CN107670489A - 一种带有塔壁导流体的脱硫吸收塔 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带有塔壁导流体的脱硫吸收塔，包括塔体、浆液池、喷淋层、喷淋层下方塔壁上设置的不连续的导流体，其中所述导流体为至少一组。该脱硫吸收塔通过导流体的不连续设置方式，解决了现有技术中设有增效导流环的脱硫塔存在的能耗高的问题，具有积极的技术意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种带有塔壁导流体的脱硫吸收塔，属于烟气净化设备领域。
背景技术
在目前的工业烟气净化需求中，脱硫的需求占比非常大。
我国的主要大气污染属于典型的煤烟型污染，以粉尘和酸雨的危害最大。其中，造成酸雨的主要原因是工业烟气中的二氧化硫排放。因此严格控制烟气中的二氧化硫含量，降低酸雨对环境的危害，是环保技术发展的一个重点。
由于目前常用的脱硫技术主要是湿法脱硫工艺，因此主要通过脱硫吸收塔来实现。在目前常见的吸收塔中，是通过喷淋层对上行的烟气进行洗涤；由于吸收塔周边区域阻力较小，导致大部分烟气从靠近塔壁的地方通过喷淋层上行，造成整个吸收塔截面上液气比分布不均匀；同时，还会有很多喷淋吸收液在塔壁聚集成为贴壁流，这部分吸收液对液气反应参与度较低；这些现象造成了脱硫效率下降。为了应对这些不利现象，现有技术中出现了一种环式增效装置。
申请号为201520012721.4、名称为“带整流装置的高效、防冲刷烟气湿法脱硫塔”的中国实用新型专利申请中，就在独立权利要求中公开了一种在湿法脱硫塔中设置“增效导流环”的方案，并在从属权利要求中进一步限定增效导流环为圆环形。
在脱硫塔内壁设置增效导流环的不足是：在增效导流的同时，在导流环下方形成了“风阻区”，增大了烟气上行的阻力；由于脱硫塔的运行需要保持烟气进口和出口的压力差，在出口压力要求限定的情况下，增大烟气运行阻力就意味着要额外增加为烟气加压的能耗。
因此，设计一种液气分布均匀、脱硫效率高同时能耗更低的脱硫吸收塔，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中设有增效导流环的脱硫塔存在的能耗高的问题，本发明提供一种带有塔壁导流体的脱硫吸收塔，塔壁上设置有不连续的导流体，在收集贴壁流并重新破碎为液滴、提升液气分布均匀度的同时，减少烟气运行阻力从而降低加压能耗。
本发明采用下述技术方案：
一种带有塔壁导流体的脱硫吸收塔，包括塔体、浆液池、喷淋层，其特征在于：
喷淋层下方塔壁上设置有至少一组不连续的导流体。
优选的，每组所述导流体为至少2层且上下层的导流体交错设置。
进一步的，单个所述导流体在水平面的投影形状为扇环，扇环的外弧与塔壁重合；所述导流体横截面为直角三角形，三角形竖直方向的直角边与塔壁重合。更进一步的，所述导流体横截面中，竖直方向的直角边长75~300mm，斜边长150~600mm。或更进一步的，每层所述导流体包括8~12个；所述导流体在水平面的投影扇环圆心与塔体中轴重合。
或优选的，所述每组导流体在水平面的投影形成闭合的环形。
或优选的，所述导流体上设有导流孔。进一步的，所述导流孔为竖直方向的圆孔且直径为20~30mm。或进一步的，所述导流孔之间的导流体表面还设有分流凸起。更进一步的，所述分流凸起为球面形状且直径小于导流孔直径。
本发明具有以下的优点：
1) 所述导流体为不连续的，在导流体之间留有空隙，上行的烟气可以沿空隙的路径前进，运行阻力较小，因此所需要的加压能耗较小；
2) 优选方案中，导流孔可以将导流体收集的液膜，重新破碎为液滴，实现浆液再分配，使得吸收区浆液的喷淋密度分布更为均匀，从而提高脱硫效率；
3) 优选方案中，导流体在水平面的投影形成闭合的环形，可以保证导流体对贴壁流浆液的收集效果；
4) 优选方案中，导流体表面设有分流凸起，能够改变浆液流的流向并对液流进行分散，更有利于浆液流的破碎效果。
附图说明
图1 是本发明实施例剖面结构示意图；
图2 是本发明实施例1中的上层导流体结构示意图；
图3 是本发明实施例1中的下层导流体结构示意图；
图4 是本发明实施例1中的1组导流体结构示意图；
图5 是本发明实施例中的导流体剖面结构示意图；
图6 是本发明实施例中的导流体上表面示意图；
其中：1.塔体；2.烟气输入管；3. 浆液池；4. 喷淋层；5. 导流体；6. 烟气出口；7. 浆液泵；8. 导流孔；9. 分流凸起。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例为一种带有塔壁导流体的脱硫吸收塔，其中塔体1下部侧面设有烟气输入管2，塔体1底部设有浆液池3，塔体1内中部设有3个喷淋层4，每个喷淋层4下方塔壁设置有1组导流体5，塔体1顶部设有烟气出口6。
其中，所述塔体1高26米，中部、下部为圆柱形，内壁直径为5.3米，顶部为圆台形，烟气出口6设在圆台形顶部，直径为2.6米。
烟气输入管2处的烟气相对压强为1260Pa，烟气出口6处的相对压强为60Pa，均为相对于大气压的正压；烟气自烟气输入管2进入塔体1内部后，在压强差的作用下上行。
浆液池3内的浆液为石灰石浆液；浆液池3侧面开口，以管道连通喷淋层4，使浆液可以在浆液泵7的作用下上升至喷淋层4，经喷淋层4的喷头喷洒而出，形成液滴，在重力作用下下降；与上行的烟气充分混合，形成气液交换状态，对烟气进行洗涤、吸收。所述浆液泵7类型为离心式液体泵。
