CN103357264A - 一种湿法烟气脱硫塔 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种湿法烟气脱硫塔，较好的解决了现有的工业窑炉及锅炉烟气喷淋洗涤式脱硫塔由于浆液雾化效果不好造成脱硫效果差、喷嘴容易被结垢碎片等杂物堵塞造成设备运行不可靠、烟气洗涤脱硫后脱除水雾效果不够理想等技术问题。通过改善脱硫浆液雾化效果以及喷嘴流道，达到提高脱硫效率和运行可靠性；改进喷嘴，对脱硫浆液压力要求低，降低喷嘴堵塞概率，提高二氧化硫去除率；改进常规旋流脱水器结构，增大烟气上升旋流直径，提高洗涤后烟气脱水除雾效果，降低对下游烟道和设备的腐蚀和污垢沉积。本发明具有脱硫效率高、脱除水雾效果好、结构简单、运行可靠性高等特点，能够有效降低投资和运行成本，适用于湿法烟气脱硫工艺。

Description

一种湿法烟气脱硫塔

技术领域

[0001] 本发明涉及一种脱硫设备的中间装置，特别涉及到一种湿法烟气脱硫塔。

背景技术

[0002]目前，烟气脱硫的方法有干式烟气脱硫工艺、喷雾干式烟气脱硫工艺、粉煤灰干式烟气脱硫技术、湿法烟气脱硫工艺等，作为世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异，主要是使用石灰石(CaCO3)、生石灰(CaO)或碳酸钠(Na2CO3)等浆液作洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的S02。这种工艺已有50年的历史，经过不断地改进和完善后，技术比较成熟，具有脱硫效率高(90%〜98%)，机组容量大，煤种适应性强，运行费用较低和副产品易回收等优点。然而，近年来随着环保意识的增强，我国环境标准的不断提高，工业炉窑及锅炉大气污染物的排放执行了更加严格的标准，现有的烟气脱硫装置无法达到新的排放标准，脱硫和脱水效果有待进一步提高。

[0003] 在脱硫方面，现有技术普遍采用大流道喷嘴，脱硫浆液的雾化效果差，影响脱硫效果；或是采用高压水雾喷嘴，要求脱硫浆液的压力比较高，由于脱硫浆液中不可避免地存在结垢碎片等杂物，喷嘴容易被堵塞，致使脱硫装置故障率高、设备运行不可靠。

[0004] 在脱水方面，现有技术普遍采用在脱硫塔塔体内壁与脱水器罩筒之间设置有集液槽的旋流脱水器进行脱水，便于烟气形成旋流后被抛至塔壁的液滴的归集，然后通过溢流装置下流。在实际生产应用中，由于旋流板脱水器设置有集液槽，脱水器旋流叶片的外径被减小，导致将烟气中的液滴抛向塔壁的离心力减小，降低了脱除烟气中液滴的效率。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于对现有的工业窑炉及锅炉烟气喷淋洗涤式脱硫塔由于洗涤液雾化效果不好，造成脱硫效果差以及喷嘴容易堵塞、烟气洗涤脱硫后脱水效果不理想等问题，提供一种改善洗涤液雾化效果和喷嘴流道，改进常规旋流板脱水器结构，增大烟气旋流直径，脱硫效率高，喷嘴堵塞概率低，洗涤后烟气脱水效果好的高效脱硫装置。

[0006] 该湿法烟气脱硫塔通过下列技术方案实现:其结构是，包括短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴其特征在于:所述短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴由喷嘴套和喷嘴芯组成，喷嘴套底部形成包围结构，且在中心开有喷孔，喷嘴套上部有外管螺纹或内管螺纹，用于短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴与浆液供应管的连接，喷嘴芯是双螺旋结构，喷嘴下部有漩涡室。

[0007] 进一步的:所述短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴的上方还设有无集液槽旋流板脱水器，无集液槽旋流板脱水器由罩筒、多片旋流叶片、盲板组成，旋流叶片固定在罩筒与盲板之间，罩筒外壁贴着塔体内壁安装，与塔体内壁之间不设置集液槽。

[0008] 进一步的:所述短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴与浆液供应管连接，浆液供应管的工作压力为0.1〜0.3MPa，所述喷嘴套的内直径为Φ40〜Φ 100mm，喷孔的直径为Φ12〜Φ 30mm，短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴的流道直径为Φ 10〜Φ35πιπι。[0009] 进一步的:所述短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴的喷雾角度为90°〜150°，并形成空心锥形喷雾。

