CN103537186A

CN103537186A - 一种脱硫吸收塔

Info

Publication number: CN103537186A
Application number: CN201310549872.9A
Authority: CN
Inventors: 白云峰; 江浩; 周彦
Original assignee: BEIJING GUONENG ZHONGDIAN ENERGY-SAVING ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING GUONENG ZHONGDIAN ENERGY-SAVING ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2014-01-29

Abstract

本发明公开了一种脱硫吸收塔，包括：吸收塔本体（1）；主喷淋层，设于所述吸收塔本体（1）内部的喷淋区；还包括：辅助喷淋层，设于所述主喷淋层之间，且沿所述喷淋区的边壁布置；所述辅助喷淋层包括：喷嘴（7）；浆液母管（5），铺设于所述喷淋区的边壁上；浆液支管（6），连接所述浆液母管（5）和喷嘴（7）。该吸收塔可以有效的降低“边壁逃逸现象”发生，从而实现“脱硫微排放”，且运行效率更高，能耗更低，具有显著的节能减排效果，可广泛应用于电力、水泥、冶金、化工等行业。

Description

一种脱硫吸收塔

技术领域

本发明涉及烟气脱硫设备，特别是烟气脱离系统中的喷淋式脱硫吸收塔，属于环保技术领域。

背景技术

吸收塔是烟气脱硫的核心装置，是进行脱硫反应，完成对有害气体吸收过程的场所。

湿法脱硫吸收塔有许多种结构，根据不同气液接触方式，脱硫塔可以分为喷淋塔、填料塔、鼓泡塔和液柱吸收塔等，其中喷淋塔具有效率高、阻力小、可用率高等优点，是湿式石灰/石灰石FGD工艺中的主导塔型。

喷淋塔运行时，石灰浆液通过循环泵送至塔中不同高度布置的喷淋层喷嘴，然后从喷嘴向下喷出形成分散的小液滴并往下掉落，同时，烟气逆流向上流动，在此期间，气液充分接触并对二氧化硫进行洗涤。

请参考图1，图1为现有技术中普通脱硫吸收塔的气液分布示意图。

普通吸收塔的喷嘴1＇通常是沿塔截面均匀布置，靠近中心区域喷嘴1＇的覆盖重叠度较大（一般大于3.5倍），因此烟气阻力大于边壁区域，导致该区域烟气流速较低，局部的液气（L/G）比较高,脱除效率较高，而靠近边壁2＇的区域，喷嘴1＇覆盖重叠度较小（一般小于1倍），因此烟气阻力小于中心区域，导致该区域烟气流速较高，局部的液气（L/G）比较低,脱除效率较低，这就是常说的“边壁逃逸现象”。

请参考图2，图2为现有技术中设有浆液再分布环的脱硫吸收塔的气液分布示意图。

为降低“边壁逃逸现象”的负面影响，现有技术在各喷淋层之间的边壁2＇设置有浆液再分布环3＇，可引导壁面流重新进行喷淋，同时将沿边壁2＇流动的气流导至中心区域，以提高脱除效率。但缺点是，浆液再分布环3＇的尺寸若太小，则起不到应有的作用；若设置的太大又会减少流通截面，增加吸收区烟气流速，减少烟气在吸收区的停留时间，因此效果常常很不稳定，设置不当甚至会起相反的作用；同时由于增加了塔的烟气总阻力，因此还增加了运行能耗。

因此，如何在保证运行效率的前提下，降低“边壁逃逸现象”的发生，从而实现“脱硫微排放”，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱硫吸收塔。该吸收塔可以有效的降低“边壁逃逸现象”发生，从而实现“脱硫微排放”，且运行效率更高，能耗更低，具有显著的节能减排效果。

