CN106178845B - 一种安静式复合脱硫塔 - Google Patents

一种安静式复合脱硫塔 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种安静式复合脱硫塔；包括进液管，其特征在于：进液管两个，包括第一进液管、第二进液管；第一进液管安装在第一层安静式吸收板的上部，并垂直进入塔内；第一进液管在塔内的液体出口方向向下；第二进液管安装在第二层与第三层安静式吸收板中间位置，垂直进入塔内，第二进液管在塔内的液体出口方向向上；高效雾化喷头安装在进液管出口处。安静式吸收板包括板孔；板孔规则分布贯穿安静式吸收板的纵向小孔；溢流管在安静式吸收板的一侧，是贯穿安静式吸收板纵向钢管。塔直径2.6米、高32米，入口硫化氢200mg/Nm3，溶液循环量196m3/h，压力2.3MPa工况下，塔阻力＜0.02 Mpa；通气量达100000Nm3/h，塔出口气体中硫化氢含量控制在2mg/Nm3以下。硫化氢气体出口2mg/Nm3以下；效率99%以上。

Description

一种安静式复合脱硫塔
技术领域
本发明属于化工装备技术领域，涉及一种复合脱硫塔，尤其涉及一种安静式复合脱硫塔；特别适用于化工行业加压湿法脱硫工艺的加压湿法脱硫气-液传质。
背景技术
为符合工艺技术和环保要求，化工生产系统中对工艺气体中硫含量要求越来越严格。
目前，湿法脱硫的脱硫塔主要有二种：加压填料塔和管式鼓泡塔。填料塔采用的填料规格型号不同，其传质面积有所不同，加压填料塔一般都具有空塔气速小，脱硫塔直径大，塔高度大，溶液循环量大，材料消耗大、造价高的特点；管式鼓泡脱硫塔是继填料塔之后出现的一种较好的脱硫塔形式。但传统的填料加压脱硫塔和管式鼓泡脱硫塔安装繁琐，并且存在堵塔问题。
同样规格的传统填料加压脱硫塔和鼓泡脱硫塔，在塔直径2.6米、塔高32米，塔入口硫化氢为200mg/Nm3，溶液循环量为196m3/h，压力为2.3MPa的工况下，塔阻力为＜0.02Mpa，通气量只能达到40000-50000Nm3/h，塔出口气体中硫化氢含量可控制在5 mg/Nm3以下，但一段时间后，脱硫溶液中的硫膏会堵塞气体通道，脱硫塔阻力由0.03 Mpa上涨至0.06Mpa，甚至导致气体中夹带大量溶液，脱硫塔将被迫减量运行，最终停产检修清理。两种脱硫塔在生产运行中经常堵塔，设备操作弹性小，连续运行周期短，很少能够达到一年的运行周期。生产系统开停车次数增加、运行费用高，已经成为脱硫技术的瓶颈，严重影响了企业的正常生产。
发明内容
本发明公开了一种安静式复合吸收脱硫塔，以解决现有技术中空塔气速小，脱硫塔直径大，塔高度大，溶液循环量大，材料消耗大、造价高，安装繁琐，生产运行中经常堵塔、设备操作弹性小，连续运行周期短，开停车次数增加、运行费用高等问题。
本发明包括塔体、进气口、出气口、进液管、出液管、排液管、除沫板、溢流管、安静式吸收板、人孔、高效雾化喷头等装置。进气口安装布置在塔体下部，与塔体接触部位满焊封闭连接；出气口布置在塔体的顶部中心位置，与塔体接触部位满焊封闭连接；除沫板安装在塔体内顶部出气口处；进液管安装在塔体上部，与塔体接触部位满焊封闭连接；进液管出口处安装连接高效雾化喷头；出液管安装在塔体靠近底部位置，出液管水平布置进入塔体内，与塔体接触部位满焊封闭连接；排液管安装在塔体底部中心位置，并垂直布置，与塔体接触部位满焊封闭连接。溢流管数量7个；分别错位安装在安静式吸收板的偏心位置，是溶液溢流至下一层安静式吸收板的主要通道。安静式吸收板数量6层（根据设计需要确定）；6层安静式吸收板逐层安装在塔体内部，与塔体接触部位满焊封闭连接；吸收板上有很多分布均匀的小孔，便于气体通过；可根据气体中硫化氢含量的高低来确定安静式吸收板的安装和使用层数。脱硫液从进液管喷淋而下，在安静式吸收板上积聚并形成了溶液层，达到一定高度后，再从各溢流管逐层溢流到下一层安静式吸收板上，逐层到达塔底，然后从出液管排出。