[0010] 进一步的:所述短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴的下方还设有筛孔板。

[0011] 进一步的:所述短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴可设置为单层或上下关系的多层，每层由多个短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴组成，并使得短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴喷出的空心锥形喷雾能够覆盖整个塔体的横截面。

[0012] 进一步的:所述筛孔板可设置为单层或多层。

[0013] 本发明的优点和有益效果在于:

1.筛孔板设有微孔，使得脱硫烟气在通过筛孔板及覆盖在筛孔板上的脱硫浆液时，能够形成较多气泡，气泡破裂激起水花和水雾，烟气与浆液充分接触，其中的二氧化硫能够被脱硫浆液充分接触、吸收，且形成分布比较均匀的上升烟气，能够达到较好的脱硫效果。

[0014] 2.通过改进喷嘴结构，采用短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴，没有狭窄流道，不易被脱硫浆液中的结垢碎片等杂物堵塞，工作可靠稳定，解决了狭窄流道的喷嘴容易被堵塞的技术问题，能够有效提高喷嘴工作可靠性；同时，喷嘴芯结构配合流道直径、喷嘴空心套的内直径、喷孔直径、浆液供应管供液压力并设置漩涡室进行涡旋流的汇合，能够形成雾滴粒径小、液雾分布均匀喷雾角度为90°〜150°的空心锥形喷雾，雾滴粒径小、液雾分布均匀、覆盖面积宽，增大了脱硫浆液雾滴的表面积和塔断面覆盖率，进一步促进上升烟气分布的均匀性，喷淋层洗涤区气液接触充分、均匀，有效避免烟气窜流现象，能够达到较好的脱硫效果；

而且，最关键的是:解决了现有大流道喷嘴在达到同样的喷雾效果需要的较大供浆压力的技术问题，本发明能够降低脱硫浆液循环泵的出口压力，减少脱硫塔功率最大的设备的能耗、提高脱硫浆液的使用效率、减少喷嘴出故障的几率，降低脱硫成本；喷嘴结构和制造工艺简单，制造容易，成本低廉。

[0015] 3.本发明采用无集液槽旋流板脱水器，其旋流叶片的外直径比带集液槽的旋流板脱水器的叶片外直径更大，因此烟气上升经过无集液槽旋流板脱水器形成的旋涡流直径更大，即将烟气中的液滴抛向塔壁的离心力更大。发明人通过实验得出集液槽的旋流板脱水器能够比现有技术中设置烟气中的液滴分离率更高，能够达到更好的脱水效果。

[0016] 本发明克服了技术偏见，克服了现有技术采用旋流板脱水器，普遍采用带集液槽的旋流板脱水器，认为能够在获得较好的脱液效果的同时能够将液体集中收集；能够有效降低净化烟气中的含水量的技术偏见。

[0017] 本发明减少对下游管道和设备的腐蚀和污垢沉积，并且减少了集液槽，还解决了降低生产成本的技术问题。

[0018] 4.对于某个特定的脱硫塔，脱硫浆液喷雾总表面积是影响脱硫效率的关键因素，脱硫效率随着喷雾的总表面积的增加而增加。因此，应用了这种短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴后，增大脱硫浆液喷雾液滴的总表面，不仅能够使脱硫效率大大提高，也不会增加脱硫所需的成本。5.本发明结构简单、成本低廉、运行可靠、容易维护。

附图说明

[0019] 图1是本发明实施例的结构组成示意图。[0020] 图2是本发明实施例的低压雾化喷嘴结构示意图。

[0021] 图3是本发明实施例的喷嘴芯结构图。

[0022] 图4是本发明实施例的无集液槽旋流板脱水器结构示意图。

[0023] 图5是图1的A-A剖视图。

[0024] 图6是本发明实施例的无集液槽旋流板脱水器结构示意图。

[0025] 图7是本发明实施例的结构的A-A剖视图。

[0026] 附图中的标记含义如下:

I为塔体，2为烟气入口，3为筛孔板，4为短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴，4a为喷嘴套，4b为喷嘴芯，4c为漩涡室，4d为流道，4e为喷孔，5为无集液槽旋流板脱水器，5a为罩筒，5b为旋流叶片，5c为盲板，6为烟气出口、7为浆液供应管、8为浆液供应阀门、9为浆液排出管、10为浆液排出阀门。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图和实施例对发明做进一步说明。

