CN102500220A

CN102500220A - 一种用于负压运行锅炉的除尘脱硫装置

Info

Publication number: CN102500220A
Application number: CN2011103471173A
Authority: CN
Inventors: 朱自伟; 郑朋利; 朱航科; 冯明英; 彭三兵
Original assignee: Xian Aviation Power Co Ltd
Current assignee: AECC Aviation Power Co Ltd; AVIC Aviation Engine Corp PLC
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2031-11-04
Also published as: CN102500220B

Abstract

一种用于负压运行锅炉的除尘脱硫装置，热管吸热器固定在塔体入口的烟道内；热管散热器位于塔体内上部、烟气的出口的下方；上升循环管的一端与热管吸热器出口连通；上升循环管的另一端与热管散热器进口连通；下降循环管的一端与热管吸热器进口连通；下降循环管的另一端与热管散热器的口连通。本发明能够有效的将进入除尘脱硫装置前的烟气中大量的热量吸收并转移至除尘脱硫装置出口，避免了由于喷嘴堵塞或水量不足致使设备内部防腐层脱落，并提高了出口烟气温度，有效减少了尾部烟道中的烟气带水，防止在尾部烟道及进入引风机的烟气中形成酸性雾滴而腐蚀设备，也有利于在烟囱底部形成有效负压，缓解烟囱排烟不畅及炉膛打正压难以燃烧等恶劣状况。

Description

一种用于负压运行锅炉的除尘脱硫装置

技术领域

本发明涉及工业锅炉的除尘领域，具体是一种除尘脱硫装置。

背景技术

目前，工业锅炉采用的普通脱硫除尘设备，在脱硫除尘设备负压布置的情况下，当一级喷淋水喷嘴堵塞或水量不足，或者进入脱硫除尘设备的烟气温度过高时，不但影响脱硫除尘效率，而且极易造成脱硫除尘设备内部防腐层脱落，影响设备安全。另外一方面，由于采用湿法脱硫除尘设备，经过几次洗涤净化后，烟气中带水量严重，当烟气中的水分与烟气中的SO₂结合时，便产生具有腐蚀性的酸性液体，酸性液体的存在对于烟气尾部的钢烟道、引风机及烟囱等设备，存在严重的腐蚀，并且会引起引风机振动等一系列影响系统安全及稳定的问题。再者，由于经过湿法洗涤净化后的烟气温度急剧下降，烟气温度过低导致烟囱底部难以形成有效负压，影响烟囱内烟气的正常排放，容易导致炉膛正压及锅炉燃烧困难等问题。经过检索专利文献和论文数据库，目前国内同行业中，为了提高脱硫装置的脱硫效率，现有技术中已经有采用加装湍流器来提高脱硫装置效率的案例，而针对工业锅炉脱硫除尘设备负压布置所产生的带水严重的问题，现有的技术主要采取在脱硫塔中增加机械式除雾器，通过快速改变烟气流向来使水分与烟气分离，从而减少烟气中所带水分；或依靠流体自身重力而使过多的水分从烟气中分离出来的方法。然而由于水分与烟气已经充分混合，烟气温度低、湿度大，能够除去的也只是湿烟气中过量的水份，无法有效降低湿烟气的湿度，所以对于烟气脱水的作用很小，也无法消除湿烟气对于后端设备的腐蚀。

发明内容

为克服现有技术中存在的烟气中带水严重和对脱硫塔后端设备腐蚀严重的问题，本发明提出了一种新型的负压运行中的除尘脱硫装置。

本发明包括热管吸热器、下降循环管、上升循环管、热管散热器；其中：

a.热管散热器包括焊接鳍片管、连接管、一根出口管和一根入口管；焊接鳍片管的数量为30～50个；将焊接鳍片管均分为多组，连接管的数量为焊接鳍片管分组数量的2倍；同一组中每个焊接鳍片管的一端分别通过过渡管与一根连接钢管连通，同一组中每个焊接鳍片管的另一端分别通过过渡管与另一根连接钢管连通，组成散热片；将各散热片的介质出口与出口管连通，将各散热片的介质入口与入口管连通；各散热片与水平面之间有20～45°的夹角；

