(qǐng)采用高溫段一級(jí)反應(yīng)器加低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)床相結(jié)合的新型反應(yīng)器，能最大限度提高脫硫效率。同時(shí)，可根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)，很好的控制煙氣溫度的降低，溫降控制在煙囪入口排煙溫度不低于130℃，且低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)床具有高效傳質(zhì)、傳熱的湍動(dòng)環(huán)境，有利于超細(xì)煙塵的凝并，粉塵顆粒增大，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煙氣中超細(xì)粉塵的高效脫除。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N焦?fàn)t煙氣干式脫硫除塵一體化系統(tǒng)，包括：

上文所述的脫硫裝置；

進(jìn)料口與所述脫硫裝置中二級(jí)流化床段出口連接的除塵裝置；

與所述除塵裝置出氣口連接的引風(fēng)機(jī)，用于引出凈煙氣。

采用本申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)的脫硫除塵一體化凈化系統(tǒng)，能以較低的投資和運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)焦化行業(yè)焦?fàn)t煙氣的有效治理。

本發(fā)明提供的脫硫除塵一體化系統(tǒng)包括脫硫裝置，所述脫硫裝置的內(nèi)容如前文所述。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述一體化系統(tǒng)的脫硫裝置包括進(jìn)氣煙道，其設(shè)置有氣流均布單元，可以使得進(jìn)入高溫段一級(jí)反應(yīng)器的煙氣分布均勻，保證鈉基吸收劑和煙氣中的SO_X充分混合反應(yīng)。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述一體化系統(tǒng)的脫硫裝置包括高溫段一級(jí)反應(yīng)床和文丘里段，高溫段一級(jí)反應(yīng)床通過(guò)給料器連接有鈉基吸收劑倉(cāng)，高溫段一級(jí)反應(yīng)床和文丘里段連接處通過(guò)給料器連接有鈣基吸收劑倉(cāng)。本申請(qǐng)實(shí)施例主要通過(guò)加入的鈉基吸收劑等，在高溫段一級(jí)反應(yīng)器初步吸收煙氣中的SO_X。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述一體化系統(tǒng)的脫硫裝置包括錐形段和低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)床，在所述錐形段設(shè)置霧化水噴射設(shè)備。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，高溫段一級(jí)反應(yīng)床后端與低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)床反應(yīng)器連接，通過(guò)文丘里加速段，大量鈉基及鈣基物料被送入低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)床中，低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)床中加入鈣基吸收劑，大量鈉基及鈣基物料顆粒及新加入的鈣基吸收劑與煙氣激烈湍動(dòng)混合，充分接觸，形成激烈湍動(dòng)的大比表面物料床層，床內(nèi)的物料濃度最高部位(Ca+Na)/S比高達(dá)50以上，極大地強(qiáng)化了氣固間的傳質(zhì)與傳熱。并且，可通過(guò)霧化水噴射設(shè)備這種增濕降溫單元霧化噴水降溫，溫降控制在煙囪入口排煙溫度不低于130℃，進(jìn)一步將煙氣中的SO_X吸收、脫除。同時(shí)，本申請(qǐng)也利于煙塵、硫化氫和焦油等的高效脫除。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑母墒矫摿虺龎m一體化系統(tǒng)包括除塵裝置，其進(jìn)料口與脫硫裝置中二級(jí)流化床段出口連接，以對(duì)脫硫煙氣進(jìn)行除塵。在本申請(qǐng)中，所述除塵裝置優(yōu)選為布袋除塵器。

本申請(qǐng)對(duì)所述布袋除塵器沒(méi)有特殊限制，采用本領(lǐng)域常用的即可。在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，布袋除塵器下端通過(guò)空氣斜槽，與脫硫裝置中一級(jí)流化床段與文丘里段連接處相連，和/或與脫硫裝置中一級(jí)流化床段中部相連，實(shí)現(xiàn)物料循環(huán)。本申請(qǐng)實(shí)施例中的布袋除塵器底部具有副產(chǎn)物出口，即副產(chǎn)物外排口，可與副產(chǎn)物儲(chǔ)倉(cāng)(脫硫副產(chǎn)物倉(cāng))連接。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)床出口直接連接布袋除塵器，濾袋上的粉餅層物料中還含有一定量的吸收劑，可以在脫除煙氣粉塵的同時(shí)，進(jìn)一步吸收脫除煙氣中的SO₂。大量未反應(yīng)完的吸收劑則從布袋下端通過(guò)大流量空氣斜槽返回輸送床重復(fù)利用；少部分反應(yīng)完全的副產(chǎn)物外排至副產(chǎn)物儲(chǔ)倉(cāng)。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的干式脫硫除塵一體化系統(tǒng)包括引風(fēng)機(jī)，其與除塵裝置出氣口連接，并通過(guò)往煙囪排放煙道引出凈煙氣。比如，最終煙氣中團(tuán)聚凝并形成的粗顆粒經(jīng)布袋除塵器凈化后通過(guò)引風(fēng)機(jī)排至煙囪。

