CN103463961B - 气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔 - Google Patents

气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔 Download PDF

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Abstract

一种气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔，包括吸收塔筒体，所述吸收塔筒体底部设置有浆液池，所述浆液池上方的吸收塔筒体筒壁上设置有烟气进口通道，所述吸收塔筒体顶部设置有烟气出口通道，所述烟气进口通道与烟气出口通道之间自下而上设置有吸收剂浆液喷淋装置和除雾器，所述吸收剂浆液喷淋装置与烟气进口通道之间设置有气流均布装置，所述气流均布装置包括多个水平间隔排列的导流杆，所述导流杆的横截面呈倒V型结构。本发明使吸收塔内烟气能够均匀分布，实现对吸收塔内气流进行有效整流，显著改善了局部气速过大的问题，增加烟气与浆液的接触面积和接触时间，提高了浆液的利用率；并且具有结构简单、改造成本低廉等特点，维护方便，易于推广。

Description

气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔
技术领域
本发明涉及湿法烟气脱硫设备中的喷淋吸收塔，具体地指一种气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔。
背景技术
酸雨问题是当今人类面临的全球性环境问题之一，燃煤产生的硫氧化物SO2和氮氧化物NOx污染是我国酸雨的主要原生物。由于我国的能源结构以煤炭为主，在我国电力工业中，火电一直占总发电量的70%左右，燃煤发电厂是我国大气污染的第一大污染源。对电厂烟气污染进行控制是实现经济、社会、环境协调发展的要求，也是发挥我国煤炭储量优势、实现燃煤电厂自身可持续发展的要求。传统燃煤电站烟气脱硫技术一般分为湿法、半干法和干法脱硫等几种，其中湿法脱硫技术应用得最为广泛。在湿法脱硫技术中，是将烟气中的二氧化硫直接与雾状浆液接触，使雾状浆液与二氧化硫发生反应被吸收，从而达到脱硫的目的。
目前，在工业上应用的湿法脱硫技术如石灰石-石膏法和氨法脱硫等因脱硫效率高、系统简单可靠等优点得到广泛应用。湿法脱硫设备主要是喷淋吸收塔，在实际应用中，由于烟气入口处的烟气流速较大，仅仅依靠气流自身的运动和喷淋液整流作用的气流均布效果有限，导致大量烟气进入塔体后沿远离入口一侧运动，造成烟气流在吸收塔内分布不均，且同一横截面上的速度方差较大，导致烟气难以与喷淋液充分接触，严重影响气液两相的传质和传热；尤其在氨法单塔脱硫系统中，“氨逃逸”现象十分严重，其中气流分布不均和局部气流速度过高都会增加氨的逃逸量，既浪费了吸收剂又污染了周围环境。
发明内容
本发明的目的就是要克服现有脱硫喷淋吸收塔所存在的塔内气流分布不均的缺陷，提供一种气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔。
为实现上述目的，本发明所设计的气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔，包括吸收塔筒体，所述吸收塔筒体底部设置有浆液池，所述浆液池上方的吸收塔筒体筒壁上设置有烟气进口通道，所述吸收塔筒体顶部设置有烟气出口通道，所述烟气进口通道与烟气出口通道之间自下而上设置有吸收剂浆液喷淋装置和除雾器，其特殊之处在于：所述吸收剂浆液喷淋装置与烟气进口通道之间设置有气流均布装置，所述气流均布装置包括多个水平间隔排列的导流杆，所述导流杆的横截面呈倒V型结构。
优选地，所述导流杆与烟气进口通道中心线之间的夹角为90±10°，且从靠近烟气进口通道的一侧至远离烟气进口通道的一侧其排列由稀疏逐渐变密集。这样，可以优化整流效果，使烟气均匀分布。
优选地，所述导流杆之间的缝隙面积总和与吸收塔筒体对应处的横截面积之比为30～60%，最佳为40～50%。这样，可在不影响浆液与烟气接触的情况下，对吸收塔内气流进行均匀布置。
优选地，所述导流杆的倒V型顶角为30～70°，所述导流杆从倒V型顶角至底部的高度为100～300mm；最佳为：导流杆的倒V型顶角为40～60°，导流杆从倒V型顶角至底部的高度为150～250mm。这样，可实现对吸收塔内气流进行有效整流，增加烟气与浆液的接触面积和接触时间，提高了浆液的利用率。
优选地，所述导流杆的倒V型顶角至烟气进口通道中心线的垂直距离H与烟气进口通道的入口高度或直径L满足以下数学关系：H=0.5L+（1.5～2.5），单位为m。这样，可以优化各部分尺寸比例，实现最佳的整流效果。
优选地，所述导流杆的两端固定在支撑框架上，所述支撑框架与吸收塔筒体的筒壁固定相连。这样，可以方便维护与检修，也可根据实际情况调整导流杆的布置方式。
优选地，所述导流杆的两端直接与吸收塔筒体的筒壁焊接相连。这样，可以便于施工，也可提高导流杆固定的稳定性。
优选地，所述吸收剂浆液喷淋装置设置有三层。这样，可以增加烟气与浆液的接触面积和接触时间，提高脱硫效率。
本发明具有以下优点：在吸收塔内增设由多根倒V型结构的导流杆组合而成的气流均布装置，使进入吸收塔内的烟气能够均匀分布，实现对吸收塔内气流进行有效整流，显著缓解了局部烟气流速过大的问题，增加烟气与浆液的接触面积和接触时间，提高了浆液的利用率；并且具有结构简单、改造成本低廉等特点，维护方便，易于推广。
附图说明
图1是一种气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔的结构示意图。
图2是图1中的A-A剖面结构示意图。
