CN109331634B - 一种气水分离导液装置以及应用该气水分离导液装置的脱硫塔 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气水分离导液装置以及应用该气水分离导液装置的脱硫塔，所述气水分离导液装置，包括脱硫塔塔体、接液槽、导液槽和环形导液槽，环形导液槽嵌入连接于脱硫塔塔体内，其周侧与脱硫塔塔体内壁密封连接，脱硫塔塔体内或外一侧、两侧或多侧设有与环形导液槽连通的降液管，若干导液槽横向架置于环形导液槽上侧，且各导液槽的两端端部均与环形导液槽连通连接，所述接液槽包括上接液槽、下接液槽，导液槽与环形导液槽以及相邻两导液槽之间分别连通连接有若干上接液槽以及相邻两上接液槽之间的下方均设置有下接液槽，相邻两上接液槽之间均设有导气罩，相邻两上接液槽之间下接液槽上方均设有分隔板，且该分隔板上端与导气罩连接，下端与下接液槽底部连接。
Description
技术领域
本发明涉及资源与环境保护技术领域，具体涉及一种气水分离导液装置以及应用该气水分离导液装置的脱硫塔。
背景技术
我国的燃煤烟气均采取了脱硫装置对烟气中的污染物进行处理，其中超过90％采用了湿法洗涤烟气脱硫技术，湿法脱硫装置在运行过程中，高温烟气与喷淋液接触，洗涤液中水分蒸发成水蒸气进入烟气，形成高温饱和湿烟气排放至环境空气中，同时也向环境空气排放了大量水分。携带大量水分的高湿脱硫尾气进入大气中，在冬季寒冷气温下，环境空气稳定度及饱和度高，高湿烟气携带的冷凝水滴及污染物挥发及扩散困难，是形成冬季区域性雾霾的主要因素之一，为了减小高湿烟气对环境的危害，必须对湿法脱硫尾气等高湿气体进行除湿之后再向环境中排放。
目前，针对高湿烟气进行除湿排放技术研究尚处于起步阶段，其中直接冷凝降温除湿技术具有投资省、运行能耗低、占地小的优点，可广泛应用于各种高湿烟气治理。以湿法脱硫尾气为例，冷凝除湿过程中的凝结水分可收集用于脱硫剂制浆及除雾器冲洗，降低湿法脱硫系统水耗，而实现冷凝后烟气的气水分离的关键设备是气水分离装置。现有的气水分离装置均存在漏液量大、阻力降高、气流不均匀等缺点，冷凝水回用率低，大量冷凝水从气液分离装置穿过，进入湿法脱硫塔浆池，打破了湿法脱硫系统的水平衡，导致脱硫系统无法正常稳定运行。因此，如何高效、低能耗收集湿法脱硫尾气冷凝水分，实现湿法脱硫系统水平衡是目前高湿烟气冷凝除湿排放面临的技术难题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决背景技术中的技术问题，提供一种气水分离导液装置以及应用该气水分离导液装置的脱硫塔，主要用于湿法脱硫塔内将高湿烟气冷凝后进行气水分离，实现冷凝水回收利用，也可用于其他高湿工业烟气治理。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种气水分离导液装置，包括脱硫塔塔体、接液槽、导液槽、降液管和环形导液槽，环形导液槽嵌入连接于脱硫塔塔体内，其周侧与脱硫塔塔体内壁密封连接，脱硫塔塔体内或外一侧、两侧或多侧设有与环形导液槽连通的降液管，若干导液槽横向架置于环形导液槽上侧，且各导液槽的两端端部均与环形导液槽连通连接，所述接液槽包括上接液槽、下接液槽，导液槽与环形导液槽以及相邻两导液槽之间分别连通连接有若干上接液槽以及相邻两上接液槽之间的下方均连通连接有下接液槽，所述上接液槽、下接液槽均开口朝上截面呈V字型，相邻两上接液槽之间均设有导气罩，相邻两上接液槽之间下接液槽上方均设有分隔板，且该分隔板上端与导气罩连接，下端与下接液槽底部连接。
对于本发明的一种优化，脱硫塔塔体内或外一侧、两侧或多侧设有与环形导液槽连通的。