本发明进液管有两个，包括第一进液管和第二进液管。第一进液管安装在第一层安静式吸收板的上部，并垂直进入塔内；第一进液管在塔内的液体出口方向向下；第二进液管安装在第二层与第三层安静式吸收板中间位置，并垂直进入塔内，第二进液管在塔内的液体出口方向向上，可增加脱硫溶液在塔内停留时间，增加硫化氢的脱除效率；2台高效雾化喷头分别安装在第一进液管和第二进液管的出口处，用于雾化脱硫溶液、增加溶液在塔内的接触停留时间，使气液充分接触，达到充分反应的效果。
本发明还包括挡板；挡板安装在第一层和第三层安静式吸收板的溢流管上部，共计2块，用于防止高效雾化喷头喷出溶液直接进入溢流管。
本发明还包括喷射器组、管道泵；喷射器组可根据气体中硫化氢含量、脱硫液硫容含量和脱硫塔阻力来确定是否启动运行；喷射器组安装在第六层安静式吸收板和隔板中间位置，出液管与管道泵入口管路连接，管道泵出口与喷射器组管路连接；管道泵使得大部分溶液再循环利用，节电节能效果显著。脱硫塔溶液之所以可以再循环利用，是因为塔底溶液硫容含量一般在50mg/L左右（允许硫容含量为200mg/L以下），所以液体可以再循环和气体接触，增加溶液硫容含量。出液管的高压溶液通过管道泵对喷射器组入口脱硫溶液加压，高压流体通过喷嘴产生高速度引射低压气体流动；高压溶液获得减压，低压气体获得增压，自动气液混合吸收；利用管道泵加压溶液作为喷射器的高压溶液，比传统脱硫喷射技术可节省50%以上耗电，也节省了大量的能耗。喷射器组入口气与管道泵送来的脱硫液充分混合，使气体中的部分硫化氢被脱硫液吸收，之后气液在塔体内底部进行气液分离，气体逐层通过安静式吸收板，并在每层安静式吸收板上形成安静鼓泡区，气体中的硫化氢在这些区域被溶液吸收，溶液经排液管排出，而气体则从进气口进入塔内，经6层安静式吸收板以气泡的形式上升穿过液层，同时进行硫化氢吸收反应，逐层到达塔顶，最后通过除沫板除沫后经出气口送至下一工序。
本发明还包括隔板；隔板安装在喷射器组下部、进气口上方；隔板与塔体接触部位满焊封闭连接，用于防止喷射器组运行导致塔内脱硫溶液液位波动。
人孔三处，分别安装在第一层安静式吸收板上部、隔板上部、隔板下部的塔体外壁上，人孔与塔体接触部位满焊封闭连接，用于设备检查和检修。
安静式吸收板10包括板孔18；板孔设计成规则分布的贯穿安静式吸收板的纵向小孔，便于气体通过；溢流管9设置在安静式吸收板的一侧，是贯穿安静式吸收板10的纵向钢管，用于控制生产过程中的液位高度。
塔直径2.6米、塔高32米的同样规格的脱硫塔，塔入口硫化氢为200mg/Nm3，溶液循环量为196m3/h，压力为2.3MPa工况下，塔阻力为＜0.02 Mpa；采用本发明安静式复合吸收板的脱硫塔，通气量可达100000Nm3/h，此运行工况下，塔出口气体中硫化氢含量可控制在2mg/Nm3以下，可以确保长周期运行。硫化氢气体由入口200mg/Nm3，降至出口2mg/Nm3以下，脱除效率大幅提高；效率达到99%以上；相同气量工况下，可提高空塔气速，缩小脱硫塔直径，降低塔高，降低溶液循环量三分之一。
本发明的积极效果在于：脱除效率大幅提高；效率达到99%以上；相同气量工况下，可提高空塔气速，缩小脱硫塔直径，降低塔高，降低溶液循环量三分之一，节省材料、造价低廉。采用再循环方式，大幅度提高硫容且节约用电，节电节能；根据设计增加检修通道，减少人口数量，节约投资；改变进液管的喷射方式，增加脱硫液在塔内的反应停留时间。采用安静式复合吸收板，操作调节，运行方式安静,从根本上彻底解决了堵塔问题，且保证气液充分接触；保证系统长周期稳定运转、设备操作弹性大、易于清理和检修；一般只需要3～4层安静式复合吸收板，结构简单、制造安装方便。检修通道的独特设计理念, 安静式吸收板是用螺栓固定在塔体上,为可拆卸式的，当设备需要检修时,拆除安静式吸收塔而形成的检修空间,即为检修通道。检修通道用于塔内检查、检修，减少了人孔的数量，降低了设备的投资和制作难度。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为安静式吸收板结构示意图；
