CN104307342B - 一种烟气两级脱硫塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气两级脱硫塔，所述脱硫塔为筒状结构，从上到下依次设置有除雾层、喷淋层、脱硫液层、进气层以及积液层，其中，脱硫液层对烟气进行一级脱硫，喷淋层对烟气进行二级脱硫。本发明通过设置脱硫液层和进气层挡板相隔，脱硫液层与喷淋层直接相通，进而接收喷淋落下的脱硫液，避免脱硫液沿脱硫塔内壁流下腐蚀内壁。本发明在所述挡板面上设置中空管使脱硫液层和进气层连通，同时将中空管设置为螺旋状，在中空管上设置多个细孔，使烟气通过细孔形成小气泡，增大烟气与脱硫液的接触面积，提高脱硫效果。本发明将进气层设置为两端内径大于中部内径且侧壁呈一定弧度弯折的筒状，增大烟气的流速，提高脱硫塔的效率。

Description

一种烟气两级脱硫塔

技术领域

本发明涉及废气净化领域，尤其涉及一种烟气两级脱硫塔。

背景技术

传统烟气脱硫的方法一般分为：一、液柱脱硫：脱硫液从管口喷出，在上升和下落的过程中和烟气发生2次接触，使烟气中的含硫化合物与脱硫液反应，达到脱硫效果；二、喷淋脱硫：喷管迎着烟气喷出雾状脱硫液，增大烟气和脱硫液的接触面积，烟气中含硫化和物与脱硫液反应达到脱硫效果；三、鼓泡脱硫：使用喷管将烟气通入脱硫液中，烟气形成气泡与脱硫液接触烟气中含硫化和物与脱硫液反应完成脱硫。

虽然烟气脱硫的实现方式多种多样，但是目的只有一个：尽最大可能增大烟气和脱硫液的接触面积和接触时间，使烟气中的含硫化合物充分和脱硫液反应。现有的烟气脱硫设备主要有以下缺点：1、单纯使用喷淋方式脱硫，不仅脱硫不彻底，而且脱硫液与脱硫塔接触面积很大，容易腐蚀脱硫塔；2、使用多种脱硫方式相结合，如在进行喷淋脱硫之前进行预脱硫处理，虽然收到不错的效果，但设备的结构复杂，工艺流程繁复。

怎样设计一种脱硫液浸泡脱硫与喷淋脱硫相结合的两级脱硫塔，在细节上优化烟气与脱硫液的接触面积和时间，在结构上使烟气通过脱硫塔通畅不堵塞并减少脱硫液与脱硫塔接触的面积，减少腐蚀，在效果上两级脱硫保证烟气脱硫彻底，成为一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对传统脱硫塔的不足，提供一种烟气两级脱硫塔。本发明通过设置脱硫液层和进气层挡板相隔，脱硫液层与喷淋层直接相通，进而接收喷淋落下的脱硫液，避免脱硫液沿脱硫塔内壁流下腐蚀内壁。本发明在所述挡板面上设置中空管使脱硫液层和进气层连通，中空管设置成螺旋状，在中空管上设置多个孔洞，使烟气通过细孔形成小气泡，增大烟气与脱硫液的接触面积，提高脱硫效果。

本发明还有一个目的，将进气层设置为两端内径大于中部内径且侧壁呈一定弧度弯折的筒状，增大烟气的流速，提高脱硫塔的效率。

本发明提供的技术方案是：

一种烟气两级脱硫塔，其中，包括：

喷淋层，其设置于所述脱硫塔顶部；

脱硫液层，其设置于所述喷淋层下方并和喷淋层连通，用于内置脱硫液；

进气层，其设置于所述脱硫液层下方并和脱硫液层连通，所述脱硫液层和进气层之间设置有隔板，所述隔板上设置有多个穿过隔板并延伸如所述脱硫液层中一定距离的中空管，所述中空管设置于脱硫液层中的部分的管壁设置有多个孔洞，所述中空管开口于所述进气层；

另外，所述进气层设置为两端内径大于中部内径且侧壁呈一定弧度弯折的筒状；

积液层，其设置于所述进气层下方并和进气层连通。

优选的是，所述的烟气两级脱硫塔中，所述中空管设置为螺旋状，所述中空管延伸入脱硫液层中的距离不低于脱硫液层高度的2/3，且所述脱硫液层中脱硫液的高度为能够浸没所述中空管为准。