对于本发明的一种优化，上接液槽、下接液槽均由V型导板以及连接于V型导板两侧端上边沿上的导液侧板构成，所述导气罩纵向贯通，其两侧的侧壁上设有槽口向下的定位槽，导气罩两侧通过定位槽挂置于其两侧上接液槽的导液侧板上。
对于本发明的一种优化，所述上接液槽的导液侧板分别向下延伸构成并向两侧折边构成导液板折边，相邻两上接液槽之间相对一侧的导液板折边端部之间的间距小于其下侧的下接液槽两导液侧板之间的间距。
对于本发明的一种优化，脱硫塔塔体靠近环形导液槽一侧开设有通口，集液槽通过该通口与环形导液槽连通，设置于脱硫塔塔体外的降液管上端与集液槽连通连接。
对于本发明的一种优化，上接液槽底端与下接液槽顶端之间的间距为30mm-150mm。
对于本发明的一种优化，导液槽两侧的槽壁上开设有若干用于安装上接液槽、下接液槽的第一安装口、第二安装口。
一种脱硫塔，脱硫塔塔体内使用了如权利要求1至7中任意一项所述的气水分离导液装置。
对于本发明的一种优化，脱硫塔塔体内气水分离导液装置上方依次设置有烟气冷凝降温装置、除雾器，其下方设置有烟气洗涤装置。
对于本发明的一种优化，烟气洗涤装置下方塔体底部作为脱硫浆池，除雾器上方脱硫塔塔体顶部出口作为与烟道连通的净气出口，脱硫塔塔体外设有循环泵，循环泵通过管路分别连通脱硫浆池、烟气洗涤装置。
本发明与背景技术相比，具有开发了一种高效的气水分离导液装置，通过对气液两相分别导流，消除气水分离装置中的横向气流、水滴二次雾化现象，有效的解决了现有气水分离装置存在的漏液量大及阻力高的难题，还能对烟气流场进行整定，提高气液换热效率，实现湿法脱硫系统水平衡。
附图说明
图1是气水分离导液装置的俯视结构示意图。
图2是A-A剖视图。
图3是环形导液槽、接液管、导液槽的连接示意图。
图4是下接液管的截面示意图。
图5是上接液管的截面示意图。
图6是上接液管、下接液管、导气罩、分隔板的连接示意图。
图7是导液槽与上接液槽、下接液槽的立体安装示意图。
图8是使用该气水分离导液装置的脱硫塔原理示意图。
具体实施方式
实施例1：参照图1～8。一种气水分离导液装置，包括脱硫塔塔体1、接液槽2、导液槽3、降液管4和环形导液槽5，环形导液槽5嵌入连接于脱硫塔塔体1内，其周侧与脱硫塔塔体1内壁密封连接，脱硫塔塔体1内或外一侧、两侧或多侧设有与环形导液槽5连通的降液管4，若干导液槽3横向架置于环形导液槽5上侧，且各导液槽3的两端端部均与环形导液槽5连通连接，所述接液槽2包括上接液槽21、下接液槽22，导液槽3与环形导液槽5之间、相邻两导液槽3之间均连通连接有若干上接液槽21；导液槽3与环形导液槽5之间、相邻两导液槽3之间相邻两上接液槽21之间的下方分别连通连接有下接液槽22，导液槽3两侧的槽壁31上开设有若干用于安装上接液槽21、下接液槽22的第一安装口300、第二安装口200。
所述上接液槽21、下接液槽22均开口朝上截面呈V字型，相邻两上接液槽21之间均罩设有导气罩6，相邻两上接液槽21之间下接液槽22上方均设有分隔板7，且该分隔板7顶端与导气罩6连接，下端与下接液槽22底部连接。气流在穿过下接液槽22向上运动过程中，横向气流被分隔板7阻挡，有效避免了横向气流形成的涡流及液体二次雾化引起的阻力增加，同时，穿过上接液槽21的斜向运动雾滴与分隔板7碰撞并捕集，避免了斜向运动雾滴穿过气液分离装置引起的漏液。
脱硫塔塔体1内或外一侧、两侧或多侧设有与环形导液槽5连通的集液槽8，所述降液管上端与集液槽8连通连接。脱硫塔塔体1靠近环形导液槽5一侧开设有通口，集液槽8通过该通口与环形导液槽连通，设置于脱硫塔塔体1外的降液管上端与集液槽8连通连接。上接液槽21、下接液槽22均由V型导板20以及连接于V型导板20两侧端上边沿上的导液侧板201构成，所述导气罩6纵向贯通，其两侧的侧壁上设有槽口向下的定位槽61，导气罩6两侧通过定位槽61挂置于其两侧上接液槽21的导液侧板201上。
