CN101259373A - 湿法烟气脱硫系统用脱硫塔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿法烟气脱硫系统用脱硫塔，包括塔体(1)，在塔体(1)的底部设有浆液池(2)，在浆液池(2)的上方自下而上间隔设有第一喷淋层(3)和第二喷淋层(4)，在浆液池(2)与第一喷淋层(3)之间的塔体(1)的壁上设有废气入口(5)，在第二喷淋层(4)上方设置有除雾器(6)，在塔体(1)的顶部设有废气出口(7)，在第一喷淋层(3)和第二喷淋层(4)之间设有支撑板(8)，且支撑板(8)的表面设有通孔，在支撑板(8)上放置有若干空心球(9)，在第二喷淋层(4)的下方设有限位板(10)，且限位板(10)上设有通孔，本发明不但脱硫效率高而且能适用于炼钢、炼铁等工艺产生的高温烟气的脱硫。
Description
技术领域
本发明涉及一种湿法烟气脱硫系统用脱硫塔，属于烟气脱硫技术领域。
背景技术
目前用于湿法烟气脱硫系统的脱硫塔主要有喷淋塔、格栅塔、鼓泡塔等形式，其中运行最多的为喷淋塔，其吸收原理是吸收剂浆液在吸收塔内经喷淋雾化，从上向下喷淋与从塔底向上的烟气混合过程中，吸收烟气中的SO2，其主要缺点是烟气与吸收剂浆液混合难以充分，属于气液两相接触，导致脱硫效率低；同时，喷淋塔的流速低，设备大，因此占地面积大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种脱硫效率高且适用于高温烟气脱硫的湿法烟气脱硫系统用脱硫塔。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种湿法烟气脱硫系统用脱硫塔，包括塔体，在塔体的底部设有浆液池，在浆液池的上方自下而上间隔设有第一喷淋层和第二喷淋层，上述第一喷淋层和第二喷淋层分别由一套管路为其提供浆液，在浆液池与第一喷淋层之间的塔体的壁上设有废气入口，在第二喷淋层上方设置有除雾器，在塔体的顶部设有废气出口，在第一喷淋层和第二喷淋层之间设有支撑板，且支撑板的表面设有通孔，在支撑板上放置有若干空心球，在第二喷淋层的下方设有限位板，且限位板上设有通孔。
所述空心球的材料为聚乙烯或者聚丙烯，空心球的孔径为φ25-φ38，空心球静止后形成的空心球层的高度为0.2～0.3米。
在所述的支撑板的表面设有的通孔的直径沿着支撑板的径向递减。
在浆液池中设有螺旋浆搅拌器。
在除雾器与第二喷淋层之间设有第三喷淋层，且有一套管路专为第三喷淋层提供浆液。
与现有技术相比，本发明技术具有以下优点：
1、本发明脱硫效率高且适用于处理高温烟气。本发明中，在脱硫塔中设置有支撑板，且支撑板表面上设有通孔，在该支撑板上放置有若干空心球，这样当烟气通过支撑板时，空心球就处于湍动旋转的运动状态，并且相互碰撞，从第二喷淋层中释放出来的吸收剂浆液自上而下喷淋润湿空心球表面，进行SO2的吸收，由于气、液、固三相接触，空心球液面的液膜不断更新，增大了吸收推动力，提高了吸收效率，由于支撑板和限位板起到均流作用，因而进一步提高了脱硫效率；同时，由于炼钢、炼铁等工艺过程产生的烟气的温度高达为了提高空心球的使用寿命，本发明在上述支撑板的下方设置了第一喷淋层，这样当第一喷淋层处于工作状态时，释放出的吸收剂浆液与高温烟气接触，一方面对烟气进行吸收，另一方面对烟气进行了降温预处理，这样，经过预处理的烟气的温度就会下降，这样就提高了空心球的使用寿命，进而延长了本发明的使用寿命，同时使得本发明适用于处理高温烟气。