如图2、图3、图4所述，3组导流体5采用相同布置方式，均设为上下2层，每层8个，两层导流体5间以交错方式设置；每组导流体在水平面的投影形成闭合的环形。单个所述导流体5在水平面的投影为圆心角30°的扇形环，圆心与塔体中轴线重合。
如图5、图6所示，导流体5横断面为直角三角形，竖直直角边长为75mm，斜边长为150mm；水平直角边所对应的面为导流体5的下表面，与水平面平行；三角形斜边所对应的面为导流体5的上表面，与塔壁夹角为60°倾斜向下。所述导流体5还设有多个通孔形式的圆形导流孔8，导流孔8呈以塔体1中心为圆心的放射性排列，直径为20mm；导流孔8走向竖直向下。
导流体5采用了横断面为三角形的结构而不是常见的片状结构，减轻了片状结构的夹角处造成的“窝风”现象，进一步降低了烟气上行时的阻力。
导流体5上表面在导流孔8之间还设有球面状的分流凸起9；如图6中箭头所示，当导流体5自塔壁上收集的浆液在导流体上表面流动时，分流凸起9会改变浆液流的流向并对液流进行分散，尽量使浆液较为均匀地进入导流孔8，防止浆液在导流孔8之间大股流下或者从少数导流孔8中流下，尽量保证破碎效果。实施例中的分流凸起9直径小于导流孔8直径，为15mm。
实施例2：
如图1所示，本实施例为一种带有塔壁导流体的脱硫吸收塔，塔体1下部侧面设有烟气输入管2，塔体1底部设有浆液池3，塔体1内中部设有3个喷淋层4，每个喷淋层4下方塔壁设置有1组导流体5，塔体1顶部设有烟气出口6。
其中，所述塔体1高37米，中部、下部为圆柱形，内壁直径为20米，顶部为圆台形，烟气出口6设在圆台形顶部，直径为9.5米。
烟气输入管2处的烟气相对压强为1190Pa，烟气出口6处的相对压强为70Pa，均为相对于大气压的正压；烟气自烟气输入管2进入塔体1内部后，在压强差的作用下上行。
浆液池3内的浆液为石灰石浆液；浆液池3侧面开口，以管道连通喷淋层4，使浆液可以在浆液泵7的作用下上升至喷淋层4，经喷淋层4的喷头喷洒而出，形成液滴，在重力作用下下降；与上行的烟气充分混合，形成气液交换状态，对烟气进行洗涤、吸收。所述浆液泵7类型为离心式液体泵。
所述3组导流体5采用相同布置方式，均设为上下2层，每层12个，两层导流体5间以交错方式设置；每组导流体在水平面的投影形成闭合的环形。单个所述导流体5在水平面的投影为圆心角20°的扇形环，圆心与塔体中轴线重合。
如图5、图6所示，导流体5横断面为直角三角形，竖直直角边长为300mm，斜边长为600mm；水平直角边所对应的面为导流体5的下表面，与水平面平行；三角形斜边所对应的面为导流体5的上表面，与塔壁夹角为60°倾斜向下。所述导流体5还设有多个通孔形式的圆形导流孔8，导流孔8呈以塔体1中心为圆心的放射性排列，直径为20mm；导流孔8走向竖直向下。
导流体5采用了横断面为三角形的结构而不是常见的片状结构，减轻了片状结构的夹角处造成的“窝风”现象，进一步降低了烟气上行时的阻力。
导流体5上表面在导流孔8之间还设有球面状的分流凸起9；如图6中箭头所示，当导流体5自塔壁上收集的浆液在导流体上表面流动时，分流凸起9会改变浆液流的流向并对液流进行分散，尽量使浆液较为均匀地进入导流孔8，防止浆液在导流孔8之间大股流下或者从少数导流孔8中流下，尽量保证破碎效果。实施例中的分流凸起9直径小于导流孔8直径，为15mm。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明和局部放大呈现的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种带有塔壁导流体的脱硫吸收塔，包括塔体（1）、浆液池（3）、喷淋层（4），其特征在于：
所述喷淋层（4）下方塔壁上设置有至少一组不连续的导流体（5）。
2.根据权利要求1所述的脱硫吸收塔，其特征在于，每组所述导流体（5）为至少2层且上下层的导流体（5）交错设置。
3.根据权利要求1所述的脱硫吸收塔，其特征在于，每组所述导流体（5）在水平面的投影形成闭合的环形。
4.根据权利要求1所述的脱硫吸收塔，其特征在于，所述导流体（5）上设有导流孔（8）。
5.根据权利要求2所述的脱硫吸收塔，其特征在于，单个所述导流体（5）在水平面的投影形状为扇环，扇环的外弧与塔壁重合；所述导流体（5）横截面为直角三角形，三角形竖直方向的直角边与塔壁重合。
6.根据权利要求5所述的脱硫吸收塔，其特征在于，所述导流体（5）横截面中，竖直方向的直角边长75~300mm，斜边长150~600mm。
7.根据权利要求5所述的脱硫吸收塔，其特征在于，每层所述导流体（5）包括8~12个；所述导流体（5）在水平面的投影扇环圆心与塔体（1）中轴重合。
8.根据权利要求4所述的脱硫吸收塔，其特征在于，所述导流孔（8）为竖直方向的圆孔且直径为20~30mm。
9.根据权利要求4所述的脱硫吸收塔，其特征在于，所述导流孔（8）之间的导流体（5）表面还设有分流凸起（9）。
10.根据权利要求9所述的脱硫吸收塔，其特征在于，所述分流凸起（9）为球面形状且直径小于导流孔（8）直径。
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