CN104826473A - 三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置 - Google Patents

Abstract

一种三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置，包括塔体；所述塔体从下往上依次设有排液口、进烟口、烟气导流结构、第一脱硫除尘段、第二脱硫除尘段、除雾器和排烟口；所述烟气导流结构包括烟气隔气板与多片烟气导流片；所述烟气导流片垂直设于所述烟气隔气板两面，且烟气隔气板上同一面相邻两烟气导流片高度相差约为500mm；所述烟气导流片的横截面为90°的圆弧，该圆弧所在圆的直径为600mm；且该圆弧两端点的切线分别位于竖直方向和水平方向；所述烟气导流片凹面向上方倾斜。该三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置结构紧凑、占地面积小、改造工程量小且运行稳定。

Description

三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置

技术领域

本发明涉及环保设备技术领域，尤其涉及一种节能型的三相紊流高效脱硫塔。

背景技术

随着社会工业发展不断提高，生产规模不断扩大，排入大气的烟气也越来越多；其中，含有二氧化硫等有害气体的烟气排入大气，造成酸雨，破坏生态环境，影响人的健康。因此，在满足产能的情况下，如何有效净化排入大气的烟气，减少环境污染已经成为社会热点问题。

目前市场上用于烟气净化和吸收的设备主要有紊流塔、紊流塔、湍球塔、筛板塔等，其设计原理都是通过气液相的接触进行物质交换达到烟气吸收和净化的目的。湿法烟气脱硫工艺大多数是一炉一塔的形式，烟气脱硫装置与主机单元制配置，每台炉配一套独立的烟气脱硫装置。虽然运行维护灵活、可靠，但占地面积大，一次性投资成本高。而且对于国内一些老电厂在进行脱硫改造过程中通常面临着资金困难、机组容量小、没有脱硫预留场地等实际问题。

请参阅图1，其为现有技术的紊流脱硫塔的结构示意图。该紊流脱硫塔从小往上依次设置有进烟口11、均气装置12、集能加速器13、喷淋口14、除雾装置15和排烟口16。需净化的烟气从进烟口11进入塔中，经过均气装置12降速整流后，流向集能加速器13，经集能加速器13加速后的烟气与从喷淋口14喷入的脱硫液相碰，烟气高速旋切脱硫液，气液两相持续碰撞旋切而互相粉碎并充分混合，形成一层饱含微小气泡的空化液层17，烟气以微小颗粒的形式在脱硫液中高速运动，其与脱硫液的接触面不断发生化学反应，从而使二者的接触界面不断更新，传质阻力变小，气液两相以巨大的比表面积和极低的传质界面阻力进行接触传质。由于脱硫液不断供给，空化液层逐渐增厚，当上流的气动托力与空化液层的重力平衡后，最早形成的空化液被新形成的空化液所取代，它带着被捕集的杂质持续流经均气装置12，通过脱硫液出口排出至塔外循环池。上升脱离空化液层的净化烟气进入除雾装置除雾，然后从排烟口16排入烟囱。

上述紊流脱硫塔用于一炉一塔的处理方式，多台锅炉烟气处理时，导致占地面积大，投资成本高。因此一种基于石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术多台锅炉共用一套脱硫装置的多炉一塔脱硫改造方案被提了出来。所谓“多炉一塔”烟气脱硫装置是指两台或者三台，甚至更多台锅炉的引风机出口进入同一台增压风机将多台锅炉的烟气引入同一套吸收装置进行化学反应实现脱硫。现有的多炉一塔脱硫装置通常是将多个锅炉的烟气在塔外汇合成一股烟气，再引入脱硫塔中进行脱硫处理。然而，这种方式会占据更多的空间，增加设备的投资，而且会出现烟气系统阻力及增压风机失速问题。负荷不同的风机并列运行往往容易造成失速，锅炉之间的负荷差异越大风机失速的可能性越大。

为了解决上述技术带来的缺陷，脱硫塔设置多个进烟口同时进烟的方案被提了出来。然而，锅炉数量的增加也增加了锅炉与脱硫系统间协调的难度，决定脱硫岛解裂的条件相对于单炉单塔也要变得复杂一些。当多个进烟口的多股烟气进入脱硫塔时，由于烟气流之间的相互碰撞，在塔内无规则运动，即出现压力场紊流问题，从而对脱硫塔壁造成冲击，容易对脱硫塔造成破坏。

发明内容

本发明在于克服现有技术的缺点于不足，提供一种结构紧凑、占地面积小、改造工程量小、运行稳定的三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置，包括塔体；所述塔体从下往上依次设有排液口、进烟口、烟气导流结构、第一脱硫除尘段、第二脱硫除尘段、除雾器和排烟口；所述烟气导流结构包括烟气隔气板与多片烟气导流片；所述烟气导流片垂直设于所述烟气隔气板两面，且烟气隔气板上同一面相邻两烟气导流片高度相差约为500mm；所述烟气导流片的横截面为90°的圆弧，该圆弧所在圆的直径为600mm；且该圆弧两端点的切线分别位于竖直方向和水平方向；所述烟气导流片凹面向上方倾斜。

