CN102872711B - 石灰/石灰石湿法脱硫塔浆液流场导向装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石灰/石灰石湿法脱硫塔浆液流场导向装置属于湿法脱硫塔的专用装置，特别是为改变浆液流场提供浆液流动导向的装置。该石灰/石灰石湿法脱硫塔浆液流场导向装置，其特征是：在圆型脱硫塔底板中轴线上安装有截面为正三角形的圆形锥体，圆形锥体与脱硫塔底板焊接，与圆形锥体连接的塔底中心开孔，开孔直径小于锥底内直径至少30mm。本发明的使用可以在不增加任何能耗的情况下改变湿法脱硫塔底部浆液流场流态，解决了塔底中心区石膏沉积，提高了氧化反应效率，而且降低了氧化风机及侧搅拌器的功率和电耗，运行中免维修。
Description
技术领域
本发明属于湿法脱硫塔的专用装置，特别是为改变浆液流场提供浆液流动导向的装置。
背景技术
根据行业统计资料，全国火电脱硫机组装机容量为5.78亿千瓦，占全部火电机组的82％，30万千瓦以上火电机组几乎全部采用石灰/石灰石-石膏湿法脱硫工艺；钢铁烧结机烟气脱硫设施累计建成运行340多台套烧结机台数的36％，其中约75-80％的烧结机烟气脱硫设施采用了石灰/石灰石-石膏湿法脱硫工艺。
大型电站燃煤锅炉烟气脱硫技术在我国已经历了30多年的发展过程，已经投入的烟气脱硫技术有几十种。一些脱硫工艺由于技术和经济上的原因逐步退出和淘汰，一些先进的脱硫工艺随着技术的发展而不断改善，脱硫率、运行可靠性和成本方面有了很大的改进。石灰/石灰石湿法烟气脱硫装置是目前世界上公认的火电、钢铁领域商业化应用规模最大、脱硫效率最高、技术最为成熟的烟气脱硫装置。
石灰/石灰石-石膏湿法脱硫工艺系统的核心关键装置为脱硫吸收塔。吸收塔为圆筒形结构，底部为平底，以地脚螺栓固定在基础上，塔体由普通碳钢板(Q235-B)焊制而成，内表面采用乙烯基树脂玻璃鳞片(FRP)内衬防腐。按照完成的功能不同，塔内空间自下而上分氧化反应区、雾化喷淋吸收区、除雾区三部分。
氧化反应区的一般设计和工作原理是：氧化区(浆液池)在脱硫吸收塔下部，收集储存脱硫浆液。塔底部浆液池的塔壁上均布三台或四台搅拌器，加速浆液的氧化反应，防止浆液沉淀。喷淋洗涤后，脱硫的直接产物亚硫酸钙在氧化区被搅拌器和空气喷枪组合式强制氧化装置(ALS)强制氧化成硫酸钙，以CaSO4·2H2O的形式结晶出来，氧化反应所需的空气由专门的氧化风机系统自塔外鼓入塔内下部的氧化池中。为保证氧化反应充分，提高脱硫效率，储存在氧化池中的浆液由循环泵再输至喷淋管，形成浆液的循环，含二氧化硫烟气与石灰石浆液雾滴接触时，二氧化硫被吸收。烟气中的CL.F和灰尘等大多数杂质也在吸收塔中被去除。含有石膏、灰尘和杂质的吸收浆液部分被排入石膏脱水系统，同时并不断有新鲜浆液从制浆系统补充进来平衡密度和PH值。
然而，就目前国内外现有技术而言，氧化反应区浆液流场、流态、流向一直运用多年来传统搅拌、无序混合、无序流动和氧化空气在等液位空间内直线上升流场技术表现形式。这种流场技术表现形式多年存在三大技术难题一直未能解决。一个是公认的在吸收塔底，尽管有搅拌器搅拌，但仍存在“死区”，造成石膏沉积。第二是：池内等量氧化空气在等液位空间L型直线上升排出液面，停留时间短，氧化反应效率低。第三是：涡流区实际存在(大直径塔更为明显)，浆液密度致密性差，氧化空气反应速率不均衡。随着国家对环保要求的进一步提高和人们对环保技术的进一步认识，运行长期稳定可靠，同步率高，副产物品质高，能综合利用，不增加能源消耗，能解决根本问题的节能环保新技术、新方法亟待突破。
发明内容
