CN108380024A - 一种脱硫除尘一体化圆筒加热炉系统及其脱硫除尘方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脱硫除尘一体化圆筒加热炉系统及其脱硫除尘方法，圆筒加热炉辐射段的上部设干吸收剂喷入口，干吸收剂喷入口通过管道连接吸收剂喷射系统；烟囱的下部为除尘脱硫段，上部为加压段；除尘脱硫段的底部设断液盘，上部设吸收剂浆液喷洒装置，顶部设捕雾层，断液盘上方的烟囱上设循环浆液出口；循环浆液出口与吸收剂浆液喷洒装置分别与吸收剂浆液循环输送系统相连；加压段的底部设切断阀，切断阀下方的烟囱上设尾气出口，切断阀上方的烟囱上设加压尾气入口，尾气出口和加压尾气入口分别通过管道连接尾气风机。本发明通过对圆筒加热炉的结构进行改进，使其集除尘与脱硫功能于一体，从而保证烟气经处理后排放指标满足环保规范要求。

Description

一种脱硫除尘一体化圆筒加热炉系统及其脱硫除尘方法

技术领域

本发明涉及圆筒加热炉技术领域，尤其涉及一种脱硫除尘一体化圆筒加热炉系统及其脱硫除尘方法。

背景技术

冶金焦化行业的化产回收及焦油加工过程很多设备单元都采用了圆筒加热炉，用于给蒸馏塔、导热油、反应原料或其他介质等提供工艺所需热量，所用圆筒加热炉根据各工厂的现有条件，采用燃料油、净化焦炉煤气、煤、天然气等为燃料，因为焦化厂一般都有荒煤气，所以用净化后焦炉煤气为燃料的最为常见，约占总数的95％以上。由于净化后的焦炉煤气中含有一定量的硫元素，在燃烧时会生成二氧化硫，含二氧化硫的烟气直接经烟囱排入到大气中。

焦炉煤气是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。净化后的焦炉煤气是炼焦产生的荒煤气经过煤气净化系统，对来自炼焦炉的荒煤气进行净化处理，脱除其中的硫化氢、氰化氢、氨、焦油及萘等各种杂质，使之达到国家或行业标准，供给工业或民用用户使用。

由于净化后的焦炉煤气现有净化工艺或其他原因，净化后的焦炉煤气燃烧后烟气含硫指标无法满足环保规范的要求，其中老旧的煤气净化系统技术相对落后，烟气含硫指标严重超出环保规范限值。以燃料油、煤为燃料的加热炉，因前序工艺脱硫措施不足，烟气中二氧化硫含量排放指标更无法满足环保规范要求。

近年来，空气污染越来越严重，随着国家“十二·五”规划出台，国家环保政策及要求日益严格，在大气中，二氧化硫是酸雨的来源，是大气主要污染物之一。为符合国家日益严格的排放标准，探讨削减圆筒加热炉烟气中二氧化硫浓度使其达标排放具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种脱硫除尘一体化圆筒加热炉系统及其脱硫除尘方法，对圆筒加热炉的结构进行改进，使其集除尘与脱硫功能于一体，从而保证烟气经处理后排放指标满足环保规范要求。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种脱硫除尘一体化圆筒加热炉系统，包括圆筒加热炉，所述圆筒加热炉的底部设燃烧室，燃烧室上方的炉膛一下一上分为辐射段和对流段，圆筒加热炉的顶部设烟囱；所述辐射段的上部设干吸收剂喷入口，干吸收剂喷入口通过管道连接吸收剂喷射系统；所述烟囱的下部为除尘脱硫段，上部为加压段；其中除尘脱硫段的底部设断液盘，上部设吸收剂浆液喷洒装置，顶部设捕雾层，断液盘上方的烟囱上设循环浆液出口；循环浆液出口与吸收剂浆液喷洒装置分别与吸收剂浆液循环输送系统相连；加压段的底部设切断阀，切断阀下方的烟囱上设尾气出口，切断阀上方的烟囱上设加压尾气入口，尾气出口通过管道连接尾气风机的入口端，尾气风机的出口端通过管道连接加压尾气入口；圆筒加热炉的底部设向下收窄的锥段，锥段的中部设吸收剂排放口。