图中：1 进气口、2出气口、3第一进液管、4第二进液管、5出液管、6排液管、7 除沫板、8挡板、9溢流管、10安静式吸收板、11检修通道、12 喷射器组、13人孔、14管道泵、15塔体、16隔板、17高效雾化喷头、18板孔。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的一个实施例。
本发明实施例如图1所示，包括进气口1，出气口2，进液管，出液管5，排液管6，除沫板7，挡板8，溢流管9，安静式吸收板10，检修通道11，喷射器组12，人孔13，管道泵14，塔体15，隔板16,高效雾化喷头17；进液管两个，包括第一进液管3、第二进液管4；进气口1安装布置在塔体15下部，与塔体15接触部位满焊封闭连接；出气口2布置在塔体15的顶部中心位置，与塔体15接触部位满焊封闭连接；除沫板7安装在塔体15内顶部出气口2处；进液管安装在塔体15上部，与塔体15接触部位满焊封闭连接；第一进液管3安装在第一层安静式吸收板10的上部，并垂直进入塔内；第一进液管3在塔内的液体出口方向向下；第二进液管4安装在第二层与第三层安静式吸收板10中间位置，并垂直进入塔内，第二进液管4在塔内的液体出口方向向上；可增加脱硫溶液在塔内停留时间，增加硫化氢的脱除效率；2台高效雾化喷头17分别安装在进液管3和进液管4的出口处，用于雾化脱硫溶液、增加溶液在塔内的停留时间，使气液充分接触，达到充分反应的效果；出液管5安装在塔体15靠底部位置，出液管5水平布置进入塔体15内，与塔体15接触部位满焊封闭连接；排液管6安装在塔体15底部中心位置，并垂直布置，与塔体15接触部位满焊封闭连接。溢流管9数量7个；分别错位安装在安静式吸收板10的偏心位置，是溶液溢流至下一层安静式吸收板10的主要通道。挡板8安装在第一层和第三层安静式吸收板10的溢流管9上部，共计2块，用于防止高效雾化喷头17喷出溶液直接进入溢流管9。安静式吸收板10数量6层；6层安静式吸收板10逐层安装在塔体15内部，与塔体15接触部位满焊封闭连接；安静式吸收板10上有很多分布均匀的小孔，便于气体通过；可根据气体中硫化氢含量的高低来确定安静式吸收板10的安装和使用层数；脱硫液从进液管喷淋而下，在安静式吸收板10上积聚并形成了溶液层，达到一定高度后，再从各溢流管9逐层溢流到下一层安静式吸收板10上，逐层到达塔底，然后从出液管5排出。
喷射器组12安装在第六层安静式吸收板10和隔板16中间位置，出液管5与管道泵14入口管路连接，管道泵14出口与喷射器组12管路连接；出液管5的高压溶液通过管道泵14对喷射器组12入口脱硫溶液加压，高压流体通过喷嘴产生高速度引射低压气体流动；高压溶液获得减压，低压气体获得增压，自动气液混合吸收；利用管道泵14加压溶液作为喷射器12的高压溶液，比传统脱硫喷射技术可节省50%以上耗电，也节省了大量的能耗。喷射器组12入口气与管道泵14送来的脱硫液充分混合，使气体中的部分硫化氢被脱硫液吸收，之后气液在塔体15内底部进行气液分离，气体逐层通过安静式吸收板10，并在每层安静式吸收板10上形成安静鼓泡区，气体中的硫化氢在这些区域被溶液吸收，溶液经排液管5排出，而气体则从进气口1进入塔内，经6层安静式吸收板10以气泡的形式上升穿过液层，同时进行硫化氢吸收反应，逐层到达塔顶，最后通过除沫板7除沫后经出气口2送至下一工序。隔板16安装在喷射器组12下部、进气口1上方；隔板16与塔体15接触部位满焊封闭连接，用于防止喷射器组12运行导致塔内脱硫溶液液位波动。
人孔13三处，分别安装在第一层安静式吸收板10上部、隔板16上部、隔板16下部的塔体15外壁上，人孔13与塔体15接触部位满焊封闭连接，用于设备检查和检修。检修通道11根据设计需要布置在每层安静式吸收板10中间，用于塔内检查、检修，减少了人孔13的数量，降低了设备的投资和制作难度。