为了克服现有塔底涡流造成的“死区”石膏沉积和氧化反应效率低不足，本发明提供一种石灰/石灰石湿法脱硫塔浆流场导向装置，该石灰/石灰石湿法脱硫浆液流场导向装置在不增加任何能耗的情况下改变湿法脱硫塔底部浆液流场流态，解决了塔底中心区石膏沉积，提高了氧化反应效率，而且降低了氧化风机及侧搅拌器的功率和电耗，运行中免维修。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石灰/石灰石湿法脱硫塔浆液流场导向装置，其特征是：在圆型脱硫塔底板中轴线上安装有截面为正三角形的圆形锥体，圆形锥体与脱硫塔底板焊接，与圆形锥体连接的塔底中心开孔，开孔直径小于锥底内直径至少30mm。
所述的圆形锥体由位于其上段的导向锥帽和位于下段的导向锥体焊接组成。
所述的圆形锥体的导向锥体内部设有用角钢制成的竖向井字架，井字架边长为圆锥形下口直径的三分之一，井字架底部横向支撑梁与底板支架角钢水平连接。
所述的圆形锥体内外壁均衬覆有厚度≥2.5mm的乙烯基脂玻璃鳞片。
所述的竖向井字架底部为与底板支架连接的底部井字梁，顶部为上口角钢圈，底部井字梁与上口角钢圈之间由四角角钢柱支撑，四角角钢柱中部设有中部角钢圈。
本发明的有益效果是：不需改变塔体其他结构，不需改变原有侧搅拌和氧化系统安装位置，在塔内中轴底板制作安装一件满足“五要素”条件的截面为正三角形的圆锥形导向装置，就会使多年来国内外传统的石灰/石灰石湿法脱硫塔浆液池流场发生质的根本变化。无导向装置运行时，池内浆液在侧搅拌器的共同推力搅动作用下，只有沿搅拌器轴线方向推出的液流呈直线放射区将塔底沉积石膏冲刷，塔底中心区3-5m直径范围内因搅拌器功率和搅动推力根本无法形成冲刷盘活，而各侧搅拌器之间塔底外缘区和搅拌器桨叶后方也因无序、无组织流动，无法实现冲刷盘活，形成沉积死区。而采用本圆锥形导向装置运行时，浆液池内在相同的搅拌器搅动推力作用下，消除了中心区无序、无组织流场流动环境，将浆液的涡流流态变为稳流流态，把相同作用下搅拌推动力，由分散释放变为同向有组织释放，形成了浆液池内底部环形带整体等流速均匀冲刷，而由离心力作用形成的沉淀石膏在一定流速作用下顺导向锥壁周向循环流动带走，即使大颗粒沉淀物重力下沉后也不会造成底板环形带沉淀堆集，因为圆锥形导向装置最大的特点就是它将浆液池内底部形成的流速高，而随液位升高，流速减缓。同时，因圆锥形导向装置形成的环向流动又将桨叶推力打碎喷出后的氧化空气由直线上升改变为螺旋上升，减缓了氧化空气溢出液面时间，提高了随浆液螺旋上升中的氧化空气反应效率3-5倍，优化了脱水石膏品质。还具有塔内浆液循环量减少，等量氧化空气利用率提高，节能效果明显。本圆锥形导向装置第二大特点就是装置自身不需要任何能耗，就使之流场发改变，解决了“死区”沉积，实现了长期稳定运行，装置自身无维护，寿命长。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图2为本发明安装在脱硫塔内的示意图。
图中：1.脱硫塔烟囱，2.塔帽，3.二层除雾，4.脱硫塔体，5.三层喷淋，6.烟气进口，7.浆液池，8.氧化空气管，9.流场导向装置，91.导向锥体，92.导向锥帽，93.竖向井字架，931.上口角钢圈，932.中部角钢圈，933.四角角钢柱，934.底部井字梁，10.侧搅拌器，11.塔底板，12.底板支架。
具体实施方式
本发明的具体实施方式是，如图所示：
实施例1，一种石灰/石灰石湿法脱硫塔浆液流场导向装置，圆型脱硫塔由自上而下依次相连的脱硫塔烟囱1、塔帽2、脱硫塔体4、塔底板11、底板支架12组成，脱硫塔体内部自上而下依次设有二层除雾3、三层喷淋5、浆液池7，在浆液池上部的脱硫塔体一侧设有烟气进口6，浆液池内设有氧化空气管8和圆形阵矩排列的侧搅拌器10，导向装置的结构是：在圆型脱硫塔底板中轴线上安装有截面为正三角形的圆形锥体，圆形锥体与脱硫塔底板焊接，与圆形锥体连接的塔底中心开孔，开孔直径小于锥底内直径至少30mm。