在本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括：與引風(fēng)機(jī)出口連接的循環(huán)煙道；所述循環(huán)煙道與脫硫裝置中進(jìn)氣煙道相連，實(shí)現(xiàn)煙氣再循環(huán)。作為優(yōu)選，所述循環(huán)煙道設(shè)置有煙氣負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，焦?fàn)t煙氣負(fù)荷波動(dòng)范圍為0％～100％，為了保證高溫段一級(jí)反應(yīng)器加低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)床新型反應(yīng)裝置在各工況下具有很好的適應(yīng)性，本申請(qǐng)可加設(shè)常規(guī)的負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置，高溫段一級(jí)反應(yīng)器入口為負(fù)壓，通過(guò)連接煙道可將引風(fēng)機(jī)后的凈煙氣引回至反應(yīng)裝置入口，從而保證在低負(fù)荷工況下新型反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行。

通過(guò)此系統(tǒng)，本發(fā)明能高效脫除SO₂及SO₃，并且能將焦?fàn)t煙氣中的SO_X、硫化氫、焦油和超細(xì)粉塵顆粒一攬子脫除。本發(fā)明系統(tǒng)投資和運(yùn)行費(fèi)用較低，較SDA脫硫路線裝置可節(jié)省投資費(fèi)用20％～40％甚至以上，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40％以上，具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種焦?fàn)t煙氣干式脫硫除塵一體化方法，包括：

1)將高溫焦?fàn)t煙氣與固體鈉基吸收劑以固體流態(tài)化方式反應(yīng)，得到初步脫硫煙氣；

2)將所述初步脫硫煙氣與固體鈣基吸收劑混合通過(guò)文丘里加速后，以固體流態(tài)化方式反應(yīng)，得到脫硫煙氣；

3)將所述脫硫煙氣除塵，得到凈煙氣。

本發(fā)明提供的焦?fàn)t煙氣干式脫硫除塵一體化技術(shù)方法能實(shí)現(xiàn)焦化行業(yè)煙氣的有效治理，滿足國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)大氣污染物的超低排放。并且，本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，投資和運(yùn)行成本較低。

參見(jiàn)圖1，圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的焦?fàn)t煙氣干式脫硫除塵一體化流程示意圖。本發(fā)明實(shí)施例首先將190～280℃的焦?fàn)t煙氣通過(guò)煙道引入高溫段一級(jí)反應(yīng)器，吸收劑倉(cāng)的固體鈉基吸收劑通過(guò)給料器在輸送床反應(yīng)器前端加入，以高溫段一級(jí)反應(yīng)器作為一級(jí)吸收反應(yīng)場(chǎng)所，加入的鈉基吸收劑(NaHCO₃)與焦?fàn)t高溫?zé)煔饨佑|，以固體流態(tài)化方式反應(yīng)，吸收脫除煙氣中的SO_X，得到初步脫硫煙氣。

其中，加入的NaHCO₃吸收劑在熱煙氣中分解成細(xì)度更小，比表面積更大、活性更高的Na₂CO₃，同時(shí)分解生成的H₂O，增加煙氣的濕度，為低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)床中鈣基吸收劑與SO_X的反應(yīng)創(chuàng)造條件。另外，給料器為變頻控制，可根據(jù)煙氣中SO_X濃度及煙氣溫降的要求，調(diào)節(jié)鈉基吸收劑的加入量。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述鈉基吸收劑與煙氣中(S)的摩爾比優(yōu)選在0.1～0.4之間，相對(duì)應(yīng)的溫降為30～0℃。

同時(shí)，在高溫段一級(jí)反應(yīng)器前端設(shè)有氣流均布裝置，使得進(jìn)入輸送床反應(yīng)器的煙氣分布均勻，保證在高溫段一級(jí)反應(yīng)器鈉基吸收劑和煙氣中的SO_X充分混合反應(yīng)。本發(fā)明實(shí)施例還可設(shè)計(jì)煙氣調(diào)節(jié)裝置，保證不同焦?fàn)t負(fù)荷下，高溫段一級(jí)反應(yīng)器內(nèi)煙氣流速在18m/s以上，利于裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

