CN103406017A

CN103406017A - 脱硫吸收塔及脱硫吸收方法

Info

Publication number: CN103406017A
Application number: CN2013103621663A
Authority: CN
Inventors: 王育波; 王岭; 吴雪萍; 石春光; 聂鎏婴
Original assignee: WUHAN LONGJING ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: WUHAN LONGJING ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2013-08-19
Filing date: 2013-08-19
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2033-08-19
Also published as: CN103406017B

Abstract

本发明公开了一种脱硫吸收塔，它包括塔筒(1)，所述塔筒(1)内部自下而上依次安装有吸收塔入口(2)、喷淋层(3)、除雾器(4)，以及吸收塔出口(5)，所述塔筒(1)内部还安装有多孔性分布器(6)；除雾器(4)为两级除雾器；多孔性分布器(6)位于吸收塔入口(2)和第二喷淋层(32)之间；多孔性分布器(6)包括多根支撑梁(7)，以及多个呈阵列布置并拼装成圆盘状的多孔板(61)；所述多孔板(61)的两端上部分别连接有定位板(62)，相邻的多孔板(61)之间通过所述定位板(62)连接，所述支撑梁(7)位于相邻的多孔板(61)的连接处(63)下端。它克服了现有的脱硫吸收塔脱硫效率低的问题，本发明结构简单，检修方便，脱硫吸收塔内的液/汽的值较小，并减少了喷淋层的循环喷淋量，能有效降低脱硫装置建造及运行成本，且提高了脱硫效率，本发明还公开了利用本发明脱硫吸收塔的脱硫吸收方法。

Description

脱硫吸收塔及脱硫吸收方法

技术领域

本发明涉及一种环保设备，具体的说是一种脱硫吸收塔，本发明还涉及利用这种脱硫吸收塔的脱硫吸收方法。

背景技术

火电厂排放的二氧化硫形成的酸雨已严重危害人类的生存环境，国家强制要求火电厂安装烟气脱硫装置。近年来，受国内电煤供应现状影响，很多电厂煤源不稳定，新供应的燃煤含硫量偏高。国家最新颁布的的火力发电厂烟气排放标准，对SO₂排放浓度提出更加严格的要求。

现有脱硫机组因脱硫效率不能满足要求，脱硫系统改造势在必行。新建机组对脱离系统的效率及安全运行要求越来越高。

为了防止脱硫吸收塔内的烟气偏流，现有的技术方案是对带有喷嘴的喷淋层进行改进。但是，在对带有喷嘴的喷淋层进行改进时，在喷淋层的设计上需充分考虑流速不均匀的烟气所带来的影响。因烟气流速在塔内同一截面内流速是不均匀的，有的区域流速高，有的区域流速低，故现有技术是在气体流速高的区域，多布置喷嘴，在气体流速低的区域，尽量少布置喷嘴。

现有的技术方案存在如下缺陷：1.现有的脱硫吸收塔需建立完善的气体流动模型来优化喷嘴的布置，以使烟气在吸收塔内流速均匀；2.现有的脱硫吸收塔在每层喷淋层需采用较多数量的喷嘴，因此，现有的脱硫吸收塔内的液/气长期保持较高值，这使脱硫吸收塔的效率较低。

发明内容

本发明的目的为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种脱硫吸收塔。

本发明的另一目的在于提供一种利用这种脱硫吸收塔的脱硫吸收方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：脱硫吸收塔，包括塔筒，所述塔筒内部自下而上依次安装有吸收塔入口、喷淋层、除雾器，以及吸收塔出口，其特征在于：