设置于相邻两上接液槽21间隙之间的下方的下接液槽22，其由若干等间距平行布置的V型导板20组成，V型导板20用于收集穿过上层接液槽21穿气通道的水滴、导液侧板201下落水滴及被分隔板7捕集的斜向运动水滴，
所述上接液槽21的导液侧板201分别向下延伸构成并向两侧折边构成导液板折边202，相邻两上接液槽21之间相对一侧的导液板折边202端部之间的间距h小于其下侧的下接液槽22两导液侧板201之间的间距H。导液板折边202的设置其目的在于防止上接液槽21外壁面富集水滴由于表面张力作用，沿着外壁面流动至上接液槽21底端，并直接进入脱硫浆池15，影响脱硫系统水平衡。上接液槽21底端与下接液槽22顶端之间的间距为30mm-150mm。
实施例2：参照图1-8。一种脱硫塔，脱硫塔塔体内使用了所述的气水分离导液装置11，脱硫塔塔体1内气水分离导液装置11上方依次设置有烟气冷凝降温装置12、除雾器13，其下方设置有烟气洗涤装置14；烟气洗涤装置14下方塔体底部作为脱硫浆池15，除雾器13上方脱硫塔塔体1顶部出口作为与烟道连通的净气出口16，脱硫塔塔体1外设有循环泵17，循环泵17通过管路分别连通脱硫浆池15、烟气洗涤装置14。
所述气水分离导液装置11安装在脱硫塔塔体1内部，位于烟气洗涤系统14上方，烟气冷凝降温系统12下方，用于对完成脱硫洗涤后的饱和湿烟气的升气，并对烟气流场进行导流整定，同时收集降温喷淋层喷淋液及饱和蒸汽冷凝液，实现烟气的气水分离并回收饱和烟气中的水分进行再利用。
接液槽2即所述上接液槽21、下接液槽22的长度为0.5-2.0m，其覆盖于脱硫塔塔体内横截面的面积为塔截面的50％-90％，接液槽穿气通道气速为7-12m/s。上接液槽21、下接液槽22每侧竖直向重叠距离为5-30mm。所述的上接液槽宽度为100-200mm，穿气通道宽度与接液槽宽度比为0.6:1-1:1，上接液槽的设计接液量为：10-20m3/m2·h。导液侧板201的高度自V型导板20两侧端部向上延伸10-50mm，导液板折边202宽度为5-30mm，导液侧板201与导液板折边202的夹角为110-150°。分隔板7的厚度为0.5-3mm，定位槽61宽度为0.5-2mm，定位槽61高度为30-100mm。下接液槽22的宽度为80-200mm，穿气通道宽度与接液槽宽度比为0.6:1-1.2:1，下接液槽22的设计接液量为：5-20m3/m2·h。
燃煤烟气进入脱硫塔塔体1后，进入烟气洗涤系统14，与循环喷淋液逆向接触，烟气中的SO2、HCl、HF、颗粒物等污染物被喷淋雾滴接触反应，实现污染物去除，高温烟气与喷淋液换热降温，喷淋液中部分水分受热气化，完成洗涤后的烟气达到饱和状态。饱和烟气向上移动，穿过气水分离导液装置11，进入烟气冷凝降温系统12，与降温喷淋层低温喷淋液逆向接触，饱和烟气中的水蒸气经换热冷凝成液态水滴，并与低温喷淋雾滴碰撞富集，在重力作用下进入气水分离导液装置11后排出塔外，完成冷凝的饱和烟气携带部分细小凝结水滴继续向上移动进入除雾器层，在惯性作用下，烟气中残余凝结水滴在除雾器表面碰撞、富集，实现烟气脱水干燥，完成碰撞富集的水滴在重力作用下落入气水分离导液装置11，随降温喷淋液排出塔外，完成脱水干燥的烟气由烟道送至烟囱出口排放，实现烟气的深度净化及冷凝水回收利用。
本发明通过上述技术方案，获得了以下技术效果：
1)本发明提供了一种脱硫高湿尾气冷凝收水的解决方案，通过对气液分别导流实现气水高效分离的同时，对高湿烟气进行流场整定，提高湿烟气冷凝降温效率。
2)本发明提供了一种气液分离装置漏液解决方案，通过在上接液槽外侧设置导液侧板，有效避免因上接液槽表面张力引起的雾滴在外表面富集引起的漏液，实现接液槽不漏液，实现湿法脱硫系统水平衡。