b.热管吸热器包括焊接鳍片管、连接管、一根出口管和一根入口管；焊接鳍片管的数量为20～40个，并将所有的焊接鳍片管均分为多组，连接管的数量为焊接鳍片管分组数量的2倍；同一组中每个焊接鳍片管的一端均与一根连接管上分布的通孔焊接连通，同一组中每个焊接鳍片管的另一端均与另一根连接管上分布的通孔焊接连通，组成吸热片；各散热片垂直布置；将每组吸热片的介质出口分别与出口管连通，将每组吸热片的介质进口分别与进口管连通；

c.热管吸热器固定在塔体入口的烟道内；热管散热器位于塔体内上部、烟气的出口的下方；上升循环管的一端与热管吸热器的出口连通；上升循环管的另一端与热管散热器的进口连通；下降循环管的一端与热管吸热器的进口连通；下降循环管的另一端与热管散热器的出口连通。

所述的每组热管吸热器的吸热片上的介质出口和介质入口分别位于吸热片的最低点和最高点。

所述的每组热管散热器的散热片上的介质出口和介质入口分别位于散热片的最低点和最高点。

本发明通过对原有工业锅炉除尘脱硫装置的改进，在进一步提高锅炉除尘脱硫效率的同时，降低使用普通除尘脱硫设备给工业锅炉带来烟气中带水严重的问题。

采用本发明，使锅炉烟气经过烟道后通过热管吸热器，进入装置内部，先通过除尘喷淋器进行除尘降温，然后通过第一湍流器及第一浆液喷淋器，与烟气中的SO₂进行反应，再通过第二湍流器及第二浆液喷淋器，与经过脱硫后烟气中残余的SO₂再次进行反应，达到彻底脱硫的目的。最后经过两级快速转向的除雾器，除去湿法除尘脱硫后烟气中带有的大量水分，然后经热管散热器后排出至尾部烟道。

其不同于普通工业锅炉除尘脱硫装置的显著特征是：热管采用低进高出的布置方式，进入除尘脱硫装置前的锅炉烟气，首先经过处于较低位置的热管吸热器2，烟气中很大一部分热量被热管吸热器中的介质吸收，介质通过热管的上升循环管4转移到处于较高位置的热管散热器5，并在热管散热器内发生相变放热，放热后的液体再通过下降循环管3再次回到热管吸热器进行循环，从而将除尘脱硫装置入口烟气中多余的热量转移到该装置的出口，加热出口烟气。

本发明提出的除尘脱硫装置主要应用于脱硫塔负压布置的工业锅炉上，是对现有的工业锅炉除尘脱硫装置做了改进而得到的。

由于本发明在除尘脱硫装置入口位置布置了由热管吸热器、下降循环管、上升循环管和热管散热器组成的热管，通过所述的热管能够有效的将进入除尘脱硫装置前的烟气中大量的热量吸收，降低进入除尘脱硫装置的烟气温度，避免了由于喷嘴堵塞或水量不足导致的高温烟气冲刷致使设备内部防腐层脱落问题的发生，对设备安全起到保护作用。另外一方面，由于所述的热管能够将除尘脱硫装置入口的热量转移至除尘脱硫装置出口，从而提高了出口烟气温度，有效减少了尾部烟道中的烟气带水，防止在尾部烟道及进入引风机的烟气中形成酸性雾滴而腐蚀设备。同时，除尘脱硫装置后端烟道尾部烟气温度的升高，也有利于在烟囱底部形成有效负压，缓解烟囱排烟不畅及炉膛打正压难以燃烧等恶劣状况。本发明有利于锅炉除尘脱硫效率的提高，并且可以减少湿法烟气脱硫后的烟气带水及防止后端设备腐蚀，对于负压运行中的湿法除尘脱硫系统是一种很好的改进。经测试，本发明除尘脱硫的效果与现有的工业锅炉除尘脱硫装置除尘脱硫的效果对比如下：