[0028] 附图1是本发明一种湿法烟气脱硫塔的结构示意图:脱硫塔包括塔体1、烟气入口

2、筛孔板3、低压雾化喷嘴组4、无集液槽旋流板脱水器5、烟气出口 6、浆液供应管7、浆液供应阀门8、浆液排出管9、浆液排出阀门10。

[0029] 实施例一

含硫烟气从塔体I下部的烟气入口 2进入，上升经过一层有设有多个微孔的筛孔板3构成的气泡脱硫区，与筛孔板3面上的由Na2C03制成的脱硫浆液的液膜相遇，形成大量气泡，气泡破裂激起水滴、水花、水雾等，使得烟气能够与浆液充分接触，烟气中一部分二氧化硫被脱硫浆液吸收。烟气继续上升经过液雾脱硫区，浆液供应管7将脱硫浆液输送到多个短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴4，并向下喷出脱硫浆液，短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴4由喷嘴套4a和喷嘴芯4b组成，喷嘴套4a的底部形成包围结构，且在中心开有喷孔4e，喷嘴套4a上部有外管螺纹或内管螺纹用于与脱硫浆液管7连接。喷嘴芯4b是短双螺旋结构，喷嘴下部有漩涡室4c。喷嘴空心套的内直径为Φ40πιπι，当脱硫浆液管7以压力为

0.3MPa的工作压力将脱硫浆液输入喷嘴后，脱硫浆液沿着短双螺旋、直径为ΦΙΟπιπι的流道4d围绕轴心作旋转运动，在漩涡室4c汇合并形成一股漩涡流，从直径为Φ 12mm的喷孔4e以漩涡状喷射出去，形成雾滴粒径小、分布均匀、喷雾角度为150°的空心锥形喷雾，使得烟气能够与脱硫浆液喷雾充分、均匀接触，烟气中残留的二氧化硫被脱硫浆液喷雾充分吸收，烟气得到高效率的洗涤，喷出的脱硫浆液喷雾均匀分布，并覆盖整个塔体I的横截面。

[0030] 经过筛孔板液膜脱硫、喷雾区液雾脱硫后的烟气夹带有大量的液滴，并富含水分，这些烟气上升经过无集液槽旋流板脱水器5。无集液槽旋流板脱水器5由罩筒5a、旋流叶片5b、盲板5c组成，旋流叶片5b固定在罩筒5a与盲板5c之间，罩筒5a外壁贴着塔体I内壁安装，与塔体I内壁之间不设置集液槽，罩筒5a外直径等于塔体I的内直径。烟气上升通过旋流叶片5b后形成旋涡气流，由于离心力的作用，烟气中的液滴被抛到塔体I内壁的液滴聚集后沿内壁落下，流经脱水器的罩筒5a和旋流叶片5b，向下流入塔体I的底部，脱除液滴后的烟气则上升从上部沿切向排出，从而将烟气中的液滴与气体分离，并将烟气从出口 6排出，再通向下游设备。[0031] 实施例二

含硫烟气从塔体I下部的烟气入口 2进入，上升经过两层有设有多个微孔的筛孔板3构成的气泡脱硫区，与筛孔板3面上的由NaOH制成的脱硫浆液的液膜相遇，形成大量气泡，气泡破裂激起水滴、水花、水雾等，使得烟气能够与浆液充分接触，烟气中一部分二氧化硫被脱硫浆液吸收。烟气继续上升经过液雾脱硫区，浆液供应管7将脱硫浆液输送到多个短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴4，并向下喷出脱硫浆液，短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴4由喷嘴套4a和喷嘴芯4b组成，喷嘴套4a的底部形成包围结构，且在中心开有喷孔4e，喷嘴套4a上部有外管螺纹或内管螺纹用于与脱硫浆液管7连接。喷嘴芯4b是短双螺旋结构，喷嘴下部有漩涡室4c。喷嘴空心套的内直径为Φ 100mm，当脱硫浆液管7以压力为0.1MPa的工作压力将脱硫浆液输入喷嘴后，脱硫浆液沿着短双螺旋、直径为Φ35πιπι的流道4d围绕轴心作旋转运动，在漩涡室4c汇合并形成一股漩涡流，从直径为Φ30πιπι喷孔4e以漩涡状喷射出去，形成雾滴粒径小、分布均匀、喷雾角度为90°的空心锥形喷雾，使得烟气能够与脱硫浆液喷雾充分、均匀接触，烟气中残留的二氧化硫被脱硫浆液喷雾充分吸收，烟气得到高效率的洗涤，喷出的脱硫浆液喷雾均匀分布，并覆盖整个塔体I的横截面。

