本实用新型涉及电力、冶金、焦化、水泥等高污染行业脱硫技术领域，具体提供一种干法脱硫反应装置，该装置可应用于干法、半干法脱硫系统中。
背景技术：
干法脱硫技术具有工艺简单、操作简便、投资和运行维护费用低，脱硫产物易处理，无二次污染等特点，受到广泛的应用。核心设备脱硫反应装置的设计合理性关系到整个脱硫脱硝系统的性能。传统的脱硫反应装置设计存在如下缺点：1)为保证吸附剂的反应时间和反应效率，一般体积较庞大；2)为了解决塔内气体均布分布，多采用文丘里管设计，增大了塔的阻力；3)仅适用于干法或者半干法单一工艺系统，不能使两种方法同时兼顾；4)在利用碱性干粉作为吸附剂的脱硫系统内，不能实现吸附剂的再循环利用。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种干法脱硫反应装置以至少解决目前传统脱硫装置体积庞大、塔内压力大，适用性不强等问题。
为了实现上述目的，本实用新型一方面提供如下技术方案：
一种干法脱硫反应装置，包括相邻并列设置的第一通道和第二通道；其中，所述第一通道的始端为烟气进口，所述第一通道的末端与所述第二通道的始端连通，所述第二通道的末端为烟气出口；所述第一通道上靠近所述第一通道的始端处设有第一吸附剂喷入口，由所述第一吸附剂喷入口喷入的吸附剂为烟气脱硫用吸附剂。
上述干法脱硫反应装置，作为一种优选实施方式，所述第二通道上靠近所述第二通道的始端处设有第二吸附剂喷入口；所述第二吸附剂喷入口用于喷入回收的烟气脱硫用吸附剂。
上述干法脱硫反应装置，作为一种优选实施方式，所述第一通道内设有混合器，在烟气流向上，所述混合器位于所述第一吸附剂喷入口的下游，用于充分混合从所述烟气进口通入的烟气和从所述第一吸附剂喷入口喷入的吸附剂；所述混合器为静态混合器。
上述干法脱硫反应装置，作为一种优选实施方式，所述第二通道内、所述烟气出口附近设有导流装置；所述导流装置为导流板。
上述干法脱硫反应装置，作为一种优选实施方式，所述第二通道上设有工艺水接口。
上述干法脱硫反应装置，作为一种优选实施方式，在所述第一通道和所述第二通道连通处还设有清灰孔。
上述干法脱硫反应装置，作为一种优选实施方式，所述第一通道上靠近所述第一通道的始端处还设有活性炭喷入口，与活性炭粉末注入装置连接。
上述干法脱硫反应装置，作为一种优选实施方式，所述干法脱硫反应装置还包括：支撑架，用于支撑所述第一通道和所述第二通道。
上述干法脱硫反应装置，作为一种优选实施方式，所述第一通道和所述第二通道设置于同一圆柱状壳体中，通过烟气隔板分隔而成；所述第一通道和所述第二通道竖直放置，所述烟气进口和所述烟气出口位于上方，所述第一通道的末端与所述第二通道的始端的连通部位于下方。
一种烟气净化系统，包括：上述干法脱硫反应装置和袋式除尘器，在烟气流向上，所述干法脱硫反应装置设置于所述袋式除尘器之前，其中，所述干法脱硫反应装置用于去除烟气中的含硫污染物，所述袋式除尘器用于除尘并对所述干法脱硫反应装置输出的烟气进行净化处理。
与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：
1)设备布局紧凑合理，节省布置空间，安装方便；
2)烟气自上而下流动，左右两个反应室，通过隔板进行分隔，增加了吸附剂与烟气接触时间，提高了反应效率；
3)可应用在采用碳酸氢钠(na2co3)和氢氧化钙(ca(oh)2)粉末干法脱硫或氧化钙(cao)半干法脱硫系统中；
4)可实现副产物的循环利用；
5)利用静态混合器提高了吸附剂分布的均匀性，提高了吸附剂的一次反应效率；
6)出口导流装置有效的防止烟气对干法脱硫反应装置的冲刷及磨损；
7)干法脱硫反应装置的压降≤300pa，在整个工艺系统内中，压降低可以减少对引风机压头的消耗，减小引风机的选型。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1为本实用新型实施例提供的一种干法脱硫反应装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的干法脱硫反应装置与吸附剂喷入系统的接位置关系示意图；