附图说明

图1是工业锅炉除尘脱硫装置的结构示意图；

图2是热管散热器的结构示意图；

图3是热管吸热器的结构示意图。图中：

1.塔体 2.热管吸热器 3.下降循环管 4.上升循环管

5.热管散热器 6.除雾器 7.水喷淋器 8.第二浆液喷淋器

9.第二湍流器 10.第一浆液喷淋器 11.第一湍流器 12.除尘喷淋器

13.焊接鳍片管

具体实施方式

本实施例是一种用于工业锅炉在负压运行状况下的湿法除尘脱硫装置，包括塔体1、热管吸热器2、热管下降循环管3、热管上升循环管4、热管散热器5、除雾器6、水喷淋器7、第二浆液喷淋器8、第二湍流器9、第一浆液喷淋器10、第一湍流器11和除尘喷淋器12。其中：

如图1所示。塔体1为中空回转体。在塔体1的下部和塔体1的上部分别为烟气的入口和烟气的出口，并在所述烟气入口和烟气出口上安装有烟道。热管吸热器2安装在塔体入口的烟道内，并与烟道内壁焊接固定。热管散热器5位于塔体内上部、烟气出口的下方；所述热管散热器5的圆周表面与塔体的内表面焊接。塔体1的内孔为阶梯状，分为除雾区和除尘脱硫反应区。所述的除雾区位于塔体的上部。塔体1的除雾区的内径与塔体1的除尘脱硫反应区的内径之比为1.1～1.2∶1，以满足烟气的扩容和释放烟气中水分的需要。本实施例中，塔体1除雾区的内径与塔体1的的内径之比为1.13∶1；塔体1除雾区的内径为1700mm，塔体1除尘脱硫反应区的内径为1500mm。

除雾器6和水喷淋器7位于塔体1的除雾区；第二浆液喷淋器8、第二湍流器9、第一浆液喷淋器10、第一湍流器11和除尘喷淋器12位于塔体1的除尘脱硫反应区。

热管吸热器2是用焊接鳍片管13采用常规方法组焊而成。热管吸热器2包括焊接鳍片管13、连接管、一根出口管和一根入口管；所述的连接管用不锈钢管制成。焊接鳍片管13的数量根据烟气的降温量确定，为20～40个，并将所有的焊接鳍片管均分为多组；本实施例中，焊接鳍片管为24个，均分为4组。连接管的数量为焊接鳍片管分组数量的2倍，本实施例中，连接管的数量为8根。在所述的连接管的圆周表面上均布有6个通孔，该通孔的孔径与焊接鳍片管13的孔径相同。将24个焊接鳍片管13均分为4组，同一组中每个焊接鳍片管13的一端均与一根连接管上分布的通孔焊接连通，同一组中每个焊接鳍片管13的另一端均与另一根连接管上分布的通孔焊接连通，组成4组吸热片；各散热片垂直布置，并且各散热片之间的间距为300mm。在每组吸热片一端下部的最低点有介质入口，在每组吸热片另一端上部的最高点有介质出口；本实施例中，所述的介质为水。将每组吸热片的介质出口分别与出口管连通，将每组吸热片的介质进口分别与进口管连通，组成了热管吸热器2。

热管散热器5亦用焊接鳍片管采用常规方法组焊而成。热管散热器5包括焊接鳍片管13、连接管、一根出口管和一根入口管。所述用不锈钢管制成；在连接管的圆周表面均布有6个通孔，该通孔的孔径与焊接鳍片管的孔径相同。焊接鳍片管的数量根据烟气的升温量确定，为30～50个，并将所有的焊接鳍片管均分为多组；本实施例中，焊接鳍片管为36个。将36个焊接鳍片管均分为6组。连接管的数量为焊接鳍片管分组数量的2倍，本实施例中，连接管的数量为12根。同一组中的每个焊接鳍片管13的一端分别通过过渡管与一根连接管连通，同一组中的每个焊接鳍片管13的另一端分别通过过渡管与另一根连接管连通，组成6组散热片。在各散热片一端下部的最低点有介质出口，在散热片另一端上部的最高点有介质入口；本实施例中，所述的介质为水。将各散热片的介质出口与出口管连通，将各散热片的介质入口与入口管连通。为使汽化后的介质遇冷凝结后能顺利的流出热管散热器5，各散热片与水平面之间有20～45°的夹角，本实施例中，各散热片与水平面之间的夹角为30°。各散热片之间的间距为300mm。