图中：烟气出口通道1、除雾器2、烟气进口通道3、浆液池4、气流均布装置5（其中导流杆5.1）、吸收剂浆液喷淋装置6、吸收塔筒体7。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1～2所示的气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔，包括吸收塔筒体7，吸收塔筒体7底部设置有浆液池4，浆液池4上方的吸收塔筒体7筒壁上设置有烟气进口通道3，吸收塔筒体7顶部设置有烟气出口通道1，烟气进口通道3与烟气出口通道1之间自下而上依次设置有三层吸收剂浆液喷淋装置6和除雾器2，吸收剂浆液喷淋装置6与烟气进口通道1之间设有气流均布装置5，气流均布装置5包括多个水平间隔排列的导流杆5.1，导流杆5.1的两端直接与吸收塔筒体7的筒壁焊接相连，也可将导流杆5.1的两端固定在支撑框架上，支撑框架再与吸收塔筒体7的筒壁固定相连。
导流杆5.1的横截面呈倒V型结构，其与烟气进口通道3中心线之间的夹角为90±10°，且从靠近烟气进口通道3的一侧至远离烟气进口通道3的一侧其排列由稀疏逐渐变密集。导流杆5.1的倒V型顶角至烟气进口通道3中心线的垂直距离H与烟气进口通道3的入口高度或直径L满足以下数学关系：H=0.5L+1.5～2.5，单位为m。
优化设计时，导流杆5.1之间的缝隙面积总和与吸收塔筒体7对应处的横截面积之比为30～60%，最佳为40～50%，本实施例中为35～45%。导流杆5.1的倒V型顶角为30～70°，导流杆5.1从倒V型顶角至底部的高度为100～300mm。最佳方案是导流杆5.1的倒V型顶角为40～60°，导流杆5.1从倒V型顶角至底部的高度为150～250mm；本实施例中，导流杆5.1的高度为100～200mm，倒V型顶角为40～60°。
实施例2：
本发明的另一种气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔，它的总体结构与实施例1基本相同，只是导流杆5.1从倒V型顶角至底部的高度为200～300mm，导流杆5.1的倒V型顶角为60～70°，导流杆5.1之间的缝隙面积总和与吸收塔筒体7对应处的横截面积之比为45%～55%。
本发明在吸收塔内增设由一排倒V型结构的导流杆5.1组成的气流均布装置5，烟气从烟气进口通道3进入塔内，通过倒V型导流杆5.1的扰流作用，使吸收塔内烟气气流重新均匀分布，实现对吸收塔内气流进行有效整流，显著改善了局部气速过大的问题，增加烟气与浆液的接触面积和接触时间，提高了浆液的利用率。相对于现有技术，气流均布装置5上的导流杆5.1布置方式灵活，可在烟气量大且烟气速度高的区域布置相对密集，烟气量小且烟气速度低的区域布置相对稀疏，提高喷淋浆液液利用率和脱硫效率。再者，由于气流均布装置5的空隙率大，故加装气流均布装置5造成的压降比安装其他形式的气流均布装置造成的压降小；导流杆5.1的倒V型结构，使浆液与烟气逆向接触发生反应后，生成的产物降落至气流均布装置5时可顺利到达浆液池，防止残留产物在气流均布装置5上结晶造成堵塞现象；同时，降低了喷淋液对气流均布装置5的冲击强度，可延长气流均布装置5的使用寿命。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔，包括吸收塔筒体(7)，所述吸收塔筒体(7)底部设置有浆液池(4)，所述浆液池(4)上方的吸收塔筒体(7)筒壁上设置有烟气进口通道(3)，所述吸收塔筒体(7)顶部设置有烟气出口通道(1)，所述烟气进口通道(3)与烟气出口通道(1)之间自下而上设置有吸收剂浆液喷淋装置(6)和除雾器(2)，其特征在于：
所述吸收剂浆液喷淋装置(6)与烟气进口通道(1)之间设置有气流均布装置(5)，所述气流均布装置(5)包括多个水平间隔排列的导流杆(5.1)，所述导流杆(5.1)的横截面呈倒V型结构；
所述导流杆(5.1)与烟气进口通道(3)中心线之间的夹角为90±10°，且从靠近烟气进口通道(3)的一侧至远离烟气进口通道(3)的一侧其排列由稀疏逐渐变密集；
所述导流杆(5.1)之间的缝隙面积总和与吸收塔筒体(7)对应处的横截面积之比为30～60％。
2.根据权利要求1所述的气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于：所述导流杆(5.1)之间的缝隙面积总和与吸收塔筒体(7)对应处的横截面积之比为40～50％。
3.根据权利要求1所述的气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于：所述导流杆(5.1)的倒V型顶角为30～70°，所述导流杆(5.1)从倒V型顶角至底部的高度为100～300mm。
4.根据权利要求1所述的气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于：所述导流杆(5.1)的倒V型顶角为40～60°，所述导流杆(5.1)从倒V型顶角至底部的高度为150～250mm。
5.根据权利要求1所述的气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于：所述导流杆(5.1)的倒V型顶角至烟气进口通道(3)中心线的垂直距离H与烟气进口通道(3)的入口高度或直径L满足以下数学关系：H＝0.5L+(1.5～2.5)，单位为m。
6.根据权利要求1所述的气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于：所述导流杆(5.1)的两端固定在支撑框架上，所述支撑框架与吸收塔筒体(7)的筒壁固定相连。
7.根据权利要求1所述的气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于：所述导流杆(5.1)的两端直接与吸收塔筒体(7)的筒壁焊接相连。
8.根据权利要求1所述的气流均布式湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于：所述吸收剂浆液喷淋装置(6)设置有三层。
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