所述塔筒内部还安装有多孔性分布器；

所述喷淋层包括自下而上间隔布置的第一喷淋层、第二喷淋层和第三喷淋层，除雾器为两级除雾器；

多孔性分布器位于吸收塔入口和第二喷淋层之间；

多孔性分布器包括多根支撑梁，以及多个呈阵列布置并拼装成圆盘状的多孔板；

所述多孔板的两端上部连接有定位板，相邻的多孔板之间通过所述定位板连接，所述支撑梁位于相邻的多孔板的连接处下端，所述多孔板的材料为双相钢。

在上述技术方案中，所述多孔板的两端上部分别连接有高度较高的第一定位板，和高度较低的第二定位板，第一定位板为7型板，所述第二定位板为平板。

当第一定位板为7型板，第二定位板为平板时，本发明安装更加的方便、快捷。

在上述技术方案中，所述多孔板的上端连接有加劲板，所述多孔板的两端上部分别连接有高度较高的第一定位板,和高度较低的第二定位板，所述加劲板两端分别与第一定位板和第二定位板连接。所述加劲板为7型板。

在上述技术方案中，加劲板能够增加多孔板的结构刚度，从而使本发明的结构更加稳定。

在上述技术方案中，所述多个多孔板包括相邻布置的第一多孔板和第二多孔板，多孔板的两端上部分别连接有高度较高的第一定位板，和高度较低的第二定位板，所述第一多孔板上的第一定位板与第二多孔板上的第二定位板连接。

当第一多孔板上的第一定位板与第二多孔板上的第二定位板连接时，本发明的结构更加的美观，检修和安装也更加的方便。

在上述技术方案中，所述支撑梁上套装有套筒。

套筒通常采用耐腐蚀的材料制成。套装在支撑梁上的套筒能够对支撑梁起到一定的保护作用，能够延长支撑梁的寿命，进而能够提高本发明的使用寿命。

在上述技术方案中，所述多孔板的开孔率为35～40%。当多孔板的开孔率为35～40%时，本发明不仅降低了多孔性分布器处的阻力，而且由于开孔率的提高，也不会出现堵塞现象。

本发明的工作原理以及工作效果如下：

a.烟气和浆液接触时间增加，在吸收塔内除气体和浆液须接触外，还需要足够的碱性物质来中和吸收塔内酸性浆液。实际工作过程中，这种碱物质通常是石灰石中的碳酸钙。在线测量吸收塔浆液的PH值反映了碳酸钙的溶解程度，PH值增加，表示溶解的碱度增加，脱硫能力也在增加。虽然，PH值只是一种反应浆池溶液或喷射到烟气的循环浆液碱性测量的手段，这种溶解的碱度不足以中和吸收区内的SO₂，所以，如果实际工作时能增加石灰石的溶解量，将提高脱硫吸收塔的脱硫效率。

长期实践表明，石灰石在吸收区溶解的量取决于浆液在吸收区内停留的时间。因此，在脱硫吸收塔的塔筒上安装了多孔性分布器后，烟气与浆液之间的接触时间将增加，这样就为吸收区提供了更多的碱性溶解机会，进而提高了吸收塔的脱硫效率。

b.实际工作过程中，酸液在流经多孔性分布器时，多孔性分布器上会形成一层液膜，多孔性分布器处所持有的液膜可起到一定的缓冲作用，当烟气负荷有所变化时，使吸收塔的操作平稳，不易引起SO₂脱除率的波动。

c.气流均布，实际工作中，烟气会由吸收塔入口进入，并进入多孔性分布器。设置多孔性分布器后，吸收塔内的气体流速得到了很好的均布作用，大部分气体流速处在平均流速范围内，相对于现有技术，本发明所述的脱硫吸收塔内的气体流速有明显的改善。

d.本发明在设置多孔性分布器后，可使吸收塔运行维护方便。在检修多孔性分布器上部喷淋层时，不需将塔内浆液全部排空，然后在塔内搭建临时检修平台，运行维护人员站在多孔性分布器上就可对塔内部件进行维护和更换，减少运行时的维护时间。

在上述技术方案中，所述多孔性分布器位于吸收塔入口和第一喷淋层之间。

在上述技术方案中，所述多孔性分布器位于第二喷淋层和第一喷淋层之间。

利用本发明脱硫吸收塔的脱硫吸收方法，其特征在于它包括如下步骤：

①.烟气进入吸收塔后上升；

②.石灰石/石膏所形成的浆液由循环泵送至各喷淋层的雾化喷嘴，并向吸收塔下方成雾罩状喷射，从而形成液雾高度叠加的喷淋区,此时，浆液液滴快速下降；吸收塔浆液中pH值选择在5到6之间；

