CN100553745C - 逆流式海水脱硫吸收塔 - Google Patents

逆流式海水脱硫吸收塔 Download PDF

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Abstract

一种逆流式海水脱硫吸收塔，包括设有烟气入口和烟气出口的塔体，塔体底部设有海水排放口，塔体内烟气入口的上方设有支撑梁，支撑梁上设有填料层，在填料层的上方设有海水喷淋管，海水喷淋管与海水供应管道相连通，海水喷淋管上设有除雾器层；填料层包括下填料层和上填料层，下填料层位于横向支撑梁上，下填料层上设有填料层支撑格栅，上填料层位于填料层支撑格栅的上面。本发明的目的在于提供用于烟气脱硫的一种经济、高效、环保的适用于靠近海边的工业燃烧装置的海水脱硫吸收塔，特别是大型燃煤电站锅炉的烟气脱硫净化的吸收塔。本发明逆流式海水脱硫吸收塔能实现≥95%的脱硫效率，同时保证满足国家对排放的指标要求。

Description

逆流式海水脱硫吸收塔
技术领域
本发明涉及一种烟气吸收塔，特别涉及一种应用于工业燃烧装置的湿法海水脱硫工艺的逆流式填料型吸收塔。
背景技术
燃煤工业锅炉或电站锅炉，燃烧产生的烟气中含有大量的SO2等酸性污染物，是造成空气污染和酸雨的主要原因。在酸雨控制区和SO2污染严重的地区，应用烟气脱硫技术控制SO2的排放量，减少酸雨的危害十分必要。
目前在湿法脱硫工艺中，应用最广的工艺是采用石灰石、生石灰等作为脱硫剂在吸收塔内对烟气进行洗涤以达到脱硫降尘的目的。但该工艺存在初期投资大，运行费用高，吸收塔内容易沉积硫酸钙造成结垢堵塞等问题，另外烟气脱硫所需的石灰石粉还需要原料运输系统和氧化系统，副产物需要石膏制备装置和灰渣处置设施，使整个脱硫工程耗资比较庞大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烟气脱硫的适用于靠近海边的工业燃烧装置的逆流式海水脱硫吸收塔，特别是大型燃煤电站锅炉的烟气净化的吸收塔。对于靠近海边的工业燃烧装置如燃烧锅炉，采用冷却锅炉后的海水进行脱硫是一种经济、高效、环保的选择。
本发明逆流式海水脱硫吸收塔包括设有烟气入口和烟气出口的塔体，所述塔体底部设有海水排放口；在所述塔体内烟气入口的上方设有支撑梁，所述支撑梁上铺设有填料层，所述支撑梁由纵向中间支撑梁和横向支撑梁组成，在所述填料层的上方设有海水喷淋管，所述海水喷淋管与海水供应管道相连，所述海水喷淋管上设有除雾器层；所述填料层包括下填料层和上填料层，所述下填料层位于所述横向支撑梁上，所述下填料层上设有填料层支撑格栅，所述上填料层位于所述填料层支撑格栅的上面，所述海水喷淋管由与海水供应管道相连的喷淋主管和与其垂直相连接的多个相互平行的喷淋支管组成；所述喷淋主管支承在所述纵向中间支撑梁上，所述喷淋支管的另一端支承在所述塔体左或右侧壁的上凸台上，所述喷淋支管的下部具有多个均匀分布的出水孔；所述喷淋主管和除雾器层之间安放有中间挡板，在所述除雾器层左、右两侧和塔体的侧壁之间设有边挡板，所述下填料层由规则排列的带方孔的块状填料组成；所述上填料层由随意摆放的片状圆环填料组成，其横断面呈阶梯交错的小蜂窝状，且每个填料的圆环直径大于所述填料层支撑格栅的网格。
本发明逆流式海水脱硫吸收塔，其中所述塔体为方形混凝土结构，塔壁内层涂有防腐材料；所述纵向中间支撑梁与所述塔体为一体的结构，所述横向支撑梁的一端支承在所述塔体的左或右侧壁的下凸台上，另一端支承在所述纵向中间支撑梁上，所述纵向中间支撑梁和横向支撑梁均为工字形横梁，所述填料层支撑格栅为端面呈交叉网格状的平板格栅。
本发明逆流式海水脱硫吸收塔，其中所述除雾器层由多个平板状除雾器组成。
本发明逆流式海水脱硫吸收塔，其中所述填料和除雾器由聚丙烯制成，所述海水喷淋管由玻璃钢制成。
本发明逆流式海水脱硫吸收塔能实现≥95％的脱硫效率，同时保证满足国家对排放的指标要求，并能节省运行维护费用。
本发明逆流式海水脱硫吸收塔还具有以下优点：
(1)采用天然海水脱硫，不需要添加其他任何化学物质，节省了吸收剂制备系统，工艺简单；
(2)吸收系统不会产生结垢、堵塞等运行问题，系统可用率高；
(3)洗涤烟气的海水经处理符合环境要求后排入海中，无脱硫灰渣生成，不需灰渣处置设施；
(4)脱硫效率较高，有明显的环境效益；
(5)投资和运行费用较低。
附图说明
图1为海水脱硫工艺流程图；
图2为逆流式海水脱硫吸收塔的内部结构图；
图3为图2中A-A向剖视图；
图4为海水喷淋管的结构图。
具体实施方式