得到初步脫硫煙氣后，本發(fā)明實(shí)施例將其與固體鈣基吸收劑混合通過(guò)文丘里加速后，在低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器這個(gè)二級(jí)吸收反應(yīng)場(chǎng)所，加入的鈣基吸收劑以固體流態(tài)化方式，反應(yīng)吸收、脫除煙氣中SO_X，得到脫硫煙氣。本申請(qǐng)實(shí)施例采用高溫段一級(jí)反應(yīng)器+低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器相結(jié)合的新型脫硫反應(yīng)裝置，兩級(jí)吸收脫除，SO_X吸收脫除效率更高。

在本申請(qǐng)的具體實(shí)施例中，后端布袋除塵器收集的未反應(yīng)完全的鈣基及鈉基吸收劑，可通過(guò)大流量空氣斜槽從低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器前端加入，還可加入到高溫段一級(jí)反應(yīng)器，循環(huán)利用。高溫段一級(jí)反應(yīng)器后端與低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器連接，吸收劑倉(cāng)的鈣基吸收劑如Ca(OH)₂通過(guò)給料器在低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器下部加入；鈣基吸收劑給料器為變頻控制，根據(jù)煙氣SO_X排放濃度的要求調(diào)節(jié)鈣基吸收劑的加入量，加入的鈣基吸收劑與煙氣中(S)的摩爾比優(yōu)選為1～1.2。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，加入的新鮮的鈣基吸收劑、從高溫段一級(jí)反應(yīng)器帶來(lái)的鈉基物料及循環(huán)回來(lái)的鈉基和鈣基物料，通過(guò)文丘里加速進(jìn)入低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器，通過(guò)增濕降溫單元霧化噴水降溫，增濕降溫單元根據(jù)煙氣濕度調(diào)整噴水量，溫降控制在煙囪入口排煙溫度不低于130℃，創(chuàng)造SO_X與Ca(OH)₂的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為可以瞬間完成的離子型反應(yīng)，進(jìn)一步將煙氣中的SO_X吸收脫除。

本發(fā)明實(shí)施例將加入的新鮮的鈣基吸收劑、從高溫段一級(jí)反應(yīng)器帶來(lái)的鈉基物料及循環(huán)回來(lái)的鈉基和鈣基物料，通過(guò)文丘里加速進(jìn)入低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器，大量鈣基及鈉基吸收劑顆粒與煙氣激烈湍動(dòng)混合，充分接觸，形成激烈湍動(dòng)的大比表面物料床層，床內(nèi)物料濃度最高部位的(Ca+Na)/S比高達(dá)50以上，極大地強(qiáng)化了氣固間的傳質(zhì)與傳熱，實(shí)現(xiàn)SO_X高效的吸收脫除。

另外，在本發(fā)明中，焦?fàn)t細(xì)微顆粒物在低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器內(nèi)，始終處于增濕、團(tuán)聚、凝并的環(huán)境，細(xì)微顆粒物粉塵聚集凝并、增大成較粗顆粒，更有利于被后續(xù)的布袋除塵器脫除。

得到脫硫煙氣后，本發(fā)明優(yōu)選將所述脫硫煙氣通過(guò)布袋除塵器除塵，布袋除塵器濾袋上粉餅層物料中還含有一定量的鈉基及鈣基吸收劑，可以在脫除煙氣粉塵的同時(shí)，再次吸收脫除煙氣中的SO_X，可得到凈煙氣和未反應(yīng)完的固體物料。在本發(fā)明實(shí)施例中，低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器出口連接布袋除塵器，布袋除塵器出來(lái)的凈煙氣經(jīng)過(guò)引風(fēng)機(jī)排入煙囪。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，引風(fēng)機(jī)出口設(shè)置循環(huán)煙道，與高溫段一級(jí)反應(yīng)器前煙道相連，通過(guò)煙氣再循環(huán)，將部分所述凈煙氣回引；連接煙道設(shè)置調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)前端負(fù)荷煙氣量變化情況，調(diào)整調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)煙氣負(fù)荷，保證高溫段一級(jí)反應(yīng)器內(nèi)煙氣流速在18m/s以上，保證反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，布袋除塵器將未反應(yīng)完的物料收集，大部分通過(guò)空氣斜槽加入輸送床反應(yīng)器繼續(xù)參與反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)物料循環(huán)；少量反應(yīng)后的副產(chǎn)物外排至副產(chǎn)物儲(chǔ)倉(cāng)，通過(guò)密封罐車運(yùn)走。