优选的是，所述的烟气两级脱硫塔中，所述中空管的下端开口设置为倒置的漏斗状。

优选的是，所述的烟气两级脱硫塔中，所述中空管的下端开口的上方设置有用于防止脱硫液泄漏的进气单向阀。

优选的是，所述的烟气两级脱硫塔中，所述中空管管壁上孔洞的孔径设置为0.1-2cm。

优选的是，所述的烟气两级脱硫塔中，所述脱硫塔还包括除雾层，其设置在所述喷淋层的上方且与所述喷淋层相通；所述脱硫塔的顶端还设置有于与所述除雾层相通的排气口。

优选的是，所述的烟气两级脱硫塔中，所述脱硫液层侧壁上部设置有通入脱硫液的进液管，与进液管对角的侧壁下部设置有排出脱硫液的出液管，进液管另一端连通水泵后与沉淀池连通，出液管直接通过管道和沉淀池连通。

优选的是，所述的烟气两级脱硫塔中，所述积液层的下端侧壁设置有出水口，所述出水口通过管道与沉淀池连通。

优选的是，所述的烟气两级脱硫塔中，所述脱硫液为钙基脱硫液或钠基脱硫液。

优选的是，所述的烟气两级脱硫塔中，所述喷淋层的上部设置有至少一个喷淋管，喷淋管端口竖直向下，所述喷淋管另一端穿过喷淋层侧壁与所述水泵连通；在所述喷淋管端口正下方水平设置有至少一层圆形旋流板，所述旋流板的边缘内切于所述喷淋层的内壁且与所述内壁焊接。

本发明具有以下的有益效果：首先，本发明通过设置挡板将脱硫液层和进气层挡板隔开，同时设置脱硫液层与喷淋层直接相通，使脱硫液层能够接收喷淋层落下的脱硫液，减少脱硫液与脱硫塔的接触面积，避免脱硫液沿脱硫塔内壁流下腐蚀内壁；本发明在所述挡板面上设置螺旋管使脱硫液层和进气层连通，在螺旋管上设置多个细孔，使烟气通过细孔形成小气泡，增大烟气与脱硫液的接触面积和接触时间，提高脱硫效果。

其次，本发明根据文丘里效应将进气层进气层设置为两端内径大于中部内径且侧壁呈一定弧度弯折的筒状，增大烟气的流速，提高脱硫塔的效率。

最后，本发明将脱硫液层的进液管和出液管对角设置，使烟气与脱硫液形成逆流，提高脱硫液层脱硫的效果，本发明最终脱硫率达到98％以上。

附图说明

图1为本发明所述烟气两级脱硫塔的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明，以令本领域普通技术人员参阅本说明书后能够据以实施。

如图1所示，一种烟气两级脱硫塔，其中，包括：

喷淋层2，其设置于所述脱硫塔顶部；在喷淋层2中从上到下依次设置有喷淋管15和圆形旋流板16，喷淋管15向下喷射脱硫液，脱硫液在圆形旋流板16上均匀分布，并与上窜的烟气形成逆流，其作用：一是烟气与脱硫液相切使脱硫液雾化，增大烟气与脱硫液的接触面积，烟气与脱硫液充分反应，提高脱硫效果；二是烟气与脱硫液冲撞，对烟气上升形成阻力，从而增大烟气和脱硫液的接触和反应的时间，提高脱硫效果。

脱硫液层3，其设置于所述喷淋层2下方并和喷淋层2连通，用于内置脱硫液；脱硫液层3接收从喷淋层2落下的脱硫液，避免脱硫液沿着脱硫塔内壁流下，形成对所述内壁的大面积腐蚀和污染，把脱硫液限制在脱硫液层3，能够对脱硫液的温度、浓度及pH实现更好的控制，从而提高脱硫的效率和效果。

进气层4，其设置于所述脱硫液层3下方并和脱硫液层3连通，所述脱硫液层3和进气层4之间设置有隔板6，所述隔板6上设置有多个穿过隔板6并延伸如所述脱硫液层3中一定距离的中空管7，所述中空管7设置于脱硫液层3中的部分的管壁设置有多个孔洞，所述中空管7开口于所述进气层4；中空管7实现了进气层4和脱硫液层3之间的连通，烟气通过中空管7从进气层4进入脱硫液层3，并与其中的脱硫液进行接触和反应，所述孔洞的作用是将烟气分散成众多的小气泡，增大烟气和脱硫液的接触面积，减缓烟气上升的速度，增大烟气与脱硫液反应的时间，从而提高脱硫的效果；增加孔洞数量的方法有：一是提高孔洞的密度，即尽可能减小孔洞之间的间隔，二是增加中空管7的表面积，这个可以通过将中空管7做成各种形状，增大中空管7在脱硫液层3中与脱硫液的接触面积，本发明将中空管7设置成螺旋状，根据此原理本领域技术人员可以将中空管7设置成其他形状，其目的都在于增大中空管7与脱硫液的接触面积。

