CN104069732A - 一种一体化卧式湿法脱硫装置 - Google Patents
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Abstract
一种一体化卧式湿法脱硫装置，属于环境工程领域。该装置包含烟气进口、喷淋区、浆液区、喷淋管、循环浆液泵、脱硫喷嘴、气动喷吹枪、混合功能区、浆液提升泵、抽拉柜式除雾器、反冲洗水系统、烟囱；采用一体化设计，混合功能区位于浆液区的右下侧，该区域集浆液区、新料添加区、澄清浓缩区为一体，不仅减少了占地面积，还缩短了各区域间的间隔，大大节省能源。本装置中喷淋管、循环浆液泵以及除雾器均设计为可不停机更换部件，安装在脱硫装置外面。浆液区底面设计为斜坡状，并配有气动喷吹枪，这样有效防止了渣料在底部的淤积现象，并减少动力消耗。本发明投资省、占地小、压损少、不停机式检修、喷淋覆盖全、脱硫效率高、适应面广。
Description
技术领域
本发明属于环境工程领域，涉及一种新型一体化卧式湿法脱硫装置。
背景技术
环保部“十二五”规划制定了二氧化硫总量控制目标。到2015年，二氧化硫的排放总量将比2010年减少10％。现阶段湿法烟气脱硫技术已经广泛应用于电力、化工、冶金行业的脱硫装置之中，虽然该方法适用范围广、脱硫效率可达90％以上。
目前国内外常见的湿法脱硫装置采用立式喷淋塔，具有出口粉尘浓度超标、飘石膏雨、废水处理量大、系统压损高、运行成本大，塔底易积淤泥、除雾器负荷大、设备堵塞频繁、需停机维检塔内构件、喷淋覆盖率仅为130-180等缺点，难以保障脱硫工艺的高效运行。目前已有的卧式湿法脱硫装置有，如中国专利：CN201912887U“一种水平卧式塔”；CN201978663U“工业烟气卧式脱硫反应器”；CN203017978U“一种卧式脱硫装置”。
发明内容
本发明是为了解决现有卧式湿法脱硫装置占地面积大、能耗高、出口粉尘浓度超标、系统飘石膏雨、设备检修需停机、喷淋覆盖率低等一系列问题，而发明的一体化体化卧式设计方案。本发明将新料投加区、澄清浓缩区都设置在浆液区内，不仅节省了占地面积，而且降低了能耗，减少投资及运行成本。喷淋管的外置，脱硫喷嘴的塔外拆检以及抽拉式除雾器的设计使得不停机检修成为可能，并且避免了出口粉尘浓度超标、系统飘石膏雨现象的发生。
一种新型一体化卧式湿法脱硫装置，其特征在于：所述装置包括烟气进口1、喷淋区2、脱硫喷嘴3、浆液区4、气动喷吹枪5、循环浆液泵6、喷淋管7、混合功能区8、抽拉柜式除雾器9、烟囱10；所述烟气进口1设置在脱硫塔体的左外侧距顶部1/4处；所述喷淋区2设置在脱硫塔内上半部区域；；所述脱硫喷嘴3设置在喷淋管7的分支末端，安装在喷淋区2的上部；所述浆液区4位于喷淋区2的下方，浆液区4底部为斜坡状，以便于排渣，减少动力消耗；所述气动喷吹枪5设置在浆液区4斜坡底面上；所述循环浆液泵6设置在脱硫塔体外，与喷淋管7相连接；所述喷淋管7设置于脱硫塔壁外侧，以实现不停机检修及更换；所述混合功能区8位于浆液区4右下部内侧区域，是集新料投加以及废渣浓缩排放为一体的区域；所述抽拉柜式除雾器9位于烟囱10的下部；所述烟囱10设置在脱硫塔体右上侧。
进一步的，所述烟气进口设置在脱硫塔体左外侧最上端，斜向上与塔体外壁水平面呈60度角。经计算机模拟及反复试验发现60度角处，烟气在喷淋去内能够更加彻底地与喷淋下来的浆液接触反应，脱硫效率更高。