进一步，所述烟气隔气板两面各设置3-5片所述烟气导流片。烟气导流片的数量由烟气量决定，当烟气流速为2—4m/s时，烟气隔气板两面各设置3片烟气导流片，即共设有6片烟气导流片；当烟气流速为4—5m/s时，烟气隔气板两面各设置4片烟气导流片，即共设有8片烟气导流片；当烟气流速在5m/s以上时，烟气隔气板两面各设置5片烟气导流片，即共设有10片烟气导流片。该设置可保证烟气进入烟气导流结构后与烟气导流片充分碰撞而改变流向，使烟气更均匀地垂直向上流动，从而保证后期脱硫除尘的效果。

进一步，所述烟气隔气板与塔体底部的距离为0.5m。

进一步，所述烟气隔气板两面各设置3片所述烟气导流片；所述烟气隔气板高3m、宽度与所述塔体内径相同、厚15～20mm；且其顶端略高于所述进烟口顶端；所述烟气隔气板其中一面上的3片烟气导流片分别设于离所述烟气隔气板底端0.19m、0.68m和1.18m处；另一面上的3片烟气导流片分别设于离所述烟气隔气板底端0.99m、1.49m和1.99m处。当烟气流速为2—4m/s时，烟气隔气板两面各设置3片烟气导流片时，采用上述参数设计可保障烟气导流效果最优。

进一步，所述进烟口包括第一进烟口和第二进烟口，且第一进烟口与第二进烟口轴向的夹角为90°。实际应用中，可在塔外将两个较小型锅炉的烟气汇合后从同一进烟口进入；大型的锅炉的烟气从另一进烟口进入。亦可增设其他进烟口，同时相应增设脱硫除尘段、烟气导流结构的烟气隔气板和烟气导流片，以保证多炉的多股烟气能够垂直向上流动进入脱硫除尘段并经过充分的脱硫处理。

进一步，所述第一脱硫除尘段包括第一喷淋层、第一紊流液膜发生器和第二喷淋层。

进一步，所述第二脱硫除尘段包括第三喷淋层、第二紊流液膜发生器和第四喷淋层。

相比于现有技术，本发明的一种三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置，通过设置烟气导流结构改善烟气的导流性，从而降低引风机能耗，优化塔内部压力场，降低烟气对塔体结构的冲击，实现多炉共用一个脱硫塔，且该装置结构紧凑、占地面积小、改造工程量小，运行经济，使烟气净化的投资比一炉一塔的装置低5％—10％左右，大大节省投资成本。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为现有技术的紊流脱硫塔的结构示意图

图2为本发明的三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置的结构示意图

图3为本发明的烟气导流结构的结构示意图

图4为本发明的紊流液膜发生装置的结构示意图

图5为本发明的紊流液膜发生装置的的叶片的结构示意图

具体实施方式

请参阅图2，其为本发明的三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置的结构示意图。本发明的一种三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置，包括塔体200；所述塔体200从下往上依次设有排液口210、进烟口220、烟气导流结构230、第一脱硫除尘段240、第二脱硫除尘段250、除雾器260和排烟口270。多炉的烟气从进烟口220进入塔体21内部，依次经过烟气导流结构230、第一脱硫除尘段240、第二脱硫除尘段250和除雾装置260后，从排烟口270排出；脱硫后带着杂质的液体从塔体200下方的排液口210排出至塔外循环池内。

本实施例中，所述进烟口220包括第一进烟口221和第二进烟口222，且第一进烟口与第二进烟口轴向的夹角为90°。本实施例用于三个锅炉的同步烟气处理，在塔外将两个较小型锅炉的烟气汇合后从同一进烟口进入；大型的锅炉的烟气从另一进烟口进入。

具体地，请同时参阅图3，其为本发明的烟气导流结构的结构示意图；所述烟气导流结构230包括烟气隔气板231与烟气导流片232；本实施例中，所述烟气隔气板两面各设置3片烟气导流片232，即共设有6片烟气导流片232。所述烟气导流片垂直设于所述烟气隔气板两面，且烟气隔气板上同一面相邻两烟气导流片高度相差约为500mm；所述烟气导流片的横截面为90°的圆弧，该圆弧所在圆的直径为600mm；且该圆弧两端点的切线分别位于竖直方向和水平方向；所述烟气导流片凹面向上方倾斜。所述烟气隔气板231高3m、宽度与所述塔体200内径相同、厚15～20mm，且其顶端略高于所述第一进烟口221与第二进烟口222中较高的进烟口顶端；所述烟气隔气板其中一面上的3片烟气导流片分别设于离所述烟气隔气板底端0.19m、0.68m和1.18m处；另一面上的3片烟气导流片分别设于离所述烟气隔气板底端0.99m、1.49m和1.99m处。