由图1海水脱硫工艺流程图可知，逆流式海水脱硫吸收塔的烟气入口位于塔体的下部，来自工业燃烧装置的含硫烟气由该系统内的增压风机提供动力(该风机也可和燃烧装置内部的动力风机合并而不设)，经过烟气换热器换热后进入吸收系统后由下而上进行净化处理。吸收净化过程的主要反应方程式为：SO2+H2O→SO3 2-+2H+，除雾器层的上方吸收塔的顶部是烟气出口，经过除雾器层除雾的净化烟气从烟气出口排出，再经过热交换器升温后经烟囱排入大气。吸收了SO2的海水被排放到海水恢复装置。通过海水恢复装置使溶解在海水中的SO3 2-氧化成SO4 2-，主要反应方程式为：SO3 2-+1/2 O2→SO4 2-，CO3 2-+H+→HCO3 -，经过海水恢复装置恢复以后可以直接排入大海。
如图2吸收塔的内部结构图和图3(图2中A-A向剖视图)所示，图2示出了本发明逆流式填料型吸收塔的内部结构，该吸收塔为方形混凝土结构，吸收塔外形为14.3m(长)×14.3m(宽)×15.3m(高)，塔体内壁涂有防腐材料。塔体内部由下而上主要有海水排放口6、填料层18、海水喷淋管17和除雾器层11。塔体底部开有海水排放口6，海水排放口是在水平面以下。在塔体的侧壁上设有烟气入口13，烟气入口13的上方设有支撑梁，支撑梁由纵向中间支撑梁8和横向支撑梁1组成，纵向中间支撑梁8和塔体4是一体的结构，横向支撑梁1的一端支承在所述塔体4的左或右侧壁的下凸台14上，另一端支承在纵向中间支撑梁8上，其中纵向中间支撑梁8和横向支撑梁1均为工字形横梁。
填料层18包括下填料层3和上填料层5两部分，下填料层3直接安放在填料层支撑梁1上，下填料层3的上面是填料层支撑格栅2，填料层支撑格栅2支承在下填料层3上，其端面呈细密交叉的网格状。填料层支撑格栅2上铺设有上填料层5。填料层的总高度为3.5米，上下填料层都是由聚丙烯材料的填料组成，下填料层3由规则排列的块状带方孔的填料组成；上填料层5由随意摆放的片状圆环填料组成，其横断面呈阶梯交错的小蜂窝状，每个填料的圆环直径大于所述填料层支撑格栅2的网格。
填料层18的上方是海水喷淋管17，如图4所示为海水喷淋管17的结构图，海水喷淋管17主要由喷淋主管9和喷淋支管15构成。海水喷淋管17的喷淋主管9与海水供应管道21相连，喷淋主管9支承在中间支撑梁8的上端，并与多个相互平行的喷淋支管15在同一水平面上垂直相接，喷淋支管15支承在吸收塔两侧的凸台16的凹槽上，喷淋支管15的下部具有许多均匀分布的出水孔，脱硫所需的海水取自工业燃烧装置的凝汽器，来自凝汽器的下游海水通过海水供应管道21进入喷淋主管9和与之相通的喷淋支管15，由喷淋支管15下部的出水孔向下均匀喷洒。
海水喷淋管17的上部设有由多个除雾器组成的除雾器层11，除雾器层11和喷淋主管9之间安放有中间挡板12，在所述除雾器层11左、右两侧和塔体4的侧壁之间设有边挡板10。
除雾器为工业上通用的聚丙烯材料的平板状除雾器。由于湿法吸收塔在运行过程中，易产生粒径为10～60μm的“雾”。“雾”不仅含有水分，它还溶有硫酸、硫酸盐、SO2等，如不妥善解决，任何进入烟囱的“雾”，实际就是把SO2排放到大气中，同时也会造成引风机的严重腐蚀。因此，被净化的烟气在离开吸收塔之前要进行除雾。本发明的除雾器层11没有除雾器的地方均设有挡板以防止带水汽的烟气直接升上去。
本发明逆流式海水脱硫吸收塔的实施例的工作过程如下：自锅炉来原烟气经过烟气换热器换热，换热后的热烟气由烟气入口13进入吸收塔后由下而上经过填料层18；一定量的海水(因工业燃烧装置的容量而定)由海水供应管道21从吸收塔的上部送入海水喷淋管17，海水通过海水喷淋管17的喷淋支管15下部的细孔由上而下均匀喷洒，烟气和海水在填料层18内进行充分的逆向接触混合，填料层18的作用是为海水和烟气提供足够大的接触表面积和保证一定的接触时间，以使含硫烟气得到充分吸收达到洗涤净化的目的。烟气经过海水洗涤，其中以SO2为主的酸性成分被海水内的碱性物质(主要是HCO3 -)中和，反应后的酸性成分主要以SO3 2-的形式存在于海水中，处理后的洁净烟气向上经塔内除雾器层11除去携带的水分后从烟气出口19进入烟气系统，经过换热器换热升温至70℃以上后经烟囱排入大气。洗涤烟气后的海水由于吸收了SO2而呈酸性，不能直接排放到海水中去。聚积在吸收塔底部的海水由海水排放口6从吸收塔中排出，送至海水恢复装置与来自冷却循环系统的海水在曝气池混合，用鼓风机鼓入大量空气进行曝气使SO3 2-氧化为SO4 2-，恢复后的海水其PH值达到排放标准后直接排入海水中。
本发明逆流式海水脱硫吸收塔，其具体几何尺寸根据工程实际需要而不同。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明涉及方案前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (4)