綜上所述，本發(fā)明可采用高溫段一級(jí)反應(yīng)器+低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器相結(jié)合的新型脫硫反應(yīng)裝置，兩級(jí)吸收脫除的反應(yīng)機(jī)理，SO_X吸收脫除效率更高。SO₃及SO₂的高效脫除，能解決SO₃及SO₂生成的硫酸氫銨對(duì)脫硝催化劑的脫硝效率的問(wèn)題；干式脫硫除塵可解決霧化器堵塞、磨損及結(jié)塊問(wèn)題以及物料的浪費(fèi)等問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)焦?fàn)t煙氣干式脫硫除塵一體化方法及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了焦?fàn)t煙氣脫硫除塵一體化控制，保證焦?fàn)t煙氣SO₂排放控制在30mg/m³以下，煙塵排放控制在10mg/m³以下，實(shí)現(xiàn)大氣污染物的“超低排放”。

在本發(fā)明中，鈉基吸收劑與焦?fàn)t高溫?zé)煔饨佑|，在熱煙氣中分解生成H₂O，增加煙氣的濕度，為低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)床中鈣基吸收劑與SO_X的反應(yīng)創(chuàng)造條件，減少低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器中水的噴入，減少降溫，煙氣溫降可控制在煙囪入口排煙溫度不低于130℃。本發(fā)明經(jīng)過(guò)脫硫除塵后的煙囪排放煙氣溫度不低于130℃，滿足煙囪的熱備，保證在脫硫除塵系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，焦?fàn)t煙氣能通過(guò)旁路從依靠煙囪的自拔力能順利的排出。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了脫硫除塵一體化控制，工藝流程簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行穩(wěn)定，可協(xié)同高效脫除SO₃、硫化氫、焦油，且無(wú)廢水(渣)二次污染產(chǎn)生、無(wú)需防腐處理，適于工業(yè)化推廣。

為了進(jìn)一步理解本申請(qǐng)，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的焦?fàn)t煙氣干式脫硫裝置、焦?fàn)t煙氣干式脫硫除塵一體化方法及其系統(tǒng)進(jìn)行具體地描述。

實(shí)施例1：

某焦化廠2*40萬(wàn)t焦?fàn)t使用本發(fā)明焦?fàn)t煙道氣脫硫除塵工藝系統(tǒng)，煙氣量為180000Nm³/h(標(biāo)況)；入口煙氣溫度為190℃，原煙氣SO₂濃度為500mg/Nm³。使用固體Ca(OH)₂及固體NaHCO₃作吸收劑，Na/S比為0.1，Ca/S比為1.2，物料濃度最高部位(Ca+Na)/S比為50，溫降為30℃。

需要凈化的焦?fàn)t煙氣進(jìn)入高溫段一級(jí)反應(yīng)器(停留時(shí)間為0.1s)，煙氣流速為18m/s；鈉基吸收劑通過(guò)給料器加入高溫段一級(jí)反應(yīng)器中，煙氣中的SO_X與加入的鈉基吸收劑和充分混合反應(yīng)，得到初步脫硫煙氣。吸收劑倉(cāng)的鈣基吸收劑通過(guò)給料器在低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器下部加入，從高溫段一級(jí)反應(yīng)器帶來(lái)的鈉基物料及循環(huán)回來(lái)的鈉基和鈣基物料通過(guò)文丘里加速，進(jìn)入低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器(停留時(shí)間為11s)，通過(guò)霧化水噴射設(shè)備進(jìn)行霧化噴水降溫，溫降控制在30℃，進(jìn)一步將煙氣中的SO_X吸收脫除，得到脫硫煙氣。

由于低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器內(nèi)始終處于增濕、團(tuán)聚、凝并的環(huán)境，細(xì)微顆粒粉塵聚集凝并、增大成較粗顆粒，更有利于被后續(xù)的布袋除塵器脫除。脫硫煙氣經(jīng)后端布袋除塵器除塵，得到凈煙氣，煙囪排放煙氣溫度不低于130℃。

后端布袋除塵器收集未反應(yīng)完的物料，大部分物料經(jīng)空氣斜槽返回輸送床反應(yīng)器中部繼續(xù)參加循環(huán)反應(yīng)。布袋除塵器濾袋上粉餅層物料中還含有一定量的鈉基及鈣基吸收劑，在脫除煙氣粉塵的同時(shí)再次吸收脫除煙氣中的SO₂。經(jīng)過(guò)多級(jí)處理后的凈煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)排往煙囪。焦?fàn)t煙氣負(fù)荷波動(dòng)范圍為30％～100％，當(dāng)焦?fàn)t負(fù)荷降低時(shí)，開(kāi)啟煙氣調(diào)節(jié)裝置，保持反應(yīng)器內(nèi)具有足夠的煙氣流速。另外，固體副產(chǎn)物主要為Na₂SO₃、Na₂SO₄、CaSO₃、CaSO₄、以及少量未反應(yīng)的Ca(OH)₂及NaHCO₃，少量反應(yīng)后的副產(chǎn)物外排至副產(chǎn)物儲(chǔ)倉(cāng)，通過(guò)密封罐車運(yùn)走。