所述吸收剂喷射系统由成品吸收剂贮仓、分配器和吸收剂助喷风机组成，成品吸收剂贮仓的出料口及吸收剂助喷风机的出风口分别连接分配器的进口，分配器的出口连接圆筒加热炉上的干吸收剂喷入口。

所述吸收剂浆液循环输送系统包括通过管道依次连接的吸收剂浆液中间槽、吸收剂浆液泵和吸收剂浆液冷却器，吸收剂浆液中间槽上设工业水入口和循环浆液入口，循环浆液入口通过管道连接设于断液盘上方烟囱上的循环浆液出口；吸收剂浆液冷却器通过管道连接吸收剂浆液喷洒装置。

一种脱硫除尘一体化圆筒加热炉系统的脱硫除尘方法，包括如下步骤：

1)成品吸收剂贮仓贮存的成品干吸收剂经出料口进入分配器，与吸收剂助喷风机的风混合后，经干吸收剂喷入口喷入圆筒加热炉的辐射段；在炉膛内的高温气流作用下，干吸收剂分解生成CaO，在有氧的环境下CaO与SO₂反应生成硫酸钙，从而脱出一部分SO₂；未反应的小颗粒干吸收剂跟随烟气经对流段继续向上流动，大颗粒干吸收剂在重力作用下落到圆筒加热炉的底部，自吸收剂排放口排出，通过人工收集循环利用；

2)经初次脱硫后的烟气从断液盘中间的气体通道进入除尘脱硫段，与上部喷洒的吸收剂浆液逆向接触，烟气中的CaO增湿后，与水反应生产较高活性的Ca(OH)₂，而吸收剂浆液中本身就含有高活性的Ca(OH)₂，Ca(OH)₂与SO₂反应生成CaSO₃，其中一部分被氧化成CaSO₄，与此同时，吸收剂浆液还可捕集烟气中的颗粒物；

与烟气反应后的吸收剂浆液由断液盘收集，自流到吸收剂浆液中间槽中，经过吸收剂浆液泵加压，并经吸收剂浆液冷却器冷却后，返回到除尘脱硫段顶部重新喷洒，实现循环利用；

3)经吸收剂浆液喷洒二次脱硫后的烟气中含有雾滴，通过捕雾层对其中的雾滴进行捕集；烟气进入加压段时，由于圆筒加热炉燃烧产生的烟气压力不足以使其从烟囱正常排出，因此在加压段通过尾气风机产生的吸力增压，加压后的烟气再回到烟囱，并最终排入大气。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)对圆筒加热炉的结构进行改进，使其集除尘与脱硫功能于一体，从而保证烟气经处理后排放指标满足环保规范要求；

2)对圆筒加热炉结构改进合理，采用一体化结构，只需设置辅助工艺设备，无需设置常规脱硫除尘系统，节省了占地面积和工艺设备投资；

3)工艺流程简单，操作方便，占地小，节能环保。

附图说明

图1是本发明所述一种脱硫除尘一体化圆筒加热炉系统的结构示意图。

图中：1.圆筒加热炉11.辐射段111.干吸收剂喷入口12.对流段13.除尘脱硫段131.断液盘132.吸收剂浆液喷洒装置133.捕雾层14.加压段141.切断阀2.助燃风机3.成品吸收剂贮仓4.吸收剂助喷风机5.分配器6.吸收剂浆液中间槽7.吸收剂浆液泵8.吸收剂浆液冷却器9.尾气风机

