CN101732973B

CN101732973B - 双液位喷射鼓泡管脱硫除尘装置

Info

Publication number: CN101732973B
Application number: CN2010101013937A
Authority: CN
Inventors: 彭铁成
Original assignee: Tianjin University of Technology
Current assignee: Tianjin University of Technology
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2030-01-27
Also published as: CN101732973A

Abstract

本发明是一种双液位喷射鼓泡管脱硫除尘装置。它包括高液位溢流管、低液位溢流管、喷射鼓泡管管、均压箱、塔体、除雾器、浆液泵、碱液循环箱、搅拌器、碱液循环泵、排液口、上升管、挡水板和刮渣机等。本发明的有益效果是：采用双液位喷射鼓泡管结构进行烟气脱硫除尘，可适用于锅炉负荷变化较大的场合，烟气量在30％～100％时可保证脱硫除尘过程稳定，脱硫除尘效率稳定。特别适用于供热站锅炉和工业窑炉，并且在封火状态时低液位溢流管能保证低液位与下降管出口处留有烟气通道，保证炉膛烟气不溢出，本脱硫除尘系统不需要沉降池，烟尘及脱硫产物有刮渣机清除。

Description

双液位喷射鼓泡管脱硫除尘装置

【技术领域】

本发明涉及锅炉烟气脱硫除尘技术，特别是一种双液位喷射鼓泡管脱硫除尘装置。

【背景技术】

喷射鼓泡塔常用于电力锅炉烟气脱硫。在该领域现有技术中经常使用一种除尘脱硫一体化装置，即除尘脱硫同时进行。这种除尘器对烟尘颗粒物的清除烟气脱硫具有一定效果，但同时它还存在的一些缺点，也影响了在工业锅炉和工业窑炉烟气脱硫除尘的正常使用和除尘脱硫效果，其一是现有的喷射鼓泡管深入液位以下，当工业锅炉和工业窑炉间歇工作时，鼓泡管管口会因为干湿交替出现发生灰堵，影响锅炉正常运行。其二是不适应负荷变化，当工业锅炉和工业窑炉负荷变小时，由于其液位不变，设备烟气阻力并不因负荷的减小而减小，造成设备不能正常运行。其三是由于其喷射鼓泡管深入液位以下，工业锅炉和工业窑炉负在封火状态时引风机停运，烟气通道被封闭，造成炉膛烟气不能排出。

【发明内容】

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种双液位喷射鼓泡管脱硫除尘装置，该装置采取双液位结构形式，保证锅炉负荷在30％-100％时有稳定的除尘效率和脱硫效率，并且在封火状态时低液位溢流管能保证低液位与冲击管出口处留有烟气通道，保证炉膛烟气不溢出。

本发明为解决上述问题所采用的方案是设计一种双液位喷射鼓泡管脱硫除尘装置。它包括塔体，塔体内设置的除雾器、挡水板，设在塔体中部将塔体水平分割并通过贯穿其中的上升管使塔体上、下贯通的烟气均压箱，喷射鼓泡管，排液口以及碱液循环系统和刮渣机，其特征在于所述均压箱的底部、在上升管的周围设有多个通孔，每个通孔的下方对应固定一个喷射鼓泡管；所述喷射鼓泡管包括溢流管、套管、撞击挡板和冲击管，所述冲击管外部固定套管，套管与冲击管之间形成烟气通道，套管侧壁上开有多排孔；所述套管内装有一低液位溢流管，低液位溢流管的上管口位置与冲击管的下管口之间留有一定距离；所述套管外侧装有一高液位溢流管，高液位溢流管的上管口位置高于冲击管的下管口。

本发明的有益效果是：(1)双液位喷射鼓泡管结构采用双液位结构，无论锅炉处于满负荷、低负荷和封火状态，冲击管始终处于干状态，因此冲击管不会发生挂灰和结垢现象。设备运行率高，工作可靠。(2)由于该装置采取双液位结构形式，以及套管侧壁开孔，可适用于锅炉负荷变化较大的场合，保证锅炉负荷(烟气量)在30％-100％时有稳定的除尘效率和脱硫效率，且烟气阻力与锅炉负荷保持一定的线性关系。(3)工业锅炉和工业窑炉在封火状态时引风机停运时，低液位溢流管能保证低液位与冲击管出口处留有烟气通道，保证炉膛烟气不溢出。(4)不需要沉降池，烟尘及脱硫产物有刮渣机清除，占地面积小。