③.均匀上升烟气与快速下降浆液形成逆向流，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；

④.将石灰石作为吸收反应剂，从而使烟气中的SO₂，SO₃，HCl和HF被分离出来，烟气中包含的大部分的固体如灰和烟灰，也被液体冲洗从烟气中分离，此时经洗涤脱硫净化后的湿烟气通过安装在吸收塔顶部的除雾器除去大部分液滴后，由吸收塔出口引出，经烟囱排入大气；

所述的喷淋层安装在吸收塔的上部烟气区，每台循环泵对应于各自的一层喷淋层，喷嘴采用SiC材料的旋转空锥雾化喷嘴，循环泵将浆液输送到喷嘴，通过喷嘴将浆液细密地喷淋到烟气区；

所述的吸收塔最顶部设置一个两级的除雾器，除雾器将烟气中夹带的大部分浆液液滴分离出来；烟气出口含雾滴小于75mg/Nm³；除雾器由冲洗程序控制，冲洗方式为脉冲式；

所述吸收塔内的多孔性分布器的开孔率为35～40%。

综上，本发明的脱硫效率可以很方便的达到98%，甚至是达到99%；同时，本发明结构简单，检修方便，脱硫吸收塔内的液/汽的值较小，并减少了喷淋层的循环喷淋量，能有效降低脱硫装置建造及运行成本。

附图说明

图1-1、图1-2为本发明实施例的结构示意图。

图2为多孔性分布器的俯视图。

图3为图2中的A-A剖视图。

图4为图2中的B-B剖视图。

图5为图2中的C-C剖视图。

图6为图2中的D-D剖视图。

图7为图2中的E-E剖视图。

图8为本发明中多孔板的结构示意图。

图中1-塔筒,2-吸收塔入口,3-喷淋层,31-第一喷淋层,32-第二喷淋层,33-第三喷淋层,4-除雾器，5-吸收塔出口,6-多孔性分布器，61-多孔板,611-第一多孔板,612-第二多孔板,62-定位板,621-第一定位板,622-第二定位板,63-相邻的多孔板的连接处，7-支撑梁，8-加劲板。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解，图中箭头所示的方向为气体流动方向。

参阅附图可知：脱硫吸收塔，包括塔筒1，所述塔筒1内部自下而上依次安装有吸收塔入口2、喷淋层3、除雾器4，以及吸收塔出口5，其特征在于：

所述塔筒1内部还安装有多孔性分布器6；

所述喷淋层3包括自下而上间隔布置的第一喷淋层31、第二喷淋层32和第三喷淋层33，除雾器4为两级除雾器；

多孔性分布器6位于吸收塔入口2和第二喷淋层32之间；

多孔性分布器6包括多根支撑梁7，以及多个呈阵列布置并拼装成圆盘状的多孔板61；

所述多孔板61的两端上部连接有定位板62，相邻的多孔板61之间通过所述定位板62连接，所述支撑梁7位于相邻的多孔板61的连接处63下端，所述多孔板61的材料为双相钢（如图2、图3、图4所示）。

所述多孔性分布器6位于吸收塔入口2和第一喷淋层31之间，（如图1-1所示）。

所述多孔性分布器6位于第二喷淋层32和第一喷淋层31之间，（如图1-2所示）。

所述多孔板61的两端上部分别连接有高度较高的第一定位板621，和高度较低的第二定位板622，第一定位板621为7型板，所述第二定位板622为平板（如图5、图6所示）。

所述多孔板61的上端连接有加劲板8，所述加劲板8两端分别与第一定位板621和第二定位板622连接。加劲板8的优先方案为为7型板。加劲板8能够增加多孔板的结构刚度（如图8所示）。