实施例2，一种石灰/石灰石湿法脱硫塔浆液流场导向装置，圆型脱硫塔由自上而下依次相连的脱硫塔烟囱1、塔帽2、脱硫塔体4、塔底板11、底板支架12组成，脱硫塔体内部自上而下依次设有二层除雾3、三层喷淋5、浆液池7，在浆液池上部的脱硫塔体一侧设有烟气进口6，浆液池内设有氧化空气管8和圆形阵矩排列的侧搅拌器10，导向装置的结构是：在圆型脱硫塔底板中轴线上安装有截面为正三角形的圆形锥体，圆形锥体与脱硫塔底板焊接，与圆形锥体连接的塔底中心开孔，开孔直径小于锥底内直径至少30mm。所述的圆形锥体由位于其上段的导向锥帽92和位于下段的导向锥体91焊接组成。所述的圆形锥体的导向锥体内部设有用角钢制成的竖向井字架，井字架边长为圆锥形下口直径的三分之一，井字架底部横向支撑梁与底板支架角钢水平连接。所述的竖向井字架93底部为与底板支架连接的底部井字梁934，顶部为上口角钢圈931，底部井字梁与上口角钢圈之间由四角角钢柱933支撑，四角角钢柱中部设有中部角钢圈932。
实施例3，一种石灰/石灰石湿法脱硫塔浆液流场导向装置，圆型脱硫塔由自上而下依次相连的脱硫塔烟囱1、塔帽2、脱硫塔体4、塔底板11、底板支架12组成，脱硫塔体内部自上而下依次设有二层除雾3、三层喷淋5、浆液池7，在浆液池上部的脱硫塔体一侧设有烟气进口6，浆液池内设有氧化空气管8和圆形阵矩排列的侧搅拌器10，导向装置的结构是：在圆型脱硫塔底板中轴线上安装有截面为正三角形的圆形锥体，圆形锥体与脱硫塔底板焊接，与圆形锥体连接的塔底中心开孔，开孔直径小于锥底内直径至少30mm。所述的圆形锥体由位于其上段的导向锥帽92和位于下段的导向锥体91焊接组成。所述的圆形锥体的导向锥体内部设有用L63×63×5角钢制成的竖向井字架，井字架边长为圆锥形下口直径的三分之一，井字架底部横向支撑梁与底板支架角钢水平连接。所述的竖向井字架93底部为与底板支架连接的底部井字梁934，顶部为上口角钢圈931，底部井字梁与上口角钢圈之间由四角角钢柱933支撑，四角角钢柱中部设有中部角钢圈932。所述的圆形锥体内外壁均衬覆有厚度≥2.5mm的乙烯基脂玻璃鳞片简称FRP。圆形锥上部锥尖直径1米处设计组装焊缝，锥底与底板连接焊缝和内部井字架组装焊接完成后进行内部防腐处理，最后组对封闭，双面V形坡口，单面焊双面成型连接，焊缝余高磨平。
Claims (2)
1.一种石灰/石灰石湿法脱硫塔浆液流场导向装置，圆型脱硫塔由自上而下依次相连的脱硫塔烟囱、塔帽、脱硫塔体、塔底板、底板支架组成，脱硫塔体内部自上而下依次设有二层除雾、三层喷淋、浆液池，在浆液池上部的脱硫塔体一侧设有烟气进口，浆液池内设有氧化空气管和圆形阵矩排列的侧搅拌器，其特征是：在圆型脱硫塔底板中轴线上安装有截面为正三角形的圆形锥体，圆形锥体与脱硫塔底板焊接，与圆形锥体连接的塔底中心开孔，开孔直径小于锥底内直径至少30mm，
所述的圆形锥体由位于其上段的导向锥帽和位于下段的导向锥体焊接组成，
所述的圆形锥体的导向锥体内部设有用角钢制成的竖向井字架，井字架边长为圆锥形下口直径的三分之一，井字架底部横向支撑梁与底板支架角钢水平连接，所述的竖向井字架底部为与底板支架连接的底部井字梁，顶部为上口角钢圈，底部井字梁与上口角钢圈之间由四角角钢柱支撑，四角角钢柱中部设有中部角钢圈。
2.根据权利要求1所述的石灰/石灰石湿法脱硫塔浆液流场导向装置，其特征是：所述的圆形锥体内外壁均衬覆有厚度≥2.5mm的乙烯基脂玻璃鳞片。
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