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种脱硫除尘一体化圆筒加热炉系统，包括圆筒加热炉1，所述圆筒加热炉1的底部设燃烧室，燃烧室上方的炉膛一下一上分为辐射段11和对流段12，圆筒加热炉1的顶部设烟囱；所述辐射段11的上部设干吸收剂喷入口111，干吸收剂喷入口111通过管道连接吸收剂喷射系统；所述烟囱的下部为除尘脱硫段13，上部为加压段14；其中除尘脱硫段13的底部设断液盘131，上部设吸收剂浆液喷洒装置132，顶部设捕雾层133，断液盘131上方的烟囱上设循环浆液出口；循环浆液出口与吸收剂浆液喷洒装置132分别与吸收剂浆液循环输送系统相连；加压段14的底部设切断阀141，切断阀141下方的烟囱上设尾气出口，切断阀141上方的烟囱上设加压尾气入口，尾气出口通过管道连接尾气风机9的入口端，尾气风机9的出口端通过管道连接加压尾气入口；圆筒加热炉1的底部设向下收窄的锥段，锥段的中部设吸收剂排放口。

所述吸收剂喷射系统由成品吸收剂贮仓3、分配器5和吸收剂助喷风机4组成，成品吸收剂贮仓3的出料口及吸收剂助喷风机4的出风口分别连接分配器5的进口，分配器5的出口连接圆筒加热炉1上的干吸收剂喷入口111。

所述吸收剂浆液循环输送系统包括通过管道依次连接的吸收剂浆液中间槽6、吸收剂浆液泵7和吸收剂浆液冷却器8，吸收剂浆液中间槽6上设工业水入口和循环浆液入口，循环浆液入口通过管道连接设于断液盘131上方烟囱上的循环浆液出口；吸收剂浆液冷却器8通过管道连接吸收剂浆液喷洒装置132。

一种脱硫除尘一体化圆筒加热炉系统的脱硫除尘方法，包括如下步骤：

1)成品吸收剂贮仓3贮存的成品干吸收剂经出料口进入分配器5，与吸收剂助喷风机4的风混合后，经干吸收剂喷入口111喷入圆筒加热炉1的辐射段11；在炉膛内的高温气流作用下，干吸收剂分解生成CaO，在有氧的环境下CaO与SO₂反应生成硫酸钙，从而脱出一部分SO₂；未反应的小颗粒干吸收剂跟随烟气经对流段12继续向上流动，大颗粒干吸收剂在重力作用下落到圆筒加热炉1的底部，自吸收剂排放口排出，通过人工收集循环利用；

2)经初次脱硫后的烟气从断液盘131中间的气体通道进入除尘脱硫段13，与上部喷洒的吸收剂浆液逆向接触，烟气中的CaO增湿后，与水反应生产较高活性的Ca(OH)₂，而吸收剂浆液中本身就含有高活性的Ca(OH)₂，Ca(OH)₂与SO₂反应生成CaSO₃，其中一部分被氧化成CaSO₄，与此同时，吸收剂浆液还可捕集烟气中的颗粒物；

与烟气反应后的吸收剂浆液由断液盘131收集，自流到吸收剂浆液中间槽6中，经过吸收剂浆液泵7加压，并经吸收剂浆液冷却器8冷却后，返回到除尘脱硫段13顶部重新喷洒，实现循环利用；

3)经吸收剂浆液喷洒二次脱硫后的烟气中含有雾滴，通过捕雾层133对其中的雾滴进行捕集；烟气进入加压段14时，由于圆筒加热炉1燃烧产生的烟气压力不足以使其从烟囱正常排出，因此在加压段14通过尾气风机9产生的吸力增压，加压后的烟气再回到烟囱，并最终排入大气。

本发明在传统的圆筒加热炉结构基础上进行改进，采用炉内喷钙脱硫工艺，在辐射段11顶部位置增设干吸收剂喷入口111，即把干吸收剂直接喷到炉膛的气流中进行一次脱硫；传统圆筒加热炉中的烟囱仅作为排气通道，本发明将烟囱分成两个功能段，一个是除尘脱硫段13，一个是加压段14。在除尘脱硫段13采用湿式脱硫工艺，即通过喷洒吸收剂浆液吸收烟气中的二氧化硫实现二次脱硫；同时，吸收剂浆液还可捕集烟气中的颗粒物，从而达到除尘目的。