所述多个多孔板61包括相邻布置的第一多孔板611和第二多孔板612，实际工作过程中，以所述第一多孔板611上的第一定位板621与第二多孔板612上的第二定位板622连接为本发明的最佳方案。

所述支撑梁7上套装有套筒71。套筒71通常采用耐腐蚀的材料制成。套装在支撑梁7上的套筒71能够对支撑梁7起到一定的保护作用，能够延长支撑梁7的寿命，进而能够提高本发明的使用寿命（如图7所示）。

所述多孔板61的开孔率为35～40%。多孔板61的材料一般采用UNSS32205或等同合金材料，多孔板61的厚度以不小于2mm为宜。吸收塔内的多孔性分布器可以根据需要布置在喷淋层3的下方（如图8所示）。

实际工作过程中，多孔性分布器上浆液PH值低于吸收塔内的反应箱的值，例如，如果反应箱的PH值是5.6，多孔性分布器上可能是4.2，石灰石溶解率和浆液中氢离子浓度成正比，在PH值为4.2时，氢离子的浓度比PH值为5.6时高出28倍。因此，石灰石在多孔性分布器上的溶解速度比在反应箱上要快得多。

a.烟气进入吸收塔后上升；

b.而石灰石/石膏所形成的浆液由循环泵送至各喷淋层的雾化喷嘴，并向吸收塔下方成雾罩状喷射，从而形成液雾高度叠加的喷淋区,此时，浆液液滴快速下降；

c.均匀上升烟气与快速下降浆液形成逆向流，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。

本发明通过将石灰石作为吸收反应剂，从而使烟气中的SO₂，SO₃，HCl和HF被分离出来，而且烟气中包含的大部分的固体如灰和烟灰，也被液体冲洗从烟气中分离。此时经洗涤脱硫净化后的湿烟气通过安装在吸收塔顶部的除雾器4除去大部分液滴后，由吸收塔出口5引出，经烟囱排入大气。

吸收塔浆液中pH值选择在5到6之间，如果pH值超过此值,吸收塔会有结垢问题出现;如果pH值低于此值，浆液的吸收能力下降,最终影响到SO₂的脱除率和副产品石膏质量。

喷淋层安装在吸收塔的上部烟气区。每台循环泵对应于各自的一层喷淋层，喷嘴采用耐磨性能极佳的SiC材料的旋转空锥雾化喷嘴。循环泵将浆液输送到喷嘴，通过喷嘴将浆液细密地喷淋到烟气区。

吸收塔最顶部设置一个两级的除雾器4，除雾器4将烟气中夹带的大部分浆液液滴分离出来。烟气出口含雾滴小于75mg/Nm³。除雾器4由冲洗程序控制，冲洗方式为脉冲式。除雾器4在冲洗时使用的是工艺水，冲洗有两个目的，一方面是防止除雾器结垢，另一方面是补充因烟气饱和而带走的水份,以维持吸收塔内要求的液位。

为了能够进一步说明本发明的优点，先对现有技术做进一步的说明：烟气在吸收塔内会受到阻力，另外，浆液中的石膏等物质也有可能在多孔性分布器处产生沉积，造成吸收塔的堵塞。现有技术为了解决吸收塔易杜塞的问题，现有的吸收塔是采用开孔率占塔截面积的15～25%的塔板，现有的吸收塔内烟气流速通常为3.4～4m/s，吸收塔的阻力将达到0.4～0.7kPa。

本发明是通过上升的蒸气穿过多孔性分布器上的液池来实现的，本发明在充分考虑了浆液本身的特性后，将吸收塔内的多孔性分布器的开孔率提高到35～40%，这样的设计不仅降低了多孔性分布器处的阻力，而且由于开孔率的提高，也不会出现堵塞现象。

多孔性分布器材料选择主要依据吸收塔内介质的腐蚀性，通常腐蚀介质为以下几种：石膏晶体颗粒、石灰石颗粒、SO₄ ^2-、SO₃ ^2-、Cl^-、F^-等，特别是新生态的H₂SO₃、H₂SO₄、HF、HCl是导致设备腐蚀的主体，因此多孔性分布器的材料选择上要能有效的预防上述各种腐蚀因素，根据运行经验，多孔性分布器的材料一般采用UNSS32205（双相钢）或等同合金材料。

