CN109173561A - 一种风帽式烟气消白塔 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种风帽式烟气消白塔,浆液池上方自下而上依次设有浆液喷淋循环系统、冷却循环液喷淋循环系统、蒸汽消白器层、屋脊式除雾器层;浆液喷淋循环系统包括浆液喷淋层,及浆液喷淋层下方设有管栅气流增效器层;浆液池通过循环动力装置与浆液喷淋层形成循环;冷却循环液喷淋循环系统自上而下包括冷却循环液喷淋装置层,波纹板式填料层和风帽式集液器层;风帽式集液器层对喷淋的冷却液进行收集,并通过冷却液出口与冷却循环液喷淋装置层形成循环;蒸汽消白器层喷入蒸汽,加热冷凝后的饱和烟气,使饱和烟气变为不饱和烟气,并提高烟气的不饱和度和烟气温度;屋脊式除雾器层去除经过蒸汽消白器层的不饱和烟气携带的液滴。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟气消白塔,具体来说,是一种风帽式烟气消白塔,属于烟气消白技术领域。
背景技术
目前,国内绝大多数燃煤电厂或是其它化工行业的烟气,在排放前大都进行了湿法脱硫,烟气温度降至45℃-55℃,此时的烟气通常是饱和湿烟气,烟气中含有大量水蒸汽,水蒸汽中含有较多的溶解性盐、SO3、凝胶粉尘、微尘等(都是雾霾的主要成分)。如果烟气自烟囱直接排出进入到较低温度的环境空气中,由于环境空气的饱和湿度比较低,在烟气温度降低过程中,先变为饱和烟气,继而饱和烟气中的多余的水蒸汽会凝结成液态小水滴,形成湿烟羽,造成对大气的视觉上和实质上的污染。
烟气消白是对于大型的集中排放的工业烟气处理的一种较新颖的处理流程。现有的烟气处理,对于烟气消白处理的效率较低,烟气除水消白的效果也往往不佳。
如何将工业烟气处理与消白良好的结合起来,简化烟气消白塔的结构,优化消白塔内部空间结构,同时提升烟气消白的效果,已经成为了本领域亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种风帽式烟气消白塔,自下而上形成烟气处理浆液喷淋层循环和冷却液喷淋循环的双循环,达到、给烟气消除白烟以及冷凝水回收利用的多重效果;同时,还通过设置蒸汽消白器层来提高烟气的不饱和度和烟气温度,达到进一步的消白效果,并通过高效屋脊式除雾器有效去除经过蒸汽消白器层的不饱和烟气携带的液滴,消除烟囱出口的烟气带雨现象。
本发明采取以下技术方案:
一种风帽式烟气消白塔,消白塔1呈筒体结构,底部为浆液池3;浆液池3上方自下而上依次设有浆液喷淋循环系统、冷却循环液喷淋循环系统、蒸汽消白器层11、屋脊式除雾器层12;所述浆液喷淋循环系统包括浆液喷淋层6,及浆液喷淋层6下方设有管栅气流增效器层5;浆液池3通过循环动力装置与浆液喷淋层6形成循环;所述冷却循环液喷淋循环系统自上而下包括冷却循环液喷淋装置层10,波纹板式填料层9和风帽式集液器层7;所述风帽式集液器层7对喷淋的冷却液进行收集,并通过冷却液出口8与冷却循环液喷淋装置层10形成循环;所述蒸汽消白器层11喷入蒸汽,加热冷凝后的饱和烟气,使饱和烟气变为不饱和烟气,并提高烟气的不饱和度和烟气温度;所述屋脊式除雾器层12去除经过蒸汽消白器层11的不饱和烟气携带的液滴;烟气入口2设于管栅气流增效器层5与浆液池3液面之间,烟气出口4设于消白塔顶部。
进一步的,所述管栅气流增效器层5具有若干层管栅,各管栅相互平行,相邻层的管栅纵向相互错开。
进一步的,风帽式集液器层7具有上下贯通的筒体703,筒体703上通过连接件702与风帽701连接,风帽与筒体之间的间隙为为烟气向上通道,筒体下方的支撑板用于收集冷却喷淋液,喷淋液由冷却液出口8与外部连通,支撑板由支撑梁704支撑,支撑梁704固定在消白塔的内壁上。