此發(fā)明裝置脫硫效率為98％，保證焦?fàn)t煙氣SO₂排放控制在10mg/m³，煙塵控制在4.5mg/m³。本發(fā)明克服傳統(tǒng)半干法裝置存在的弊端，實(shí)現(xiàn)一體化控制，工藝流程簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行穩(wěn)定，可協(xié)同高效脫除SO₃、H₂S及焦油，且無(wú)廢水(渣)二次污染產(chǎn)生、無(wú)需防腐處理。

實(shí)施例2：

某焦化廠200萬(wàn)t焦?fàn)t使用本發(fā)明焦?fàn)t煙道氣脫硫除塵工藝系統(tǒng)。煙氣量為380000Nm³/h(標(biāo)況)；入口煙氣溫度為280℃，原煙氣SO₂濃度為200mg/Nm³。使用固體Ca(OH)₂及固體NaHCO₃作吸收劑，Na/S比為0.4，Ca/S比為1.0，物料濃度最高部位(Ca+Na)/S比為50，溫降為0℃。

需要凈化的焦?fàn)t煙氣進(jìn)入高溫段一級(jí)反應(yīng)器(停留時(shí)間為0.2s)，煙氣流速為18m/s；鈉基吸收劑通過(guò)給料器加入高溫段一級(jí)反應(yīng)器中，煙氣中的SO_X與加入的鈉基吸收劑和充分混合反應(yīng)，得到初步脫硫煙氣。吸收劑倉(cāng)的鈣基吸收劑通過(guò)給料器在低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器下部加入，從高溫段一級(jí)反應(yīng)器帶來(lái)的鈉基物料及循環(huán)回來(lái)的鈉基和鈣基物料通過(guò)文丘里加速，進(jìn)入低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器(停留時(shí)間為6s)，不進(jìn)行霧化噴水降溫，進(jìn)一步將煙氣中的SO_X吸收脫除，得到脫硫煙氣。

由于低溫段高湍動(dòng)二級(jí)反應(yīng)器內(nèi)始終處于增濕、團(tuán)聚、凝并的環(huán)境，細(xì)微顆粒粉塵聚集凝并、增大成較粗顆粒，更有利于被后續(xù)的布袋除塵器脫除。脫硫煙氣經(jīng)后端布袋除塵器除塵，得到凈煙氣，煙道氣溫度不低于130℃。

后端布袋除塵器收集未反應(yīng)完的物料，大部分物料經(jīng)空氣斜槽返回輸送床反應(yīng)器中部繼續(xù)參加循環(huán)反應(yīng)。布袋除塵器濾袋上粉餅層物料中還含有一定量的鈉基及鈣基吸收劑，在脫除煙氣粉塵的同時(shí)再次吸收脫除煙氣中的SO₂。經(jīng)過(guò)多級(jí)處理后的凈煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)排往煙囪。焦?fàn)t煙氣負(fù)荷波動(dòng)范圍為30％～100％，當(dāng)焦?fàn)t負(fù)荷降低時(shí)，開(kāi)啟煙氣調(diào)節(jié)裝置，保持反應(yīng)器內(nèi)具有足夠的煙氣流速。另外，固體副產(chǎn)物主要為Na₂SO₃、Na₂SO₄、CaSO₃、CaSO₄、以及少量未反應(yīng)的Ca(OH)₂及NaHCO₃，少量反應(yīng)后的副產(chǎn)物外排至副產(chǎn)物儲(chǔ)倉(cāng)，通過(guò)密封罐車運(yùn)走。

此發(fā)明裝置脫硫效率為97.5％，保證焦?fàn)t煙氣SO₂排放控制在5mg/m³，煙塵控制在4mg/m³。本發(fā)明克服傳統(tǒng)半干法裝置存在的弊端，實(shí)現(xiàn)一體化控制，工藝流程簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行穩(wěn)定，可協(xié)同高效脫除SO₃、H₂S及焦油，且無(wú)廢水(渣)二次污染產(chǎn)生、無(wú)需防腐處理。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于使本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)這些實(shí)施例的多種修改的，而這些修改也應(yīng)視為本發(fā)明應(yīng)該保護(hù)的范圍。