[0032] 经过上述步骤后，烟气再通过一次筛孔板液膜脱硫和多个短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴4覆盖整个塔体I横截面的液雾脱硫步骤。

[0033] 经过筛孔板液膜脱硫、喷雾区液雾脱硫后的烟气夹带有大量的液滴，并富含水分，这些烟气上升经过无集液槽旋流板脱水器5。无集液槽旋流板脱水器5由罩筒5a、旋流叶片5b、盲板5c组成，旋流叶片5b固定在罩筒5a与盲板5c之间，罩筒5a外壁贴着塔体I内壁安装，与塔体I内壁之间不设置集液槽，罩筒5a外直径等于塔体I的内直径。烟气上升通过旋流叶片5b后形成旋涡气流，由于离心力的作用，烟气中的液滴被抛到塔体I内壁的液滴聚集后沿内壁落下，流经脱水器的罩筒5a和旋流叶片5b，向下流入塔体I的底部，脱除液滴后的烟气则上升从上部沿切向排出，从而将烟气中的液滴与气体分离，并将烟气从出口 6排出，再通向下游设备。

[0034] 实施例三

含硫烟气从塔体I下部的烟气入口 2进入，上升经过一层有设有多个微孔的筛孔板3构成的气泡脱硫区，与筛孔板3面上的由钙碱溶液制成的脱硫浆液的液膜相遇，形成大量气泡，气泡破裂激起水滴、水花、水雾等，使得烟气能够与浆液充分接触，烟气中一部分二氧化硫被脱硫浆液吸收。烟气继续上升经过液雾脱硫区，浆液供应管7将脱硫浆液输送到多个短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴4，并向下喷出脱硫浆液，短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴4由喷嘴套4a和喷嘴芯4b组成，喷嘴套4a的底部形成包围结构，且在中心开有喷孔4e，喷嘴套4a上部有外管螺纹或内管螺纹用于与脱硫浆液管7连接。喷嘴芯4b是短双螺旋结构，喷嘴下部有漩涡室4c。喷嘴空心套的内直径为Φ60_，当脱硫浆液管7以压力为0.3MPa的工作压力将脱硫浆液输入喷嘴后，脱硫浆液沿着短双螺旋、直径为Φ20πιπι的流道4d围绕轴心作旋转运动，在漩涡室4c汇合并形成一股漩涡流，从直径为Φ20πιπι喷孔4e以漩涡状喷射出去，形成雾滴粒径小、分布均匀、喷雾角度为135°的空心锥形喷雾，使得烟气能够与脱硫浆液喷雾充分、均匀接触，烟气中残留的二氧化硫被脱硫浆液喷雾充分吸收，烟气得到高效率的洗涤，喷出的脱硫浆液喷雾均匀分布，并覆盖整个塔体I的横截面。

[0035] 经过上述步骤后，烟气再通过两次层筛孔板液膜脱硫和多个短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴4覆盖整个塔体I横截面的液雾脱硫步骤。

[0036] 经过筛孔板液膜脱硫、喷雾区液雾脱硫后的烟气夹带有大量的液滴，并富含水分，这些烟气上升经过无集液槽旋流板脱水器5。无集液槽旋流板脱水器5由罩筒5a、旋流叶片5b、盲板5c组成，旋流叶片5b固定在罩筒5a与盲板5c之间，罩筒5a外壁贴着塔体I内壁安装，与塔体I内壁之间不设置集液槽，罩筒5a外直径等于塔体I的内直径。烟气上升通过旋流叶片5b后形成旋涡气流，由于离心力的作用，烟气中的液滴被抛到塔体I内壁的液滴聚集后沿内壁落下，流经脱水器的罩筒5a和旋流叶片5b，向下流入塔体I的底部，脱除液滴后的烟气则上升从上部沿切向排出，从而将烟气中的液滴与气体分离，并将烟气从出口 6排出，再通向下游设备。