如图2所示，安静式吸收板10是本发明的核心之一，安静式吸收板10包括板孔18；板孔设计成规则分布的贯穿安静式吸收板的纵向小孔，便于气体通过；溢流管9设置在安静式吸收板的一侧，是贯穿安静式吸收板10的纵向钢管，用于控制生产过程中的液位高度。脱硫液在安静式吸收板上积聚并形成了溶液层，达到一定高度后，再从各溢流管逐层溢流到下一层安静式吸收板。安静式吸收板逐层安装在塔体内部，与塔体接触部位焊接封闭连接，为保证强度安静式吸收板板面上使用了加强筋焊接的形式。影响气—液两相传质效率的因素主要有气液接触时间和接触面积，而吸收板上小孔内气速和板上液位高度是决定气液接触时间和接触面积的关键所在。本发明根据气量和脱硫液的性质，通过计算液面高度、孔径、孔数，从而控制气液接触时间和接触面积，最终达到提高气液传质效率的目的。设计中可根据气体中硫化氢含量的高低来确定安静式吸收板的安装和使用层数。
塔直径2.6米、塔高32米的同样规格的脱硫塔，塔入口硫化氢为200mg/Nm3，溶液循环量为196m3/h，压力为2.3MPa工况下，塔阻力为＜0.02 Mpa；采用本发明安静式复合吸收板的脱硫塔，通气量可达100000Nm3/h，此运行工况下，塔出口气体中硫化氢含量可控制在2mg/Nm3以下，可以确保长周期运行。硫化氢气体由入口200mg/Nm3，降至出口2mg/Nm3以下，脱除效率大幅提高；效率达到99%以上；相同气量工况下，可提高空塔气速，缩小脱硫塔直径，降低塔高，降低溶液循环量三分之一，节省材料、造价低廉。

Claims (2)

1.一种安静式复合脱硫塔；包括塔体、进气口、出气口、进液管、出液管、排液管、除沫板、溢流管、吸收板、人孔、高效雾化喷头；进气口安装布置在塔体下部，与塔体接触部位满焊封闭连接；出气口布置在塔体的顶部中心位置，与塔体接触部位满焊封闭连接；除沫板安装在塔体内顶部出气口处；进液管安装在塔体上部，与塔体接触部位满焊封闭连接；进液管出口处安装连接高效雾化喷头；出液管安装在塔体靠近底部位置，出液管水平布置进入塔体内，与塔体接触部位满焊封闭连接；排液管安装在塔体底部中心位置，并垂直布置，与塔体接触部位满焊封闭连接；溢流管错位安装在安静式吸收板的偏心位置；安静式吸收板逐层安装在塔体内部，与塔体接触部位满焊封闭连接；吸收板上有很多分布均匀的小孔；脱硫液从进液管喷淋而下，在安静式吸收板上积聚并形成了溶液层，达到一定高度后，再从各溢流管逐层溢流到下一层安静式吸收板上，逐层到达塔底，然后从出液管排出；其特征在于：进液管两个，包括第一进液管、第二进液管；第一进液管安装在第一层安静式吸收板的上部，并垂直进入塔内；第一进液管在塔内的液体出口方向向下；第二进液管安装在第二层与第三层安静式吸收板中间位置，并垂直进入塔内，第二进液管在塔内的液体出口方向向上；高效雾化喷头安装在进液管的出口处；
上述的安静式吸收板包括板孔；板孔设计成规则分布的贯穿安静式吸收板的纵向小孔；溢流管设置在安静式吸收板的一侧，是贯穿安静式吸收板的纵向钢管；
还包括挡板；挡板安装在第一层和第三层安静式吸收板的溢流管上部，共计2块；
还包括喷射器组、管道泵；喷射器组安装在第六层安静式吸收板和隔板中间位置，出液管与管道泵入口管路连接，管道泵出口与喷射器组管路连接；出液管的高压溶液通过管道泵对喷射器组入口脱硫溶液加压，高压流体通过喷嘴产生高速度引射低压气体流动；高压溶液获得减压，低压气体获得增压，自动气液混合吸收；
还包括隔板；隔板安装在喷射器组下部、进气口上方；隔板与塔体接触部位满焊封闭连接；
还包括检修通道；检修通道根据设计需要布置在每层安静式吸收板中间。
2. 根据权利要求1所述的一种安静式复合脱硫塔；其特征在于：脱硫塔直径2.6米、塔高32米，塔入口硫化氢为200mg/Nm3，溶液循环量为196m3/h，压力为2.3MPa工况下，塔阻力为＜0.02 Mpa；通气量可达100000Nm3/h，塔出口气体中硫化氢含量控制在2mg/Nm3以下；硫化氢气体出口2mg/Nm3以下；效率99%以上。
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