进一步的，所述喷淋区位于整个脱硫塔的内上部，占据脱硫塔内部3/4空间。经计算机模拟及反复试验发现当喷淋区占据3/4空间时，烟气与浆液接触最充分，反应最彻底，在保证脱硫效率的前提下所用浆液量最小，从而最节能。
进一步的，所述脱硫喷嘴设置在脱硫塔内部最上端，有4-20个，脱硫喷嘴均连接万向转头，喷射方向在0～180°内变化，可根据流场情况的变化调节喷淋角度，从而达到最佳的喷淋效果，喷淋覆盖率可达100-300。脱硫喷嘴独立装嵌于塔壁上且伸入塔内适当的距离，以软连接的方式与喷淋管相连，并设置有单独的阀门，当发生喷嘴堵塞故障时，可不停机地在塔外单独拆检。
进一步的，所述浆液区位于喷淋区下方，占据脱硫塔内部1/4空间，且浆液区底部为斜坡设计，坡度设计为与水平面夹角15度。经计算机模拟及反复试验发现15度角处，可以确保底部料渣不淤积，且所用的动力消耗最低。
进一步的，所述气动喷吹枪设置在浆液区斜坡地面上，有1-6个。本发明在各部件的数量上有特殊的设计，以保证浆液区底部渣料顺利排入澄清浓缩区，而且还起到氧化浆渣中的CaSO3的功效。
进一步的，所述循环浆液泵设置在脱硫塔体外，给喷淋管提供喷淋动力。循环浆液泵为2-8个，功率为5-100kw。本发明在各部件的数量、功率上有特殊的设计，以满足覆盖率及保证脱硫效率。循环浆液泵的数量及功率在上述范围内既能保证脱硫效率，又能有效的降低能耗。
进一步的，所述喷淋管设置在脱硫塔壁外侧，避免了停机检修的麻烦。
进一步的，所述抽拉式除雾器设置在脱硫塔右上部，烟囱下方，有1-6层。
本发明中卧式脱硫装置为一体化设计，且对脱硫效率以及粉尘浓度影响最大的喷嘴及除雾器采用可不停机单独拆检设计，以上设计减少占地面积，降低能耗，并有效避免了出口粉尘浓度超标及石膏雨现象。
附图说明
图1所示为本发明的结构示意图。
图中：
1、烟气进口，2、喷淋区，3、脱硫喷嘴，4、浆液区，5、气动喷吹枪，6、循环浆液泵，7、喷淋管，8、混合功能区，9、抽拉柜式除雾器，10、烟囱。
具体实施方式
本发明采用一体化设计，混合功能区位于浆液区坡底部区域，实现了添加新脱硫剂和排出废渣两种功能一体化，缩小了占地面积。排渣口设置在底部，废渣通过重力沉降浓缩后由排渣泵吸出。加料口设置在稍靠上的位置。该区域外侧设置了新浆提升泵，提升泵通过管道连接到浆液区坡顶区域。加料口添加新料预混后，由新浆提升泵提升至坡顶区域，从而实现脱硫塔内部的物料循环。脱硫喷嘴独立装嵌于塔壁上且伸入塔内适当的距离，以软连接的方式与喷淋管相连，并设置有单独的阀门，当发生喷嘴堵塞故障时，可不停机地在塔外单独拆检。脱硫喷嘴所喷出雾珠粒径可小至数微米，充分保证气液接触，减小烟气阻力并实现最佳脱硫效果和最小的能耗。脱硫喷嘴还可根据流场情况的变化调节喷淋角度，设有垂直喷淋、顺流喷淋、逆流喷淋和其他角度结合的多种喷淋方向，全方位多角度与烟气混合接触，既可以有效减少重叠无效的喷淋覆盖面积，又可以最大程度上消灭“死角盲区”，从而达到最佳的喷淋效果，喷淋覆盖率可达100-300，最大程度地提高了脱硫效率。除雾器放置在一个可抽拉的柜式结构中，为多层波板式除雾器，反冲洗水由单独管道供水，定时冲洗。当除雾器由于负荷过大发生堵塞现象时，可直接将柜式结构抽拉出来，对波板片进行清洗或更换，及时避免了出口粉尘浓度超标甚至石膏雨现象的发生。浆液区底面呈斜坡形设计依靠重力作用使浓浆液沿斜坡向下流动，在坡底浓缩沉淀，然后由排渣泵抽出压滤。塔底斜面还设置了2～5排气动喷吹枪，吹扫底部粘滞的浆泥往下流动，不仅用于清除塔底淤泥，而且实现了脱硫副产物在塔内氧化。