另外，所述进气层4设置为两端内径大于中部内径且侧壁呈一定弧度弯折的筒状；根据文丘里效应，烟气进入进气层4后，其上升速度会在内径最小处变快，因此烟气能以更快的速度通过中空管7的孔洞，进入脱硫液层3、喷淋层2以及除雾层1，在整体上对烟气上升起到加速的作用，提高了工作的效率。

积液层5，其设置于所述进气层4下方并和进气层4连通，积液层5设置的目的在于接收从脱硫液层3泄漏的脱硫液，在烟气顶开进气单向阀，进入中空管7的过程中，少量脱硫液会顺着中空管7流下，积液层5把这些泄漏的脱硫液收集起来，等待再次利用。

所述的烟气两级脱硫塔中，所述中空管7设置为螺旋状，所述中空管7延伸入脱硫液层3中的距离不低于脱硫液层3高度的2/3，且所述脱硫液层3中脱硫液的高度为能够浸没所述中空管7为准，所述中空管7也可以设置成球形，无论是螺旋状还是球形，其目的都在于增大中空管和脱硫液的接触面积，脱硫液对中空管7覆盖和淹没后，才能保证烟气与脱硫液接触和反应，在所述脱硫塔工作状态下，脱硫液层3中的脱硫液的容量保持在90％以上最佳。

所述的烟气两级脱硫塔中，所述中空管7的下端开口设置为倒置的漏斗状，将所述开口设置成倒置的漏斗状可以使烟气聚集，并加速通过螺旋管7，提高工作效率。

所述的烟气两级脱硫塔中，所述中空管7的下端开口的上方设置有用于防止脱硫液泄漏的进气单向阀，在没有通入烟气的状态下，进气单向阀关闭，脱硫液无法通过中空管7向下泄漏，在通入烟气后，烟气顶开进气单向阀，涌入中空管7，并从所述孔洞进入脱硫液层3。

所述的烟气两级脱硫塔中，所述中空管7管壁上孔洞的孔径设置为0.1-2cm，孔洞越小，形成的气泡就越小，脱硫效果也越好，但同样对烟气的阻力也会越大，因此要保证气泡足够小，同时保证压力不会使烟气逆流，就必须使孔洞的孔径保持一定的规格，本发明根据工厂烟气排放量的大小以及中空管的数量将孔洞的孔径设置在0.1-2cm，充分保证了烟气的畅通。

所述的烟气两级脱硫塔中，所述脱硫塔还包括除雾层1，其设置在所述喷淋层2的上方且与所述喷淋层2相通；所述脱硫塔的顶端还设置有于与所述除雾层1相通的排气口9，喷淋层2喷出的雾状液体和烟气混合反应后不会马上降落，二是随着烟气一起往上窜，这时除雾层1就发挥重要作用了，除雾层1一般设置为致密的网状结构，雾状液体黏在网状结构上，汇聚成液滴，最终滴落，从而到达除雾的效果，干净的烟气最后从排气口9排出，一般工厂的烟气处理步骤是：脱销-除尘-脱硫，所以从排气口9排出的烟气可以直接通入烟囱进入大气层，本发明所述脱硫塔的设计，从下到上，都符合烟气上升的惯性，节省了能量，间接降低了成本。

所述的烟气两级脱硫塔中，所述脱硫液层3侧壁上部设置有通入脱硫液的进液管10，与进液管10对角的侧壁下部设置有排出脱硫液的出液管11，进液管10另一端连通水泵12后与沉淀池13连通，出液管11直接通过管道和沉淀池13连通，在出液管11上还设置有一个水阀，通过水阀控制脱硫液的排放量，保持脱硫液层3中的液位高度，保证脱硫液能够淹没螺旋管7；进液管10和出液管11对角设置能使脱硫液的流向与烟气的流向相反，增加烟气气泡上升的阻力，延长烟气与脱硫液的反应时间，提高脱硫效果。

所述的烟气两级脱硫塔中，所述积液层5的下端侧壁设置有出水口14，所述出水口14通过管道与沉淀池13连通，积液层5中的脱硫液能够通过出水口14迅速回到沉淀池13，并再次利用，这样避免了脱硫液长期沉积在积液层5中腐蚀积液层5的内壁。