为实现上述目的，本发明提供一种脱硫吸收塔，包括：

吸收塔本体；

主喷淋层，设于所述吸收塔本体内部的喷淋区；

还包括：

辅助喷淋层，设于所述主喷淋层之间，且沿所述喷淋区的边壁布置。

优选地，所述辅助喷淋层包括：

喷嘴；

浆液母管，铺设于所述喷淋区的边壁上；

浆液支管，连接所述浆液母管和喷嘴。

优选地，所述浆液母管呈圆环形或方形。

优选地，具体为隔板式喷淋塔，所述浆液母管呈“D”字形。

优选地，所述浆液母管分为总管段和分管段；

所述总管段设有浆料入口，其直径大于所述分管段；

所述分管段的两端均与所述总管段连通。

优选地，所述主喷淋层为三层，所述辅助喷淋层为两层。

优选地，所述浆液母管通过支架铺设于所述喷淋区的边壁。

优选地，所述喷嘴为实心锥喷嘴。

优选地，进一步包括辅助喷淋泵，用于向辅助喷淋层供浆。

优选地，所述辅助喷淋层由所述主喷淋层的喷淋泵供浆。

本发明在现有技术的基础上，做了进一步改进，通过在各主喷淋层之间的边壁设置辅助喷淋层，对现有技术的薄弱环节“边壁逃逸现象”，进行有针对性的加强，达到了以下效果：

1）使得边壁区域的烟气在穿过主喷淋层后还要再穿过辅助喷淋层，增加了边壁阻力，使得吸收塔截面流场更加均匀，从而降低了烟气“边壁逃逸现象”发生。

2）增加了边壁区域的浆液量，减少了边壁区域的烟气量，使得整个塔截面的液气比更加均匀；

3）没有减少吸收塔通流截面，因此总阻力基本没有增加，吸收塔全截面的流速更加均匀，保证了烟气在吸收区的停留时间。

4）即适于改造工程，又适于新建工程，对于改造工程来讲，利用较少的改造工程量，较短的改造工期，最低的能耗，即可达到最大的“节能增效”的效果，可广泛应用于电力、水泥、冶金、化工等行业。

附图说明

图1为现有技术中普通脱硫吸收塔的气液分布示意图；

图2为现有技术中设有浆液再分布环的脱硫吸收塔的气液分布示意图；

图3为本发明所提供脱硫吸收塔的一种具体实施方式的局部示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为图4的A-A视图；

图6为图5的I部放大图。

图1、2中：

喷嘴1＇边壁2＇浆液再分布环3＇

图3至图6中：

1.吸收塔本体 2.隔板 3.主管路 4.副管路 5.浆液母管 6.浆液支管 7.喷嘴 8.支架 5-1.直管 5-2.弧形管 5-1-1.总管段

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图3、图4，图3为本发明所提供脱硫吸收塔的一种具体实施方式的局部示意图；图4为图3的俯视图。

在一种具体实施方式中，本发明是对传统吸收塔进行的局部改进，吸收塔的设计选型和布置原则和原有吸收塔相同。

具体地，所改进的脱硫吸收塔为隔板式喷淋塔，其吸收塔本体1的内部设有隔板2，隔板2左侧为喷淋区。

主喷淋层分为三层，各主喷淋层分别由三根主管路3以及与主管路垂直的副管路4组成，主管路3呈阶梯状，其左端为浆液入口，口径从左端向右端逐渐变小，副管路4按照一定间距在喷淋区内均匀排列，整体上呈网格状，主管路3和副管路4上均设有喷嘴，工作时由喷嘴向下喷出分散的小液滴对向上流动的烟气进行脱硫处理。

在主喷淋层的基础上，本发明进一步增设有辅助喷淋层，辅助喷淋层设于主喷淋层之间，沿喷淋区的边壁布置，共有两层。

请一并参考图5、图6，图5为图4的A-A视图；图6为图5的I部放大图。

如图所示，辅助喷淋层主要由浆液母管5、浆液支管6和喷嘴7等部分组成，其中，浆液母5管通过支架8铺设在喷淋区的边壁上，浆液支管6按一定间距分布在浆液母管5上，并在末端安装喷嘴7，也就是说，辅助喷淋层的喷嘴7仅分布于周边，中心区域并不设喷嘴。

喷嘴7可选用实心锥喷嘴，以增加喷嘴覆盖区域的喷淋均匀性，减少浆液壁面流损失，并减轻喷嘴7对壁面的冲刷；同时，对横梁两侧的喷嘴7的朝向进行微调，以避免喷嘴7直接冲刷横梁。

由于隔板式喷淋塔的喷淋区大体上呈“D”字形，因此浆液母管5的形状也呈“D”字形，其铺设在隔板2上的部分为直管5-1，铺设在塔壁上的部分为弧形管5-2，直管5-1和弧形管5-2既可以一体成形，也可以由多段管路对接而成。

弧形管5-2靠近主喷淋层的主管路3，为避免两者相互干涉，弧形管5-2的中间段向上隆起，呈扁平的“几”字形。

当然，浆液母管5的形状并不局限于“D”字形，根据喷淋塔内部结构的不同，还可以是圆环形或方形，只要沿喷淋区边壁布置即可。

作为一种可选的方案，辅助喷淋层不仅可以设于主喷淋层之间，还可以设于最顶部主喷淋层的上方或者最底部主喷淋层的下方，视实际需要而定。

从口径上来讲，浆液母管5可分为总管段5-1-1和分管段两部分，总管段5-1-1为直管5-1的一部分，其直径大于分管段，一端为浆液入口，另一端通过剩余部分的直管5-1与弧形管5-2的一端连通，弧形管5-2的另一端与总管段5-1-1在靠近浆液入口处垂直连通。