为了能够更加清楚的说明本发明的的优点，下面以某常规的1×300MW机组为例将本发明和现有技术进行对比，其对比结果如下表：

从上表可知，采用喷淋空塔与多孔性分布器装置并均能达到较高的脱硫率，多孔性分布器脱硫装置比喷淋空塔脱硫系统节约投资53万。由于喷淋空塔为结构行装置，运行维护量很小，可以节约后期费用。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims

1.脱硫吸收塔，包括塔筒(1)，所述塔筒(1)内部自下而上依次安装有吸收塔入口(2)、喷淋层(3)、除雾器(4)，以及吸收塔出口(5)，其特征在于：

所述塔筒(1)内部还安装有多孔性分布器(6)；

所述喷淋层(3)包括自下而上间隔布置的第一喷淋层(31)、第二喷淋层(32)和第三喷淋层(33)，除雾器(4)为两级除雾器；

多孔性分布器(6)位于吸收塔入口(2)和二喷淋层(32)之间；

多孔性分布器(6)包括多根支撑梁(7)，以及多个呈阵列布置并拼装成圆盘状的多孔板(61)；

所述多孔板(61)的两端上部连接有定位板(62)，相邻的多孔板(61)之间通过所述定位板(62)连接，所述支撑梁(7)位于相邻的多孔板(61)的连接处(63)下端，所述多孔板(61)的材料为双相钢；

所述多孔板(61)的两端上部分别连接有高度较高的第一定位板(621)，和高度较低的第二定位板(622)，第一定位板(621)为7型板，所述第二定位板（622）为平板；

所述多孔板(61)的上端连接有加劲板(8)，所述多孔板(61)的两端上部分别连接有高度较高的第一定位板(621),和高度较低的第二定位板(622)，所述加劲板(8)两端分别与第一定位板(621)和第二定位板(622)连接；

所述加劲板(8)为7型板；

所述多个多孔板(61)包括相邻布置的第一多孔板(611)和第二多孔板(612)，多孔板(61)的两端上部分别连接有高度较高的第一定位板(621)，和高度较低的第二定位板(622)，所述第一多孔板(611)上的第一定位板(621)与第二多孔板(612)上的第二定位板(622)连接；

所述支撑梁(7)上套装有套筒(71)；

所述多孔板(61)的开孔率为35～40%。

2.根据权利要求1所述的脱硫吸收塔，其特征在于：所述多孔性分布器(6)位于吸收塔入口(2)和第一喷淋层(31)之间。

3.根据权利要求1所述的脱硫吸收塔，其特征在于：所述多孔性分布器(6)位于第二喷淋层(32)和第一喷淋层(31)之间。

4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述脱硫吸收塔的脱硫吸收方法，其特征在于它包括如下步骤：

①.烟气进入吸收塔后上升；

④.将石灰石作为吸收反应剂，从而使烟气中的SO₂，SO₃，HCl和HF被分离出来，烟气中包含的大部分的固体如灰和烟灰，也被液体冲洗从烟气中分离，此时经洗涤脱硫净化后的湿烟气通过安装在吸收塔顶部的除雾器（4）除去大部分液滴后，由吸收塔出口（5）引出，经烟囱排入大气；

所述的喷淋层（3）安装在吸收塔的上部烟气区，每台循环泵对应于各自的一层喷淋层，喷嘴采用SiC材料的旋转空锥雾化喷嘴，循环泵将浆液输送到喷嘴，通过喷嘴将浆液细密地喷淋到烟气区；

所述的吸收塔最顶部设置一个两级的除雾器（4），除雾器（4）将烟气中夹带的大部分浆液液滴分离出来；烟气出口含雾滴小于75mg/Nm³；除雾器（4）由冲洗程序控制，冲洗方式为脉冲式；

所述吸收塔内的多孔性分布器的开孔率为35～40%。