本发明所述干吸收剂及吸收剂浆液的主要成分为CaO，原料可采用石灰石、消石灰或白云石。

在进行上述结构改进后，圆筒加热炉1中燃料燃烧产生的烟气压力不足以使烟气从烟囱正常排出，所以在除尘脱硫段13后设加压段14，使除尘脱硫后的尾气通过尾气风机9增压，然后重新回到烟囱，最终排入大气；连接尾气风机9的尾气出口及加压尾气入口之间的烟囱内增设切断阀141，既可实现尾气流向的改变，又便于检修。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种脱硫除尘一体化圆筒加热炉系统，包括圆筒加热炉，所述圆筒加热炉的底部设燃烧室，燃烧室上方的炉膛一下一上分为辐射段和对流段，圆筒加热炉的顶部设烟囱；其特征在于，所述辐射段的上部设干吸收剂喷入口，干吸收剂喷入口通过管道连接吸收剂喷射系统；所述烟囱的下部为除尘脱硫段，上部为加压段；其中除尘脱硫段的底部设断液盘，上部设吸收剂浆液喷洒装置，顶部设捕雾层，断液盘上方的烟囱上设循环浆液出口；循环浆液出口与吸收剂浆液喷洒装置分别与吸收剂浆液循环输送系统相连；加压段的底部设切断阀，切断阀下方的烟囱上设尾气出口，切断阀上方的烟囱上设加压尾气入口，尾气出口通过管道连接尾气风机的入口端，尾气风机的出口端通过管道连接加压尾气入口；圆筒加热炉的底部设向下收窄的锥段，锥段的中部设吸收剂排放口。

2.根据权利要求1所述的一种脱硫除尘一体化圆筒加热炉系统，其特征在于，所述吸收剂喷射系统由成品吸收剂贮仓、分配器和吸收剂助喷风机组成，成品吸收剂贮仓的出料口及吸收剂助喷风机的出风口分别连接分配器的进口，分配器的出口连接圆筒加热炉上的干吸收剂喷入口。

3.根据权利要求1所述的一种脱硫除尘一体化圆筒加热炉系统，其特征在于，所述吸收剂浆液循环输送系统包括通过管道依次连接的吸收剂浆液中间槽、吸收剂浆液泵和吸收剂浆液冷却器，吸收剂浆液中间槽上设工业水入口和循环浆液入口，循环浆液入口通过管道连接设于断液盘上方烟囱上的循环浆液出口；吸收剂浆液冷却器通过管道连接吸收剂浆液喷洒装置。

4.一种脱硫除尘一体化圆筒加热炉系统的脱硫除尘方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)成品吸收剂贮仓贮存的成品干吸收剂经出料口进入分配器，与吸收剂助喷风机的风混合后，经干吸收剂喷入口喷入圆筒加热炉的辐射段；在炉膛内的高温气流作用下，干吸收剂分解生成CaO，在有氧的环境下CaO与SO₂反应生成硫酸钙，从而脱出一部分SO₂；未反应的小颗粒干吸收剂跟随烟气经对流段继续向上流动，大颗粒干吸收剂在重力作用下落到圆筒加热炉的底部，自吸收剂排放口排出，通过人工收集循环利用；

2)经初次脱硫后的烟气从断液盘中间的气体通道进入除尘脱硫段，与上部喷洒的吸收剂浆液逆向接触，烟气中的CaO增湿后，与水反应生产较高活性的Ca(OH)₂，而吸收剂浆液中本身就含有高活性的Ca(OH)₂，Ca(OH)₂与SO₂反应生成CaSO₃，其中一部分被氧化成CaSO₄，与此同时，吸收剂浆液还可捕集烟气中的颗粒物；

与烟气反应后的吸收剂浆液由断液盘收集，自流到吸收剂浆液中间槽中，经过吸收剂浆液泵加压，并经吸收剂浆液冷却器冷却后，返回到除尘脱硫段顶部重新喷洒，实现循环利用；

3)经吸收剂浆液喷洒二次脱硫后的烟气中含有雾滴，通过捕雾层对其中的雾滴进行捕集；烟气进入加压段时，由于圆筒加热炉燃烧产生的烟气压力不足以使其从烟囱正常排出，因此在加压段通过尾气风机产生的吸力增压，加压后的烟气再回到烟囱，并最终排入大气。