2、本发明所用设备体积小。由于本发明的反应机理是因为是气固液三相混合进行吸收，塔内气体流速较高，所以设备体积小，减少了占地面积。同时为使得高温烟气能够在脱硫塔内均匀上升，所以将脱硫塔内的支撑板上的通孔的大小不同，靠近支撑板中间的通孔直径大，沿着支撑板径向孔径逐渐减小，以提高本发明的吸收效率。
3、本发明能够节约能耗。在本发明中，塔体内设置了三组喷嘴，并且三组喷嘴分别由三路管道为其提供吸收剂浆液，这样，根据在烟气进口处测量到的SO2的浓度，用户能根据需要在满足吸收效率的前提下，决定同时开启的喷嘴的数量，这样与用同一套管路为各组喷嘴提供浆液相比，用户根据不同的情况，能够选择最经济的运行模式，从而节约了能耗。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明湿法烟气脱硫系统用脱硫塔的结构示意图。
具体实施方式
图1所示的湿法烟气脱硫系统用脱硫塔，包括塔体1，在塔体1的底部设有浆液池2，在浆液池2的上方自下而上间隔设有第一喷淋层3和第二喷淋层4，上述第一喷淋层3和第二喷淋层4分别由一套管路为其提供浆液，在浆液池2与第一喷淋层3之间的塔体1的壁上设有废气入口5，在第二喷淋层4上方设置有除雾器6，在塔体1的顶部设有废气出口7，在第一喷淋层3和第二喷淋层4之间设有支撑板8，且支撑板8的表面设有通孔，在支撑板8上放置有若干空心球9，在第二喷淋层4的下方设有限位板10，且限位板10上设有通孔，所述空心球9的材料为聚乙烯或者聚丙烯，空心球9的孔径为φ25-φ38，空心球9静止后形成的空心球层的高度为0.2～0.3米，在所述的支撑板8的表面设有的通孔的直径沿着支撑板8的径向递减，在浆液池2中设有螺旋浆搅拌器11，在除雾器6与第二喷淋层4之间设有第三喷淋层12，且有一套管路专为第三喷淋层12提供浆液。本实施例中，支撑板开孔率为40％左右，支撑板的孔径为φ20-φ35，限位板开孔率位80％～90％，其孔径位φ10-φ15。
本发明的工作原理和工作过程如下：在本发明中的脱硫塔中，浆液池2的上表面与第一喷淋层3之间形成烟气预处理段，第一喷淋层3至第三喷淋层12之间为吸收段，第三喷淋层12至废气出口7之间形成除雾段，这样当工艺烟气经干式除尘器除尘后，从加压风机出口由管道经废气入口5引入脱硫塔中，烟气在上升过程中与第一喷淋层3喷出的石灰石浆液逆流接触，高温烟气中所含的污染气体绝大部分因此被清洗入浆液，与浆液中的悬浮石灰石微粒发生化学反应而被脱除，同时在预处理段的这个过程中，烟气的温度下降，使得此时的烟气达到安全温度，预处理后的净烟气经过支撑板8进入吸收段，烟气气流使脱硫塔内的空心球9处于运动状态，空心球之间相互碰撞，吸收剂自上而下喷淋润湿空心球表面，进行吸收，由于气、液、固三相接触，进行深度脱硫。进行深度脱硫后的气流经过限位板10，经过除雾器脱水后，经废气出口处排放。本实施例中，脱硫塔采用两级除雾器来减少烟气携带的水滴，这样除雾器出口的水滴携带量不大于75mg/Nm3。其中两级除雾器采用传统的顶置式布置在吸收塔顶部，两级除雾器均用工艺水冲洗。冲洗过程通过程序控制自动完成。