下面结合附图，具体阐述本发明的具体实施过程。
本发明中，烟气从左侧烟气进口1进入脱硫塔体，经过导流板导流布气后，烟气均匀分布于整个喷淋区2，与脱硫喷嘴3喷出的实心锥状喷雾充分接触反应，反应后的浆液落入浆液区4。浆液区4底面设计成斜坡型，斜坡上设置了多排气动喷吹枪5，喷枪采用高压脉冲空气，以清除浆液区底部淤泥，防止淤泥在底面堆积堵塞，同时将脱硫副产物氧化。淤泥在气动喷吹枪5的作用下进入混合功能区8，浆液在混合功能区8中完成澄清浓缩，泥渣从混合功能区8的排渣口排出。新脱硫剂直接投加到混合功能区8中，并经气动喷吹枪5气力搅匀后由新浆提升泵输送至浆液区4的坡顶区域，浆液区4中的浆液通过循环浆液泵6输送至喷淋管7中，最后从脱硫喷嘴3中喷出，完成一个物料小循环。最后脱硫后的烟气进入抽拉柜式除雾器9中去除烟气中携带的液滴后，烟气经过烟囱10直接外排。
Claims (8)
1.一种一体化卧式湿法脱硫装置，其特征在于所述装置包括烟气进口(1)、喷淋区(2)、脱硫喷嘴(3)、浆液区(4)、气动喷吹枪(5)、循环浆液泵(6)、喷淋管(7)、混合功能区(8)、抽拉柜式除雾器(9)、烟囱(10)：
所述烟气进口(1)设置在脱硫塔体的左外侧距顶部1/4处，烟气从进口进入后，通过导流板均匀布气；
所述喷淋区(2)设置在塔体内上半部区域，含硫烟气进入后，在喷淋区与碱性浆液喷雾充分接触反应；
所述脱硫喷嘴(3)设置在喷淋管(7)的分支末端，安装在喷淋区(2)的上部；
所述浆液区(4)位于喷淋区(2)的下方，喷淋下来的液滴与烟气接触反应后，落入浆液区(4)，浆液区(4)底部为斜坡状，以便于排渣；
所述气动喷吹枪(5)设置在浆液区(4)底面上；
所述循环浆液泵(6)设置在脱硫塔体外，与喷淋管(7)相连，以实现不停机检修及更换；
所述喷淋管(7)设置于脱硫塔壁外侧，以实现不停机检修及更换；
所述混合功能区(8)位于浆液区(4)右下部内侧区域，是集浆液区、新料投加及废渣浓缩排放区为一体的区域；
所述抽拉柜式除雾器(9)位于烟囱(10)的下部。
2.根据权利要求1所述的一种一体化卧式湿法脱硫装置，其特征在于：所述喷淋区(2)宽为1-15m，长为1-40m，高为1-15m。
3.根据权利要求1所述的一种一体化卧式湿法脱硫装置，其特征在于：所述脱硫喷嘴(3)共有4-20个，设置在脱硫塔顶部距上端0.2～3米处，可在发生 问题时，塔外不停机单独拆检。
4.根据权利要求1所述的一种一体化卧式湿法脱硫装置，其特征在于：所述浆液区(4)底面与水平面夹角为15度，浆液区(4)宽为1-15m，长为1-40m，高为1-5m。
5.根据权利要求1所述的一种一体化卧式湿法脱硫装置，其特征在于：所述气动喷吹枪(5)有1-6个，流量为：1-10m3，压力为：1-10kg，气动喷吹枪可以显著减少因堵塞引起的维修问题。
6.根据权利要求1所述的一种一体化卧式湿法脱硫装置，其特征在于：所述循环浆液泵(6)数量为2～8个，功率为5～100kw。
7.根据权利要求1所述的一种一体化卧式湿法脱硫装置，其特征在于：所述抽拉柜式除雾器(9)为1-6层波板式除雾器，整体放置于一个可抽拉的柜体结构中，可抽出塔体外，在不停机情况下更换除雾器片。
8.根据权利要求1所述的一种一体化卧式湿法脱硫装置，其特征在于：所述装置适用于含硫量500～6000mg/Nm3，主风量20～200×104m3/h的系统脱硫。
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