图中：1-烟气进口、2-第一吸附剂喷入口、2’-活性炭喷入口、3-混合器、4-第一反应段、5-检修人孔、6-工艺水注入口、7-第二吸附剂喷入口、8-第二反应段、9-导流装置、10-烟气出口、11-烟气隔板、12-清灰孔、13-料仓、14-研磨设备、15-喷吹管道。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
根据本实用新型的优选实施方式，如图1所示，本实用新型提供一种干法脱硫反应装置，包括相邻并列设置的第一通道和第二通道；其中，第一通道的始端为烟气进口1，第一通道的末端与第二通道的始端连通，第二通道的末端为烟气出口10；第一通道上靠近始端处设有第一吸附剂喷入口2。上述干法脱硫反应装置工作时，烟气从烟气进口1进入第一通道后与第一吸附剂喷入口2喷入的吸附剂接触，在流经第一通道和第二通道时烟气和吸附剂进行反应，烟气中的污染物(比如hcl、hf和so2)被吸附剂吸收，随后通过烟气出口10排出。该干法脱硫反应装置布局紧凑合理，而且增加了吸附剂与烟气接触时间，提高了反应效率。为了方便与烟气进口和烟气出口的设备及烟道进行连接，优选地，第二通道比第一通道更长；为更好地保证脱硫反应装置内的反应充分和均匀，反应装置内的烟气停留时间优选大于2s以上。
考虑到对于不同的吸附剂而言，物料存储、喷射管道都有差别，优选地，第一吸附剂喷入口2可以设置多个，分别应用于喷入不同种类的吸附剂。第一吸附剂可以是碳酸氢钠(na2co3)、氢氧化钙(ca(oh)2)、氧化钙(cao)粉末等，粒径≤20μm。
优选地，第二通道上靠近始端处设有第二吸附剂喷入口7，来自第一通道的烟气和吸附剂反应的混合物进入第二通道后，与第二吸附剂喷入口7喷入的吸附剂再次进行接触并进行反应，进一步去除烟气中的污染物(比如hcl、hf和so2)，随后通过烟气出口10排出。除了新的吸附剂之外，一部分用过的吸附剂也循环到上述干法脱硫反应装置中，具体而言，第二吸附剂喷入口7可以用于喷入回收的吸附剂，便可实现副产物的循环利用，此时可将第二吸附剂喷入口称为吸附剂再循环喷入口。
优选地，第一通道内设有混合器，用于充分混合从烟气进口1通入的烟气和从第一吸附剂喷入口2喷入的吸附剂，以使其充分接触并为后续的反应创造更好的条件。更优选使用静态混合器，利用静态混合器更提高了吸附剂分布的均匀性，提高了吸附剂的一次反应效率。
优选地，第二通道内烟气出口10附近设有导流装置9能更有效地防止烟气对干法脱硫反应装置的冲刷及磨损，保证烟气经过烟气出口10时气流稳定和均布。导流装置9更优选为导流板，在本实用新型的优选实施例中，第二通道内烟气出口10附近设置多个导流板，导流板的形状与第二通道的烟气出口处形状相仿，比如烟气出口处的第二通道为弯管，则导流板为弧度差不多的弧面板，参见图1。
优选地，第二通道上设有工艺水接口6，用于连接外部水源。在采用钙基吸附剂的半干法工艺系统中，需要设计增湿系统，增湿系统以压缩空气为动力，通过双流体雾化喷枪使水细化成50～150μm的雾滴，喷入到反应装置中的烟气中，使烟气温度降低、湿度增大，保证较好脱硫反应条件。本干法脱硫反应装置设计有工艺预留接口，即工艺水接口6，便于满足半干法工艺转换的需求。
优选地，在第一通道和第二通道连通处还设有清灰孔12，便于给干法脱硫反应装置定时或不定时清灰。
优选地，干法脱硫反应装置还设有检修人孔5，便于定时或不定时检修干法脱硫反应装置。
优选地，干法脱硫反应装置中，第一通道上靠近始端处还设有活性炭喷入口2’，与活性炭粉末注入装置连接，用于注入活性炭粉以吸附烟气中的污染物，如呋喃、二噁英化合物、汞(hg)和其他重金属。比如在第一吸附剂喷入口2位置附近，利用反应装置上的开孔即活性炭喷入口2’处安装喷枪组件，将活性炭粉喷入反应装置内部。
优选地，干法脱硫反应装置还包括支撑架，用于支撑第一通道和第二通道。