环形管有利于各喷嘴7入口压力的均匀，避免末端喷嘴7压力低于其他喷嘴7，并可有效防止管道堵塞引起部分喷嘴7失去作用。

对于改造工程，由于辅助喷淋层设在原有主喷淋层之间，不需要单独的喷淋层空间，因此可以不改造吸收塔本体；特别适合于原有吸收塔入口浓度变化不大，但要求进一步提高脱硫效率的应用场合（即“脱硫节能增效”工程），但需要单独增加一台辅助喷淋泵，用于对辅助喷淋层供浆。

为简化系统，辅助喷淋泵可采用母管制，即一台泵带多层辅助喷淋层，辅助喷淋量需经过优化选型确定，并需要考虑壁面流的损失，确保喷嘴按照设计的喷嘴压力和流量工作。

对于新建工程，需要达到“脱硫微排放”要求时，也可采用本技术设置辅助喷淋泵，由于辅助喷淋层设在原有主喷淋层之间，不需要单独的喷淋层空间，因此吸收塔高度不需要额外增加；如果主喷淋层浆液循环泵能同时考虑辅助喷淋层的压力和流量，还可以不单独设置辅助喷淋泵，以简化系统。

根据某实例1000MW机组工程性能试验情况如下：

该工程原设有三层主喷淋层，对应A、B、C浆循泵，浆液循环量12000m³/h。

采用辅助喷淋层后，新增辅助喷淋层两层（用于增效），辅助喷淋泵编号E，浆液循环量4500m³/h，新增主喷淋层一层（用于扩容），浆液循环泵编号D，浆液循环量10500m³/h，即扩容、增效同时进行试验。

根据性能试验：

开启ABC泵，吸收塔脱硫效率91.79%（相当于改造前状态）；

开启ABC+E泵，吸收塔脱硫效率94.45%；

开启ABC+D+E泵，吸收塔脱硫效率98.17%。

从性能实验数据看，两个辅助喷淋层，两层流量总共仅4500m³/h，只有原一个主喷淋层的37.5%（其中还有35%是无效的壁面流），就达到了原来主喷淋层一层70%的效果，和增加一整层主喷淋层相比，能耗只有30%；并且排放浓度只有16mg/Nm³，远低于国家重点区域排放标准50mg/Nm³的要求；达到了“微排放”标准。

这充分说明了本技术方案在现有工程基础上，针对薄弱环节改进加强的思路的正确性和技术的优越性。

当然，上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

以上对本发明所提供的脱硫吸收塔进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种脱硫吸收塔，包括：

吸收塔本体（1）；

主喷淋层，设于所述吸收塔本体（1）内部的喷淋区；

其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的脱硫吸收塔，其特征在于，所述辅助喷淋层包括：

喷嘴（7）；

浆液母管（5），铺设于所述喷淋区的边壁上；

浆液支管（6），连接所述浆液母管（5）和喷嘴（7）。

3.根据权利要求2所述的脱硫吸收塔，其特征在于，所述浆液母管（5）呈圆环形或方形。

4.根据权利要求2所述的脱硫吸收塔，其特征在于，具体为隔板式喷淋塔，所述浆液母管（5）呈“D”字形。

5.根据权利要求3或4所述的脱硫吸收塔，其特征在于，所述浆液母管（5）分为总管段（5-1-1）和分管段；

所述总管段（5-1-1）设有浆料入口，其直径大于所述分管段；

所述分管段的两端均与所述总管段（5-1-1）连通。

6.根据权利要求5所述的脱硫吸收塔，其特征在于，所述主喷淋层为三层，所述辅助喷淋层为两层。

7.根据权利要求6所述的脱硫吸收塔，其特征在于，所述浆液母管（5）通过支架（8）铺设于所述喷淋区的边壁。

8.根据权利要求7所述的脱硫吸收塔，其特征在于，所述喷嘴（7）为实心锥喷嘴。

9.根据权利要求5所述的脱硫吸收塔，其特征在于，进一步包括辅助喷淋泵，用于向辅助喷淋层供浆。

10.根据权利要求5所述的脱硫吸收塔，其特征在于，所述辅助喷淋层由所述主喷淋层的喷淋泵供浆。