【附图说明】

图1双液位喷射鼓泡管脱硫除尘装置示意图：

图2双液位喷射鼓泡管结构低液位示意图：

图3双液位喷射鼓泡管结构高液位示意图。

图中：1-高液位溢流管；2-低液位溢流管；3-喷射鼓泡管；4-均压箱；5-塔体；6-除雾器；7-刮渣机；8-碱液循环箱；9-搅拌器；10-碱液循环泵；11-排液口；12-上升管；13--挡水板；14-套管；15-撞击挡板；16-冲击管。

以下结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

【具体实施方式】

双液位喷射鼓泡管脱硫除尘装置由塔体5，塔体内设置的除雾器6、挡水板13，设在塔体中部将塔体水平分割并通过贯穿其中的上升管12使塔体上、下贯通的烟气均压箱4，喷射鼓泡管3，排液口11以及由碱液循环箱8、搅拌器9、碱液循环泵10等够成的碱液循环系统和刮渣机7等组成。其中所述上升管12为一个或多个，管径为100mm至5000mm。上升管的顶部上方设置挡水板13；在挡水板上方的塔主体内设有至少一层除雾器6。所述均压箱的底部、在上升管的周围设有多个通孔，每个通孔的下方对应固定一个喷射鼓泡管3。

本发明的喷射鼓泡管由高液位溢流管1、低液位溢流管2、套管14、撞击挡板15和冲击管16等组成。其中：所述冲击管的管径为100mm至600mm。冲击管外部固定套管14，套管与冲击管之间形成烟气通道，套管侧壁上开有多排孔，孔的形状为圆型孔或条状孔，其开孔率为开孔范围的10％至60％。所述的开孔范围是套管管壁的位于低液位溢流管管口下方至高液位溢流管管口之间的相应管壁。所述套管内装有一低液位溢流管2，低液位溢流管的上管口位置与冲击管的下管口之间留有一定距离；所述套管外侧装有一高液位溢流管1，高液位溢流管的上管口位置高于冲击管的下管口。该高液位溢流管或低液位溢流管的顶部为漏斗状，其下部管道与碱液循环箱连接，连接部位在液位以下。在冲击管外还固定一水平环状撞击挡板，撞击挡板位于套管与冲击管之间形成的烟气通道出口的上方。撞击挡板的外侧直径略大于套管直径，撞击挡板位于套管与冲击管之间形成的烟气通道出口的上方50mm至250mm。

该脱硫除尘装置的碱液循环系统中，碱液由碱液循环箱8经碱液循环泵10泵入塔体5，烟气通过喷射鼓泡管3与碱液的混合，液体经由高液位溢流管1流回碱箱，烟尘及脱硫生成物的沉渣沉入池底由刮渣机7清除，碱箱上还分别设有搅拌器9，补碱口和补水口等。

本发明的工作原理是：

含尘烟气进入烟气均压箱再进入冲击管16，冲击液面，质量大的烟尘接触液面被捕集，烟气转向通过由冲击管16和套管14形成的通道向上流动，在通道内流速提高，静压减小，套管14外部液体被引射通过套管14的排孔流入通道内与上升气流激烈混合后被加速，烟气中的烟尘与液体混合过程中被加湿、粒化，烟气中的二氧化硫与碱性液体混合过程中被中和吸收。液气混合物流出上升通道遇撞击挡板15后液滴与气体分离，气流向上流动液滴流回液面。进入通道的液体的量与气流速度成正比，即速度越高静压就越低引射的水量越大。

引风机停运时，设备内液位由低液位溢流管2控制(如图2所示)，低液位溢流管2保证冲击管16下端与液位之间有一定空间，提供工业炉封火状态时烟气通过。当引风机开启后烟气量逐渐增大，套管14内液位低于低液位溢流管2，此时低液位溢流管失效(如图3所示)，套管14外液位由高位溢流管1控制，设备的碱液循环是通过高位溢流管1进行。

正常工作时，烟气通过冲击管16在出口处转向流动时，在液面上部空间动压转化为静压，在液面上部套管14侧壁排孔两侧产生压差，烟气通过套管14侧壁排孔进入液相形成鼓泡，远离液位的的排孔压差较大，鼓泡剧烈。形成鼓泡的烟气量的多少与开孔率、套管14两侧的压力差有关。进入上升通道烟气量的多少与进入通道的液体量的多少、流速有关。通过套管14侧壁排孔形成鼓泡的烟气阻力与进入上升通道烟气阻力是相当的。气量的比例是通过烟气阻力平衡的，即开孔率、液气比气流速度、高液位溢流管的安装位置。