优选地，干法脱硫反应装置中，第一通道和第二通道设置于同一圆柱状壳体中，通过烟气隔板11分隔而成；更优选地，第一通道和第二通道竖直放置，烟气进口和烟气出口位于上方，待处理的烟气自烟气进口1进入第一通道并向下运动，绕过烟气隔板11，进入第二通道向上运动，最后经烟气出口10排出。将烟气从该反应装置烟气进口1处引入，在烟气入口1下方设计了混合器3，促进吸附剂和烟气中污染物的接触，而且烟气由于反应装置中间的挡板即烟气隔板11的分隔作用，烟气走向是自上而下又从底部反转由上部排出；如此设计使得烟气在该过程中实现了与吸附剂的充分接触反应，实现均匀分布的目的。
本实用新型还提供一种烟气净化系统，包括：干法脱硫反应装置和袋式除尘器，干法脱硫反应装置设置于袋式除尘器之前，其中，干法脱硫反应装置用于去除烟气中的绝大部分污染物，袋式除尘器用于除尘并利用除尘处理形成的滤饼对干法脱硫反应装置输出的烟气进行进一步的净化处理。本申请提供的烟气净化系统中，布袋除尘器的滤饼从布袋表面分离之前延长了与烟气的接触时间，增强吸附剂和污染物之间的反应效率。
该烟气净化系统运行时，将干态吸附剂(如nahco3或石灰)注入到干法脱硫反应装置中，可去除烟气中的绝大部分污染物如so2、hcl和hf等；吸附剂碳酸氢钠在烟气温度大于140℃以上会迅速分解为碳酸钠，因此，实际参加反应的物质为碳酸钠，由于新生成的na2co3在反应瞬间有高度的反应活性，烟气温度在180℃-230℃之间，可自发的与烟气中的酸性污染物进行下列反应生成na2so4，实现脱除so2的效果，具体反应式如下：
2nahco3→na2co3 h2o co2(i)
so2 na2co3→na2so3 co2(ii)
so3 na2co3→na2so4 co2(iii)
然后，烟气流入布袋除尘器，干法脱硫反应装置输出的反应产物及颗粒在此处从烟气中除去，即布袋除尘器用于除尘同时布袋上的滤饼可作为烟气清洁的第二阶段。本申请提供的烟气净化系统中，布袋除尘器的滤饼部分包括反应产物、未反应的吸收剂、活性炭(如果使用的话)和飞灰等，当烟气通过滤饼时，滤饼中的成分吸附剩余的so2、重金属。在布袋的滤饼中，通常5-20％的污染物发生反应被吸附，即通过布袋滤饼去除的污染物占从干法脱硫反应装置的烟气进口输入烟气中所有污染物的重量百分比为5-20％。
优选地，上述烟气净化系统中，袋式除尘器还与干法脱硫反应装置的第二吸附剂喷入口7连接，用于循环利用袋式除尘器滤饼中的吸附剂。布袋除尘器排出的滤饼即脱硫副产物，主要成分是硫酸钠、亚硫酸钠、氯化钠、碳粉以及未完全反应的碳酸钠；其中，未完全反应的碳酸钠约占比在20％-30％左右。为了合理利用吸附剂，提高经济效益，降低运行成本，可以对脱硫副产物进行部分循环利用。具体地，脱硫副产物(袋式除尘器滤饼在清灰过程中在压缩空气的作用下，立即变为松散的状态)经过溜槽进入到集尘器中，一部分通过给料装置进入干法脱硫反应装置内进行循环利用，剩余部分进入副产物收集仓。
在本实用新型的具体实施例中，如图1所示，干法脱硫反应装置包括相邻并列设置的第一通道和第二通道，第一通道和第二通道设置于同一圆柱状壳体中，通过烟气隔板11分隔为左右两部分；第一通道的始端设置烟气进口1，第二通道的末端设置烟气出口2，且烟气进口1和烟气出口2位于上方，第一通道的末端和第二通道的始端连接且在烟气隔板下方连通。
在第一通道上烟气进口附近设有第一吸附剂喷入口2，第一吸附剂喷入口2之后(下方)、第一通道内设有静态混合器，混合器后是第一反应段4；在第二通道上设置有工艺水接口6和第二吸附剂喷入口7，第二吸附剂喷入口7之后是第二反应段8，在烟气出口10之前、第二通道内设有若干导流板。
处理时，烟气通过烟气进口1进入干法脱硫反应装置，从顶部流向底部，先与从第一吸附剂喷入口2喷入的干态吸附剂如nahco3、生石灰或熟石灰接触，经静态混合器后混合均匀，进入第一反应段4与吸附剂反应；到达底端后烟气改变方向，垂直向上流动，经第二反应段8与吸附剂充分反应后，由导流板引导，最终平稳且均布地从烟气出口流出10。为保证脱硫效果，防止气流转向时吸附剂无法被烟气带走，反应器内烟气设计流速不小于20m/s。