更进一步的,风帽701与筒体703之间的间隙可调,进而调节风帽对于烟气的阻力。
更进一步的,所述风帽701呈锥形结构,其外径大于筒体703的外径。
进一步的,所述波纹板式填料层9为PTFE材质的波纹板填料,该波纹板填料由填料层支撑结构支撑,填料层支撑结构包括横向支撑杆902,横向支撑杆901由环形支撑圈903连为一体,相邻横向支撑杆901对波纹板填料901进行支撑,横向支撑杆901凸出于环形支撑圈903的部位与消白塔1内壁固定连接。
更进一步的,所述横向支撑杆902的外壁上设有防腐层902a。
本发明的有益效果在于:
1)自下而上形成烟气处理浆液喷淋层循环和冷却液喷淋循环的双循环,达到、给烟气消除白烟以及冷凝水回收利用的多重效果;
2)通过设置蒸汽消白器层来提高烟气的不饱和度和烟气温度,达到进一步的消白效果;
3)通过高效屋脊式除雾器有效去除经过蒸汽消白器层的不饱和烟气携带的液滴,消除烟囱出口的烟气带雨现象。
4)管栅气流增效器,大幅提高气流均布和气液两相传质效果,使不饱和烟气经过下部浆液喷淋装置时加速饱和,使饱和烟气经过下部浆液喷淋装置时冷凝水加速析出。
5)风帽式集液器采用封板与风筒风帽的组合结构,即可以是饱和烟气自由上行,又可以有效截留上部冷却循环液,避免与下部喷淋的浆液混和,可以有效降低烟气阻力,节能降耗。
6)通过风帽式集液器的冷却液排出口,使冷却循环液在消白塔外部继续冷却和循环,即能返回消白塔上部继续喷淋冷却,又能回收烟气冷凝水,达到烟气冷凝水回收利用的功能。
7)蒸汽消白器,采用喷入蒸汽的方法加热冷凝后的饱和烟气,使饱和烟气变为不饱和烟气,提高烟气的不饱和度和烟气温度,达到进一步的消白效果。
附图说明
图1是本发明风帽式烟气消白塔的透视图。
图2是图1中,管栅气流增效器层的局部放大图。
图3是图1中,风帽式集液器层的局部放大图。
图4是风帽式集液器层的立面示意图。
图5是单个风帽式集液器的结构详图。
图6是波纹板式填料层的俯视图。
图7是图6中A部位的详图。
图中,1.消白塔,2.烟气入口,3.浆液池,4.烟气出口,5.管栅气流增效器层,6.浆液喷淋层,7.风帽式集液器层,8.冷却液出口,9.波纹板式填料层,10.冷却液喷淋装置,701.风帽,702.连接件,703.筒体,704.支撑梁,901.支撑杆,902.支撑杆,903.支撑圈,902a.防腐层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
参见图1-图7,一种风帽式烟气消白塔,消白塔1呈筒体结构,底部为浆液池3;浆液池3上方自下而上依次设有浆液喷淋循环系统、冷却循环液喷淋循环系统、蒸汽消白器层11、屋脊式除雾器层12;所述浆液喷淋循环系统包括浆液喷淋层6,及浆液喷淋层6下方设有管栅气流增效器层5;浆液池3通过循环动力装置与浆液喷淋层6形成循环;所述冷却循环液喷淋循环系统自上而下包括冷却循环液喷淋装置层10,波纹板式填料层9和风帽式集液器层7;所述风帽式集液器层7对喷淋的冷却液进行收集,并通过冷却液出口8与冷却循环液喷淋装置层10形成循环;所述蒸汽消白器层11喷入蒸汽,加热冷凝后的饱和烟气,使饱和烟气变为不饱和烟气,并提高烟气的不饱和度和烟气温度;所述屋脊式除雾器层12去除经过蒸汽消白器层11的不饱和烟气携带的液滴;烟气入口2设于管栅气流增效器层5与浆液池3液面之间,烟气出口4设于消白塔顶部。
在此实施例中,参见图2,所述管栅气流增效器层5具有若干层管栅,各管栅相互平行,相邻层的管栅纵向相互错开。