上升循环管4的一端与热管吸热器2的出口连通；上升循环管4的另一端与热管散热器5的入口连通。下降循环管3的一端与热管吸热器2的入口连通；下降循环管3的另一端与热管散热器5的出口连通。下降循环管3和上升循环管4均以焊接的方式与热管吸热器2和热管散热器5连接。

除雾器6有两层，分为上层和下层安装在塔体内上端，并位于热管散热器5的下方。除雾器6的圆周表面与塔体的内表面焊接。

所述的水喷淋器7包括一根主管和16个喷头。主管穿过塔体的塔壁伸入塔体内，并过塔体的水平中心线。在主管圆周上，沿该主管的轴向对称分布有两排通孔，16个喷头通过连接管安装在主管的通孔上。水喷淋器7有两层，分为上层和下层安装在塔体内上端，其中上层水喷淋器7位于上层除雾器和下层除雾器之间，下层水喷淋器7位于下层除雾器下方。所述主管的管径根据所需的水流量和烟气的温度确定，为50mm～65mm本实施例中，主管的管径为50mm。

所述的第一浆液喷淋器8和第二浆液喷淋器10的结构形式与水喷淋器7相同，包括一根主管和16个喷头；16个喷头通过连接管安装在主管的通孔上。第一浆液喷淋器8主管的管径和第二浆液喷淋器10主管的管径根据脱硫浆液与烟气的液气比确定，为80mm～120mm；本实施例中第一浆液喷淋器8主管的管径和第二浆液喷淋器10主管的管径均为100mm。第一浆液喷淋器8和第二浆液喷淋器10均固定在塔体内中部，并且第一浆液喷淋器8的主管和第二浆液喷淋器10的主管均过塔体的水平中心线。

第一湍流器11和第二湍流器9均为圆环状，由轴、叶片和叶片固定环组成。叶片有24片，叶片采用常规的小角度旋转扇形叶片，旋转角为5°～10°，叶型同现有技术。各叶片的叶根固定在轴的圆周上。各叶片的叶尖固定在叶片固定环的内圆表面。各叶片的安装角为30°。第一湍流器11的外圆表面和第二湍流器9的外圆表面分别与塔体1的内表面焊接。第二湍流器9位于第一浆液喷淋器8和第二浆液喷淋器10之间；第一湍流器11位于第二浆液喷淋器10的下方。

除尘喷淋器12的结构形式与水喷淋器7相同，包括一根主管和16个喷头；16个喷头通过连接管安装在主管的通孔上。所述除尘喷淋器12主管的管径根据烟气流量和烟气的降温量确定，为80mm～120mm；本实施例中除尘喷淋器12主管的管径为100mm。除尘喷淋器12固定在塔体内下部、烟气入口的上方；除尘喷淋器12的主管过塔体的水平中心线。

Claims

1.一种用于负压运行锅炉的脱硫除尘装置，塔体的内孔分为除雾区和除尘脱硫反应区；除雾器和水喷淋器位于塔体的除雾区；浆液喷淋器、湍流器和除尘喷淋器位于塔体的除尘脱硫反应区；其特征在于，还包括热管吸热器、下降循环管、上升循环管、热管散热器；其中：

2.如权利要求1所述一种用于负压运行锅炉的脱硫除尘装置，其特征在于，所述的每组热管吸热器的吸热片上的介质出口和介质入口分别位于吸热片的最低点和最高点。

3.如权利要求1所述一种用于负压运行锅炉的脱硫除尘装置，其特征在于，所述的每组热管散热器的散热片上的介质出口和介质入口分别位于散热片的最低点和最高点。