请同时参阅图4和图5，其中，图4为本发明的紊流液膜发生装置的结构示意图；图5为本发明的紊流液膜发生装置的的叶片的结构示意图。所述第一脱硫除尘段240包括第一喷淋层241、第一紊流液膜发生器242和第二喷淋层243。所述第二脱硫除尘段250包括第三喷淋层251、第二紊流液膜发生器252和第四喷淋层253。所述第一紊流液膜发生器242与所述第二紊流液膜发生器252结构相同，均由外筒2421、叶片2422和芯柱2423组成；所述外筒2421套设于芯柱2423外部，且所述叶片2422倾斜安装于外筒2421与芯柱2423之间，叶片2422表面与水平面成50°～70°倾斜角。所述叶片2422数量为10～20片，且叶片之间的重叠面积占叶片总表面积的30％～60％；所述芯柱2423直径与外筒2421直径的比值为1/6～1/3。

若用于更多锅炉的同步烟气处理，亦可增设其他进烟口，同时相应增设脱硫除尘段、烟气导流结构的烟气隔气板和烟气导流片，以保证多炉的多股烟气能够垂直向上流动进入脱硫除尘段并经过充分的脱硫处理。

待净化的高温烟气从第一进烟口211和第二进烟口222进入塔体200内部，在经过烟气导流结构230时，烟气与烟气导流片232发生碰撞，使得原先从水平方向进入塔体的烟气改变了流向，往竖直向上方向流动，进入第一脱硫除尘段240。在第一喷淋层241对烟气进行降温和初步脱硫后，烟气经过第一紊流液膜发生器242时，与第二喷淋层243喷出的脱硫液相碰，烟气高速旋切自由落下的脱硫液，气液两相持续碰撞旋切而互相粉碎并充分混合，在第一紊流液膜发生器242上表面形成一层饱含微小气泡的空化液膜，烟气以微小气泡形式在脱硫液中高速运动而被挤压切割，界面不断更新，传质阻力变小，气液固三相以巨大的表面积和极小的界面阻力进行接触传质，从而将烟气中的二氧化硫充分吸收。一次净化后的烟气继续向上运动，进入第二脱硫除尘段，重复上述脱硫过程后，经过二次净化后的烟气经过除雾器260进行气液分离，再由排烟口270排出。带有杂质的脱硫液落到塔体200底部由排液口210排出至塔外循环池。

相比于现有的一炉一塔式脱硫除尘装置，本发明的一种三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置，不采用传统的先将多股烟气汇合的方式，减少烟道弯头，降低材料成本；通过合理设置烟气导流结构230改善烟气的导流性，从而降低引风机能耗，优化塔内部压力场，降低烟气对塔体结构的冲击，实现多炉共用一个脱硫塔，且该装置结构安装方便，改造工程量小，适用于现场烟道布局困难的工况，适应性强、占地面积小、运行稳定，使烟气净化的投资比一炉一塔的装置低5％—10％左右，大大节省投资成本。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置，包括塔体；其特征在于：所述塔体从下往上依次设有排液口、进烟口、烟气导流结构、第一脱硫除尘段、第二脱硫除尘段、除雾器和排烟口；所述烟气导流结构包括烟气隔气板与多片烟气导流片；所述烟气导流片垂直设于所述烟气隔气板两面，且烟气隔气板上同一面相邻两烟气导流片高度相差约为500mm；所述烟气导流片的横截面为90°的圆弧，该圆弧所在圆的直径为600mm；且该圆弧两端点的切线分别位于竖直方向和水平方向；所述烟气导流片凹面向上方倾斜。

2.根据权利要求1所述的三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置，其特征在于：所述烟气隔气板两面各设置3-5片所述烟气导流片。

3.根据权利要求2所述的三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置，其特征在于：所述烟气隔气板与塔体底部的距离为0.5m。

4.根据权利要求3所述的三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置，其特征在于：所述烟气隔气板两面各设置3片所述烟气导流片；所述烟气隔气板高3m、宽度与所述塔体内径相同、厚15～20mm；所述烟气隔气板其中一面上的3片烟气导流片分别设于离所述烟气隔气板底端0.19m、0.68m和1.18m处；另一面上的3片烟气导流片分别设于离所述烟气隔气板底端0.99m、1.49m和1.99m处。

5.根据权利要求2所述的三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置，其特征在于：所述进烟口包括设于不同高度的第一进烟口和第二进烟口，且第一进烟口与第二进烟口轴向的夹角为90°。

6.根据权利要求1-5任一项所述的三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置，其特征在于：所述第一脱硫除尘段包括第一喷淋层、第一紊流液膜发生器和第二喷淋层。

7.根据权利要求6所述的三相紊流筒多炉共用高效脱硫除尘装置，其特征在于：所述第二脱硫除尘段包括第三喷淋层、第二紊流液膜发生器和第四喷淋层。