[0037] 实施例四

含硫烟气从塔体I下部的烟气入口 2进入，上升经过一层有设有多个微孔的筛孔板3构成的气泡脱硫区，与筛孔板3面上的由钠碱溶液制成的脱硫浆液的液膜相遇，形成大量气泡，气泡破裂激起水滴、水花、水雾等，使得烟气能够与浆液充分接触，烟气中一部分二氧化硫被脱硫浆液吸收。烟气继续上升经过液雾脱硫区，浆液供应管7将脱硫浆液输送到多个短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴4，并向下喷出脱硫浆液，短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴4由喷嘴套4a和喷嘴芯4b组成，喷嘴套4a的底部形成包围结构，且在中心开有喷孔4e，喷嘴套4a上部有外管螺纹或内管螺纹用于与脱硫浆液管7连接。喷嘴芯4b是短双螺旋结构，喷嘴下部有漩涡室4c。喷嘴空心套的内直径为Φ90mm，当脱硫浆液管7以压力为0.2MPa的工作压力将脱硫浆液输入喷嘴后，脱硫浆液沿着短双螺旋、直径为Φ25πιπι的流道4d围绕轴心作旋转运动，在漩涡室4c汇合并形成一股漩涡流，从直径为Φ25πιπι的喷孔4e以漩涡状喷射出去，形成雾滴粒径小、分布均匀、喷雾角度为115°的空心锥形喷雾，使得烟气能够与脱硫浆液喷雾充分、均匀接触，烟气中残留的二氧化硫被脱硫浆液喷雾充分吸收，烟气得到高效率的洗涤，喷出的脱硫浆液喷雾均匀分布，并覆盖整个塔体I的横截面。

[0038] 经过筛孔板液膜脱硫、喷雾区液雾脱硫后的烟气夹带有大量的液滴，并富含水分，这些烟气上升经过无集液槽旋流板脱水器5。无集液槽旋流板脱水器5由罩筒5a、旋流叶片5b、盲板5c组成，旋流叶片5b固定在罩筒5a与盲板5c之间，罩筒5a外壁贴着塔体I内壁安装，与塔体I内壁之间不设置集液槽，罩筒5a外直径等于塔体I的内直径。烟气上升通过旋流叶片5b后形成旋涡气流，由于离心力的作用，烟气中的液滴被抛到塔体I内壁的液滴聚集后沿内壁落下，流经脱水器的罩筒5a和旋流叶片5b，向下流入塔体I的底部，脱除液滴后的烟气则上升从上部沿切向排出，从而将烟气中的液滴与气体分离，并将烟气从出口 6排出，再通向下游设备。

[0039] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种湿法烟气脱硫塔，包括塔体(I)，其特征在于:采用短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴(4)，包括喷嘴套(4a)和喷嘴芯(4b)，喷嘴套(4a)底部形成包围结构，且在中心开有喷孔(4e)，喷嘴套(4a)上部有外管螺纹或内管螺纹，用于短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴(4)与浆液供应管(7)的连接，喷嘴芯(4b)是双螺旋结构，喷嘴套(4a)下部有漩涡室(4c)。

2.根据权利要求1所述的湿法烟气脱硫塔，其特征在于:所述短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴(4)的上方还设有无集液槽旋流板脱水器(5)，无集液槽旋流板脱水器(5)由罩筒(5a)、多片旋流叶片(5b)、盲板(5c)组成，旋流叶片(5b)固定在罩筒(5a)与盲板(5c)之间，罩筒(5a)外壁贴着塔体(I)内壁安装，与塔体(I)内壁之间不设置集液槽。

3.根据权利要求1或2任意一项权利要求所述的湿法烟气脱硫塔，其特征在于:所述浆液供应管(7)的工作压力为0.1〜0.3MPa，所述喷嘴套(4a)的内直径为Φ40〜ΦΙΟΟπιπι，喷孔(4e)的直径为Φ12〜Φ30πιπι，短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴的流道(4d)直径为 Φ 10 〜Φ 35mm。

4.根据权利要求3所述的湿法烟气脱硫塔，其特征在于:所述短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴(4)的喷雾角度为90°〜150°，并形成空心锥形喷雾。

5.根据权利要求1或2任意一项权利要求所述的湿法烟气脱硫塔，其特征在于:所述短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴(4)的下方还设有筛孔板(2)。

6.根据权利要求5所述的湿法烟气脱硫塔，其特征在于:所述短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴(4)可设置为单层或上下关系的多层，每层由多个短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴(4)组成，并使得短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴(4)喷出的空心锥形喷雾能够覆盖整个塔体(I)的横截面。

7.根据权利要求5所述的湿法烟气脱硫塔，其特征在于:所述筛孔板(2)可设置为单层或多层。