在采用碳酸氢钠作为吸附剂的干法工艺系统中，往干法脱硫反应装置的第一吸附剂喷入口2喷射新的碳酸氢钠(经过研磨的粒径≤20μm)，确保最长停留时间。第一吸附剂喷入口2由三个并列布置的管口组成，不需要喷嘴，仅利用喷吹管道直接喷入吸附剂，喷吹管道内做耐磨内衬设计。参见图2，吸附剂由料仓13供应，料仓13的下方连接研磨设备14(磨机)，喷吹管道15的始端与料仓13下方研磨设备14(磨机)的出料口连通，喷吹管道15的末端与第一吸附剂喷入口2连接。通过研磨设备14配备的风机的鼓吹作用将吸附剂喷入反应装置中。在气流的带动下，吸附剂最终由烟气出口流出。
在与第二反应段8垂直的方向上，再循环吸附剂通过第二吸附剂喷入口7注入到反应器中，在进入布袋除尘器前形成含固体烟气流。
静态混合器3使喷入的吸附剂均布在第一反应段4内，保证吸附剂与烟气的充分接触，提高脱硫效率和吸附剂的利用率。
在采用钙基作为吸附剂的半干法工艺系统中，需要设计增湿系统。本反应装置设计有工艺预留接口工艺水接口6，能满足半干法工艺转换的需求。增湿系统以压缩空气为动力，通过雾化装置比如双流体雾化喷枪使水细化成50～150μm的雾滴，经工艺水接口6喷入到反应装置中的烟气中去，使烟气温度降低、湿度增大，保证较好脱硫反应条件。
在干法脱硫反应装置底部，每隔一段时间将从烟气中分离出的颗粒从反应器底部的清灰孔12卸出。
干法脱硫反应装置还设有检修人孔5，便于定时或不定时检修。
综上所述，本实用新型提供的一种干法脱硫反应装置，设备布局紧凑合理，节省布置空间，安装方便；通过隔板将反应装置内部分隔成左右两个反应室，烟气先自上而下流动，绕过隔板后自下而上流动，增加了吸附剂与烟气接触时间，提高了反应效率；可应用在采用碳酸氢钠(nahco3)、氢氧化钙(ca(oh)2)干法脱硫或氧化钙(cao)半干法脱硫系统中；另外还可以实现副产物的循环利用；利用静态混合器提高了吸附剂分布的均匀性，提高了吸附剂的一次反应效率；出口设置导流装置，有效地防止烟气对脱硫反应装置的冲刷及磨损。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种干法脱硫反应装置，其特征在于，所述干法脱硫反应装置包括相邻并列设置的第一通道和第二通道；其中，所述第一通道的始端为烟气进口，所述第一通道的末端与所述第二通道的始端连通，所述第二通道的末端为烟气出口；所述第一通道上靠近所述第一通道的始端处设有第一吸附剂喷入口，由所述第一吸附剂喷入口喷入的吸附剂为烟气脱硫用吸附剂。
2.如权利要求1所述干法脱硫反应装置，其特征在于，所述第二通道上靠近所述第二通道的始端处设有第二吸附剂喷入口；所述第二吸附剂喷入口用于喷入回收的烟气脱硫用吸附剂。
3.如权利要求1所述干法脱硫反应装置，其特征在于，所述第一通道内设有混合器，在烟气流向上，所述混合器位于所述第一吸附剂喷入口的下游，用于充分混合从所述烟气进口通入的烟气和从所述第一吸附剂喷入口喷入的吸附剂；所述混合器为静态混合器。
4.如权利要求1-3中任一项所述干法脱硫反应装置，其特征在于，所述第二通道内、所述烟气出口附近设有导流装置；所述导流装置为导流板。
5.如权利要求1-3中任一项所述干法脱硫反应装置，其特征在于，所述第二通道上设有工艺水接口。
6.如权利要求1-3中任一项所述干法脱硫反应装置，其特征在于，在所述第一通道和所述第二通道连通处还设有清灰孔。
7.如权利要求1-3中任一项所述干法脱硫反应装置，其特征在于，所述第一通道上靠近所述第一通道的始端处还设有活性炭喷入口，与活性炭粉末注入装置连接。
8.如权利要求1-3中任一项所述干法脱硫反应装置，其特征在于，所述干法脱硫反应装置还包括：支撑架，用于支撑所述第一通道和所述第二通道。
9.如权利要求1-3中任一项所述干法脱硫反应装置，其特征在于，所述第一通道和所述第二通道设置于同一圆柱状壳体中，通过烟气隔板分隔而成；所述第一通道和所述第二通道竖直放置，所述烟气进口和所述烟气出口位于上方，所述第一通道的末端与所述第二通道的始端的连通部位于下方。
10.一种烟气净化系统，其特征在于，包括：如权利要求1-9所述的干法脱硫反应装置和袋式除尘器，在烟气流向上，所述干法脱硫反应装置设置于所述袋式除尘器之前，其中，所述干法脱硫反应装置用于去除烟气中的含硫污染物，所述袋式除尘器用于除尘并对所述干法脱硫反应装置输出的烟气进行净化处理；所述袋式除尘器还与所述干法脱硫反应装置的第二吸附剂喷入口连接。
技术总结