三组喷淋层均由带连接支管的母管制浆液分布管道和喷嘴组成。喷淋组件及喷嘴的布置设计成均匀覆盖脱硫塔上流区的横截面。喷淋系统采用单元制设计，每个喷淋层配一台与之相连接的吸收塔浆液循环泵13。这样在达到要求的吸收效率的前提下，可选择最经济的泵运行模式以节省能耗。
吸收了SO2的再循环浆液落入浆液池2中，该池中装有多台螺旋桨搅拌器11，利于氧化风机将氧化空气鼓入反应池。氧化空气分布系统采用现有的喷管式结构，氧化空气被分布管注入到螺旋桨搅拌器11的桨叶的压力侧，被搅拌器产生的压力和剪切力分散为细小的气泡并均布于浆液中。一部分HSO3在脱硫塔内的吸收区被烟气中的氧气氧化，其余部分的HSO3在浆液池中被氧化空气完全氧化。吸收剂浆液即石灰石浆液被引入脱硫塔内中和氢离子，使吸收液保持一定的pH值。中和后的浆液在吸收塔内循环。吸收塔排放泵连续地把吸收浆液从吸收塔送到石膏脱水系统。通过排浆控制阀控制排出浆液流量，维持循环浆液浓度在大约8-25wt％。
脱硫塔入口烟道处装有工艺水冲洗系统，冲洗自动周期进行。冲洗的目的是为了防止第一喷淋层喷出的石灰石浆液带入入口烟道后干燥粘结，进而阻塞烟气入口5。
在本实施例中，取烟气量20000Nm3/h，烟气中SO2浓度为600～1500mg/Nm3，加压风机出口烟气量为124℃，粉尘浓度为150mg/Nm3。经过烟气平衡和水平衡计算，取烟气塔直径为Φ1.5米，塔高为17米，其中液浆反应池高3米，预处理段3米，湍球段5米，三级喷淋段3米，两级除雾段3米，上述湍球段和三级喷淋段组成了吸收段。
烟气经过吸收塔预处理段后SO2浓度为100-300mg/Nm3，粉尘浓度75mg/Nm3，烟气温度41℃。
烟气经过湍球段脱硫后，SO2浓度为30-90mg/Nm3，粉尘浓度40mg/Nm3，烟气温度38℃。
此时烟气已经满足环保要求，关闭第三级喷淋系统，经过两级除雾器出去水滴，使烟气含水量小于75mg/Nm3。
Claims (5)
1、一种湿法烟气脱硫系统用脱硫塔，包括塔体(1)，在塔体(1)的底部设有浆液池(2)，在浆液池(2)的上方自下而上间隔设有第一喷淋层(3)和第二喷淋层(4)，上述第一喷淋层(3)和第二喷淋层(4)分别由一套管路为其提供浆液，在浆液池(2)与第一喷淋层(3)之间的塔体(1)的壁上设有废气入口(5)，在第二喷淋层(4)上方设置有除雾器(6)，在塔体(1)的顶部设有废气出口(7)，其特征在于：在第一喷淋层(3)和第二喷淋层(4)之间设有支撑板(8)，且支撑板(8)的表面设有通孔，在支撑板(8)上放置有若干空心球(9)，在第二喷淋层(4)的下方设有限位板(10)，且限位板(10)上设有通孔。
2、根据权利要求1所述的湿法烟气脱硫系统用脱硫塔，其特征在于：所述空心球(9)的材料为聚乙烯或者聚丙烯，空心球(9)的孔径为φ25-φ38，空心球(9)静止后形成的空心球层的高度为0.2～0.3米。
3、根据权利要求1所述的湿法烟气脱硫系统用脱硫塔，其特征在于：在所述的支撑板(8)的表面设有的通孔的直径沿着支撑板(8)的径向递减。
4、根据权利要求1所述的湿法烟气脱硫系统用脱硫塔，其特征在于：在浆液池(2)中设有螺旋浆搅拌器(11)。
5、根据权利要求1所述的湿法烟气脱硫系统用脱硫塔，其特征在于：在除雾器(6)与第二喷淋层(4)之间设有第三喷淋层(12)，且有一套管路专为第三喷淋层(12)提供浆液。
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