1、一种逆流式海水脱硫吸收塔，包括设有烟气入口(13)和烟气出口(19)的塔体(4)，其特征在于：所述塔体(4)底部设有海水排放口(6)；在所述塔体内烟气入口(13)的上方设有支撑梁，所述支撑梁上设有填料层(18)，所述支撑梁由纵向中间支撑梁(8)和横向支撑梁(1)组成，在所述填料层(18)的上方设有海水喷淋管(17)，所述海水喷淋管(17)与海水供应管道(21)相连，所述海水喷淋管(17)上设有除雾器层(11)；所述填料层(18)包括下填料层(3)和上填料层(5)，所述下填料层(3)位于所述横向支撑梁(1)上，在所述下填料层(3)上设有填料层支撑格栅(2)，所述上填料层(5)位于所述填料层支撑格栅(2)的上面，所述海水喷淋管(17)由与海水供应管道(21)相连的喷淋主管(9)和与其垂直相连接的多个相互平行的喷淋支管(15)组成；所述喷淋主管(9)支承在所述纵向中间支撑梁(8)上，所述喷淋支管(15)的另一端支承在所述塔体(4)左或右侧壁的上凸台(16)上，所述喷淋支管(15)的下部具有多个均匀分布的出水孔；所述喷淋主管(9)和除雾器层(11)之间安放有中间挡板(12)，在所述除雾器层(11)左、右两侧和塔体(4)的侧壁之间设有边挡板(10)，所述下填料层(3)由规则排列的带方孔的块状填料组成；所述上填料层(5)由随意摆放的片状圆环填料组成，其横断面呈阶梯交错的小蜂窝状，且每个填料的圆环直径大于所述填料层支撑格栅(2)的网格。
2、根据权利要求1所述的逆流式海水脱硫吸收塔，其特征在于：所述塔体(4)为方形混凝土结构，塔壁内层涂有防腐材料；所述纵向中间支撑梁(8)与所述塔体(4)为一体的结构，所述横向支撑梁(1)的一端支承在所述塔体(4)的左或右侧壁的下凸台(14)上，另一端支承在所述纵向中间支撑梁(8)上，所述纵向中间支撑梁(8)和横向支撑梁(1)均为工字形横梁，所述填料层支撑格栅(2)为端面呈交叉网格状的平板格栅。
3、根据权利要求2所述的逆流式海水脱硫吸收塔，其特征在于：所述除雾器层(11)由多个平板状除雾器组成。
4、根据权利要求3所述的逆流式海水脱硫吸收塔，其特征在于：所述填料和除雾器由聚丙烯制成，所述海水喷淋管(17)由玻璃钢制成。
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