[实用新型]一种对冲式喷枪强制氧化装置

说明书

技术领域

本实用新型属于湿法烟气脱硫强制氧化领域，尤其是指一种在吸收塔浆液区采取对冲式喷枪强制氧化亚硫酸钙的装置。

背景技术

石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术(WFGD)目前应用广泛，它采用石灰石做吸收剂，与烟气中的SO₂发生反应，经SO₂溶解与吸收、CaSO₃氧化、CaCO₃中和、石膏结晶等过程，生成副产品石膏。在CaSO₃氧化过程中，烟气自身含氧可完成部分自然氧化；如果氧化率达不到一定程度，则不能产生足够可供石膏附着生长的晶种，导致石膏在脱硫设备内形成CSS垢(Calcium Sulfate and Sulfite，CaSO₃与CaSO₄的混合晶体)。脱硫系统的结垢和堵塞在湿法脱硫工艺中经常发生，高硫煤电厂中尤为突出。

实施强制氧化，加快已溶解SO₂的电离和氧化，降低石膏浆液中CaSO₃的含量是防止CSS垢的关键。在强制氧化中，通过向浆液中鼓入空气，使SO₃^2-的氧化反应趋于完全，并保持足够的浆液含固量(约12wt％)，以提供石膏结晶所需的晶种。此时，石膏晶体的生长占优势，可有效控制结垢。强制氧化的引入还有助于提高脱硫效率、改善脱硫浆液的处理性能、提升石膏质量，并使得脱硫系统对烟气参数具有较大的负荷适应性。

根据空气导入和分散方式不同，强制氧化装置大致有：管网喷射式(sparge grids)又称固定喷射器(fixed air sparger，缩写FAS)；搅拌器和空气喷枪组合式(agitator air lance assemilies，缩写ALS)；喷气混合器/曝气器(jet-mixer/aerators)；径向叶轮下方喷射式(sparging beneathradial impellers)；多孔板式(perforated plates)；多孔喷射器式(porousdiffusers)；旋转式空气喷射器/叶轮臂式(arm rotary air sparger/impellerarms)等。其中前两种在大型工程中应用最为广泛。

FAS强制氧化装置是在吸收塔浆液氧化区底部的断面上均布若干根氧化空气母管，母管上有众多分支管。空气喷嘴均布于整个断面上(3.5个/m²左右)，通过固定管网将氧化空气分散鼓入氧化区，再由顶进式搅拌器混合分散。其缺点是：空气管网布置复杂、投资昂贵、附属支撑部件多，施工和检修困难；母管和支管因受到剧烈扰动浆液和高速气流的频繁冲刷而容易发生挠曲变形或摩擦损坏；各支管因承受风压和流场不同，容易发生脱落或结垢堵塞；浆液区易发生氧化空气分布不均，从而导致塔内局部结垢，影响脱硫效率和石膏质量。连州发电厂1、2号机组的脱硫装置运行时间不长，即发生了FAS氧化风管及其支架断裂事故，严重影响了系统脱硫效率。

ALS强制氧化装置采取侧进式搅拌器，每台搅拌器的左下方配置一根喷枪，氧化空气经喷枪末端高速冲入吸收塔浆液中，迅即被高速旋转的桨叶切割分裂成细小气泡，并推流弥散至整个浆液区。其缺点是：喷枪因管径过粗、伸入浆液区的垂直段过长而难以固定支撑；氧化空气通道过大，气泡剪切不彻底，氧化空气利用效率低，氧气停留时间短，迅速逸散的气体会对液面造成强烈扰动；高速喷射的气流易造成塔底防腐层或支撑部件的损坏；此外，因为氧化空气流量太大且超过液流分散能力时会导致大量气泡涌出，出现泛气现象，严重时搅拌器叶片吸入侧也汇集大量气泡，使得叶片输送流量性能下降，易于造成浆液循环泵或石膏取出泵发生气蚀事故。

另一方面，传统的FAS和ALS强制氧化装置，均是基于稳定的烟气参数而设计，通过氧化空气管路系统与脱硫岛内氧化风机(如空气压缩机、罗茨风机或离心风机等)配合应用的。但在具体脱硫工程中，配煤配矿品质不同、烟气产生工况各异，烟气量、烟气含氧量、SO₂浓度等烟气参数也有较大波动，在这种情况下，既定的氧化空气量和氧化空气分配模式就难以满足工程的实际需要，往往出现氧化程度不足或过量的情况，由此给系统顺行和石膏质量带来一系列问题(CN 1587057A)。

发明内容