双液位喷射鼓泡管结构形式能保证烟气量在30％-100％时正常工作，除尘效率和脱硫效率不减。见图2低负荷时烟气量较少，烟气流动阻力小，碱液通过低液位溢流管2循环工作，液位与冲击管16出口处空间较小，因此烟气横掠液面流速达到8m/s时就能卷吸液面，携带液滴进入上升通道加速流动，此过程中烟气中烟尘被加湿粒化，烟气中二氧化硫被碱液吸收。

随着负荷增加，烟气流速提高，烟气流动阻力加大，液面低于低位溢流管2，液面与冲击管16出口处空间增大(如图3所示)，上升通道内烟气流速迅速提高动压加大静压减小，套管两侧形成压力差，套管外侧液体通过套管14侧壁排孔流入上升通道与上升气流混合，烟气中烟尘被加湿粒化，烟气中二氧化硫被碱液吸收。当负荷继续提高，烟气量增加流动阻力增加，套管内液位下降，套管外液位上升，高液位溢流管1限制了套管外的液位，随着负荷的进一步提高，套管内液位下降，当负荷稳定时套管两侧液位固定，此时套管内液位与冲击管16出口处之间的空间较大，此空间范围内套管14侧壁密排孔，下降气流在此空间转向流动，速度滞流动压转化为静压，在排孔两侧形成压力差，排孔内侧压力高于外侧压力，烟气通过排孔进入液相形成鼓泡，此过程中烟气中烟尘被加湿粒化，烟气中二氧化硫被碱液吸收。总气量分为两部分一部分由上升通道流出，另一部分通过套管3侧壁排孔流出，流量比例与上升通道几何尺寸、烟气流速、携带液量、套管排孔开孔率以及孔排列方式有关，两部分流动阻力相等。

经过双液位喷射鼓泡管后的液气混合物，流出上升通道遇撞击挡板15后液滴与气体分离，气流向上流动，液滴流回液面。转向向上流动的除尘脱硫后的烟气进入上升管12，在挡水板13的作用下，大颗粒的雾滴被除下。净化后的烟气经除雾器6除掉细小水雾后排出，脱硫后的碱液通过排液口11和高液位溢流管1流回碱液循环箱8，碱液循环泵10将碱液通过碱循环管泵入塔内循环使用。烟尘及脱硫生成物的沉渣沉入池底由刮渣机7清除。

Claims

1.一种双液位喷射鼓泡管脱硫除尘装置，包括塔体，塔体内设置的除雾器、挡水板，设在塔体中部将塔体水平分割并通过贯穿其中的上升管使塔体上、下贯通的烟气均压箱，喷射鼓泡管，排液口以及碱液循环系统和刮渣机，其特征在于所述均压箱的底部、在上升管的周围设有多个通孔，每个通孔的下方对应固定一个喷射鼓泡管；所述喷射鼓泡管包括溢流管、套管、撞击挡板和冲击管，所述冲击管外部固定套管，套管与冲击管之间形成烟气通道，套管侧壁上开有多排孔；所述套管内装有一低液位溢流管，低液位溢流管的上管口位置与冲击管的下管口之间留有一定距离；所述套管外侧装有一高液位溢流管，高液位溢流管的上管口位置高于冲击管的下管口。

2.按照权利要求1所述的双液位喷射鼓泡管脱硫除尘装置，其特征在于所述上升管为一个或多个，管径为100mm至5000mm。

3.按照权利要求1所述的双液位喷射鼓泡管脱硫除尘装置，其特征在于所述冲击管的管径为100mm至600mm。

4.按照权利要求1、2或3所述的双液位喷射鼓泡管脱硫除尘装置，其特征在于所述撞击挡板固定在喷射鼓泡管的冲击管外，呈水平环状，位于套管与冲击管之间形成的烟气通道出口的上方。

5.按照权利要求4所述的双液位喷射鼓泡管脱硫除尘装置，其特征在于所述的撞击挡板的外侧直径略大于套管直径，撞击挡板位于套管与冲击管之间形成的烟气通道出口的上方50mm至250mm。

6.按照权利要求1、2或3所述的双液位喷射鼓泡管脱硫除尘装置，其特征在于所述套管管壁开有多排孔，孔的形状为圆型孔或条状孔，其开孔率为开孔范围的10％至60％。

7.按照权利要求1、2或3所述的双液位喷射鼓泡管脱硫除尘装置，其特征在于所述高液位溢流管和低液位溢流管的顶部为漏斗状，且两者的下部管道与碱液循环箱连接，连接部位在液位以下。