3)本发明提供了一种降低气液分离装置阻力的解决方案，在上接液槽穿气通道设置导气罩，阻挡横向气流实现气流在单通道中向上流动，避免液体二次雾化，在降低气液分离装置阻力的同时进一步降低系统漏液量。
需要理解到的是：本实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明，只是对本发明的简单说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的发明创造，均落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种气水分离导液装置，其特征在于包括脱硫塔塔体(1)、接液槽(2)、导液槽(3)、降液管(4)和环形导液槽(5)，环形导液槽(5)嵌入连接于脱硫塔塔体(1)内，其周侧与脱硫塔塔体(1)内壁密封连接，脱硫塔塔体(1)内或外一侧、两侧或多侧设有与环形导液槽(5)连通的降液管(4)，若干导液槽(3)横向架置于环形导液槽(5)上侧，且各导液槽(3)的两端端部均与环形导液槽(5)连通连接，所述接液槽包括上接液槽(21)、下接液槽(22)，导液槽(3)与环形导液槽(5)之间、相邻两导液槽(3)之间分别连通连接有若干上接液槽(21)以及相邻两上接液槽(21)之间的下方均连通连接有下接液槽(22)，所述上接液槽(21)、下接液槽(22)均开口朝上截面呈V字型，相邻两上接液槽(21)之间均设有导气罩(6)，相邻两上接液槽(21)之间下接液槽(22)上方均设有分隔板(7)，且该分隔板(7)上端与导气罩(6)连接，下端与下接液槽(22)底部连接；
上接液槽(21)、下接液槽(22)均由V型导板(20)以及连接于V型导板(20)两侧端上边沿上的导液侧板(201)构成，所述导气罩(6)纵向贯通，其两侧的侧壁上设有槽口向下的定位槽(61)，导气罩(6)两侧通过定位槽(61)挂置于其两侧上接液槽(21)的导液侧板(201)上；所述上接液槽(21)的导液侧板(201)分别向下延伸构成并向两侧折边构成导液板折边(202)，相邻两上接液槽(21)之间相对一侧的导液板折边(202)端部之间的间距h小于其下侧的下接液槽(22)两导液侧板(201)之间的间距H；
脱硫塔塔体(1)靠近环形导液槽(5)一侧开设有通口，集液槽(8)通过该通口与环形导液槽连通，设置于脱硫塔塔体(1)外的降液管上端与集液槽(8)连通连接。
2.根据权利要求1所述的气水分离导液装置，其特征是：脱硫塔塔体(1)内或外一侧、两侧或多侧设有与环形导液槽(5)连通的集液槽(8)，所述降液管上端分别与集液槽(8)连通连接。
3.根据权利要求1所述的气水分离导液装置，其特征是：上接液槽(21)底端与下接液槽(22)顶端之间的间距为30mm-150mm。
4.根据权利要求1所述的气水分离导液装置，其特征是：导液槽(3)两侧的槽壁上开设有若干用于安装上接液槽(21)、下接液槽(22)的第一安装口(300)、第二安装口(200)。
5.一种脱硫塔，其特征在于，脱硫塔塔体(1)内使用了如权利要求1至4中任意一项所述的气水分离导液装置；脱硫塔塔体(1)内气水分离导液装置上方依次设置有烟气冷凝降温装置(12)、除雾器(13)，其下方设置有烟气洗涤装置(14)；烟气洗涤装置(14)下方塔体底部作为脱硫浆池(15)，除雾器(13)上方脱硫塔塔体(1)顶部出口作为与烟道连通的净气出口(16)，脱硫塔塔体(1)外设有循环泵(17)，循环泵(17)通过管路分别连通脱硫浆池(15)、烟气洗涤装置(14)。
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