所述的烟气两级脱硫塔中，所述脱硫液为钙基脱硫液或钠基脱硫液，钙基脱硫液主要是氢氧化钙溶液，二氧化硫与氢氧化钙反应最终得到硫酸钙；钠基脱硫液主要是氢氧化钠溶液，氢氧化钠和二氧化硫反应后得到亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，接着从管道排入沉淀池13，在沉淀池13内被氢氧化钙还原成氢氧化钠后继续用作脱硫液。

所述的烟气两级脱硫塔中，所述喷淋层2的上部设置有至少一个喷淋管15，喷淋管15端口竖直向下，所述喷淋管15另一端穿过喷淋层2侧壁与所述水泵12连通；在所述喷淋管15端口正下方水平设置有至少一层圆形旋流板16，所述圆形旋流板16的边缘内切于所述喷淋层2的内壁且与所述内壁焊接，圆形旋流板16的结构为一个圆环内部设置有多个叶片，叶片细端连在中心，粗端焊接在圆环上，在圆形旋流板16的中心设置有集液槽，集液槽和每个叶片都连通，集液槽中的液体能够分配到每个叶片上，在叶片的表面形成薄液层，因为每个叶片都呈现一定角度的旋转，所以圆形旋流板16对气体具有导流的作用，气流把薄液层吹成雾滴，和烟气混合在一起，互相接触或发生反应，本发明设置一层圆形旋流板16是因为：在经过脱硫液层3和一层圆形旋流板16后，已经收到了良好的脱硫效果，脱硫率在98％以上，没有必要再设置多层圆形旋流板16降低本发明所述脱硫塔的工作效率，当然技术人员也可以根据不同的情况设置不同数量的圆形旋流板16。

本发明实现的过程：烟气通过进气口8进入进气层4，经过进气层4加速后，进入中空管7，烟气通过中空管7的孔洞形成众多的小气泡，小气泡与脱硫液层3中的脱硫液充分接触反应，烟气中的大部分含硫化合物被除去，得到较为纯净的烟气，烟气继续上窜，经过圆形旋流板16与喷淋管15喷出的脱硫液气雾接触反应，得到干净的烟气，最后烟气经过除雾层1除雾后从排气后9排出。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种烟气两级脱硫塔，其特征在于，包括：

喷淋层，其设置于所述脱硫塔顶部；

脱硫液层，其设置于所述喷淋层下方并和喷淋层连通，用于内置脱硫液；

进气层，其设置于所述脱硫液层下方并和脱硫液层连通，所述脱硫液层和进气层之间设置有隔板，所述隔板上设置有多个穿过隔板并延伸入所述脱硫液层中一定距离的中空管，所述中空管设置于脱硫液层中的部分的管壁设置有多个孔洞，所述孔洞的孔径设置为0.1-2cm，所述中空管开口于所述进气层；所述中空管设置为螺旋状，所述中空管延伸入脱硫液层中的距离不低于脱硫液层高度的2/3，且所述脱硫液层中脱硫液的高度为能够浸没所述中空管为准；所述中空管的下端开口设置为倒置的漏斗状；所述中空管的下端开口的上方设置有用于防止脱硫液泄漏的进气单向阀；

另外，所述进气层设置为两端内径大于中部内径且侧壁呈一定弧度弯折的筒状；

积液层，其设置于所述进气层下方并和进气层连通。

2.如权利要求1所述的烟气两级脱硫塔，其特征在于，所述脱硫塔还包括除雾层，其设置在所述喷淋层的上方且与所述喷淋层相通；所述脱硫塔的顶端还设置有与所述除雾层相通的排气口。

3.如权利要求1所述的烟气两级脱硫塔，其特征在于，所述脱硫液层侧壁上部设置有通入脱硫液的进液管，与进液管对角的侧壁下部设置有排出脱硫液的出液管，进液管另一端连通水泵后与沉淀池连通，出液管直接通过管道和沉淀池连通。

4.如权利要求1所述的烟气两级脱硫塔，其特征在于，所述积液层的下端侧壁设置有出水口，所述出水口通过管道与沉淀池连通。

5.如权利要求1所述的烟气两级脱硫塔，其特征在于，所述脱硫液为钙基脱硫液或钠基脱硫液。

6.如权利要求3所述的烟气两级脱硫塔，其特征在于，所述喷淋层的上部设置有至少一个喷淋管，喷淋管端口竖直向下，所述喷淋管另一端穿过喷淋层侧壁与所述水泵连通；在所述喷淋管端口正下方水平设置有至少一层圆形旋流板，所述旋流板的边缘内切于所述喷淋层的内壁且与所述内壁焊接。