在此实施例中,参见图5,风帽式集液器层7具有上下贯通的筒体703,筒体703上通过连接件702与风帽701连接,风帽与筒体之间的间隙为为烟气向上通道,筒体下方的支撑板用于收集冷却喷淋液,喷淋液由冷却液出口8与外部连通,支撑板由支撑梁704支撑,支撑梁704固定在消白塔的内壁上。
在此实施例中,参见图5,风帽701与筒体703之间的间隙可调,进而调节风帽对于烟气的阻力。
在此实施例中,参见图5,所述风帽701呈锥形结构,其外径大于筒体703的外径。
在此实施例中,所述波纹板式填料层9为PTFE材质的波纹板填料,参见图6,该波纹板填料由填料层支撑结构支撑,填料层支撑结构包括横向支撑杆902,横向支撑杆901由环形支撑圈903连为一体,相邻横向支撑杆901对波纹板填料901进行支撑,横向支撑杆901凸出于环形支撑圈903的部位与消白塔1内壁固定连接。
在此实施例中,参见图7,所述横向支撑杆902的外壁上设有防腐层902a。
其中:
管栅气流增效器层5,大幅提高气流均布和气液传质,有效提高消白效果。
风帽式集液器层7,用于隔离烟气消白塔1上下层喷淋液,使烟气可以上行到消白塔1上部,与上部喷淋的冷却循环液接触,但上部喷淋的冷却循环液不能落于消白塔1的下部浆液池3。该装置底部是按整个消白塔横截面设置的封板,使消白塔上部冷却循环液不能落于消白塔下部浆液池3。该装置还包括均匀分布于封板上的风筒,风筒设置为大口径及一定高度的圆形筒体结构,风筒底部的法兰紧固在封板上,封板上按风筒的数量开相应的孔,使消白塔内的烟气可以经过风筒上行至消白塔上部,尽可能减少烟气阻力的增加。风筒采用10mm厚的PP材质,防腐和耐磨性能优异。该装置的每个风筒都配置一个风帽,风帽用数个连接杆件悬撑在风筒侧壁,风帽与风筒上缘之间设置一定的高度,使烟气可以从风筒与风帽之间穿行至消白塔1上部;风帽的投影面积大于风筒的横截面积,使上部的冷却循环液不能通过风筒落至消白塔的下部浆液池3,避免与消白塔下部喷淋的浆液混合。该装置风筒与风帽之间的高度,是烟气自由上行之通道,可依据塔内烟气量的大小调整,以尽可能减少系统烟气阻力及设置合理的消白塔整体高度为优先原则。该装置的风帽采用较厚(16mm)的小角度圆锥顶结构或多边形锥顶结构,可以承受上部浆液喷淋施加的压力,并疏散上部的冷却冷却循环液至封板。
冷却液外排口8,风帽式集液器层7收集的上部冷却循环液,不能一直积聚在封板之上,需送至消白塔1外部,经过冷却后可返回消白塔1的上部冷却循环液喷淋装置10继续喷淋,使饱和烟气降温降湿,析出冷凝水,达到给烟气消除白烟和烟气冷凝水回收利用的双重作用。
波纹板式填料层9采用高性能PTFE填料,是一种波纹板式模块产品,以填充的方式堆积一定的高度,布置在消白塔1的上部冷却循环液喷淋装置10与风帽式集液器7之间。PTFE填料耐热、耐湿、耐腐蚀、耐磨损、清洁,波纹形模块表面能大幅提高烟气与喷淋液的接触面积,在冷却循环液喷淋的作用下波纹板表面形成液膜,温度低于饱和烟气温度,可加速降低烟气中的含水率,使饱和烟气降温降湿,析出冷凝水,达到给烟气消除白烟和烟气冷凝水回收利用的双重作用。
蒸汽消白器11,采用喷入蒸汽的方法加热冷凝后的饱和烟气,使饱和烟气变为不饱和烟气,提高烟气的不饱和度和烟气温度,达到进一步的消白效果。
高效屋脊式除雾器12,有效去除经过蒸汽消白器11的不饱和烟气携带的液滴,消除烟囱出口的烟气带雨现象。
工艺流程:
气相:烟气从消白塔的烟气入口2进入消白塔1,通过管栅气流增效器5和下部浆液喷淋装置6接触,经过喷淋冷却后(烟气温度高于浆液温度),烟气完全饱和,经过风帽式集液器7的均布风帽上行至消白塔上部,再经过上部冷却循环液喷淋,与高性能PTFE填料9接触降温降湿,使饱和烟气中的冷凝液析出,降落至风帽式集液器7的封板上,饱和烟气继续上行,经过蒸汽消白器11喷出的蒸汽升温,饱和烟气变为不饱和烟气,再经过高效屋脊式除雾器12去除烟气中携带的水汽,经过降温降湿再升温的烟气从消白塔烟气出口4引出。
液相:饱和烟气在消白塔1的上部被冷却循环液喷淋后,烟气温度降低,在与高性能PTFE填料9接触时形成液膜充分接触冷却,析出的冷凝液降落至风帽式集液器7的封板上,由冷却液排出口8排放至消白塔1外部,再次进行冷却,循环利用,返回至上部冷却循环液喷淋装置10,继续给饱和烟气喷淋降温。
以上是本发明的优选实施例,本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进,在不脱离本发明总的构思的前提下,这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。
Claims (7)
1.一种风帽式烟气消白塔,其特征在于:
消白塔(1)呈筒体结构,底部为浆液池(3);浆液池(3)上方自下而上依次设有浆液喷淋循环系统、冷却循环液喷淋循环系统、蒸汽消白器层(11)、屋脊式除雾器层(12);
所述浆液喷淋循环系统包括浆液喷淋层(6),及浆液喷淋层(6)下方设有管栅气流增效器层(5);浆液池(3)通过循环动力装置与浆液喷淋层(6)形成循环;
所述冷却循环液喷淋循环系统自上而下包括冷却循环液喷淋装置层(10),波纹板式填料层(9)和风帽式集液器层(7);所述风帽式集液器层(7)对喷淋的冷却液进行收集,并通过冷却液出口(8)与冷却循环液喷淋装置层(10)形成循环;
所述蒸汽消白器层(11)喷入蒸汽,加热冷凝后的饱和烟气,使饱和烟气变为不饱和烟气,并提高烟气的不饱和度和烟气温度;
所述屋脊式除雾器层(12)去除经过蒸汽消白器层(11)的不饱和烟气携带的液滴;
烟气入口(2)设于管栅气流增效器层(5)与浆液池(3)液面之间,烟气出口(4)设于消白塔顶部。
2.如权利要求1所述的风帽式烟气消白塔,其特征在于:所述管栅气流增效器层(5)具有若干层管栅,各管栅相互平行,相邻层的管栅纵向相互错开。
3.如权利要求1所述的风帽式烟气消白塔,其特征在于:风帽式集液器层(7)具有上下贯通的筒体(703),筒体(703)上通过连接件(702)与风帽(701)连接,风帽与筒体之间的间隙为为烟气向上通道,筒体下方的支撑板用于收集冷却喷淋液,喷淋液由冷却液出口(8)与外部连通,支撑板由支撑梁(704)支撑,支撑梁(704)固定在消白塔的内壁上。
4.如权利要求3所述的风帽式烟气消白塔,其特征在于:风帽(701)与筒体(703)之间的间隙可调,进而调节风帽对于烟气的阻力。
5.如权利要求3所述的风帽式烟气消白塔,其特征在于:所述风帽(701)呈锥形结构,其外径大于筒体(703)的外径。
6.如权利要求1所述的风帽式烟气消白塔,其特征在于:所述波纹板式填料层(9)为PTFE材质的波纹板填料,该波纹板填料由填料层支撑结构支撑,填料层支撑结构包括横向支撑杆(902),横向支撑杆(901)由环形支撑圈(903)连为一体,相邻横向支撑杆(901)对波纹板填料(901)进行支撑,横向支撑杆(901)凸出于环形支撑圈(903)的部位与消白塔(1)内壁固定连接。
7.如权利要求6所述的风帽式烟气消白塔,其特征在于:所述横向支撑杆(902)的外壁上设有防腐层(902a)。
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