CN109966880A - 一种倾斜自适应筛板海水脱硫塔 - Google Patents

一种倾斜自适应筛板海水脱硫塔 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种倾斜自适应筛板海水脱硫塔，包括壳体，壳体上设置烟气进口、烟气出口、海水进口和吸收液出口，壳体内自上而下依次设置除雾装置、喷淋装置、第一扰流板、筛板、第二扰流板和吸收液池，筛板上形成持液层，第一扰流板和第二扰流板之间的壳体为球面壳体，筛板能够沿着球面壳体运动且在水平方向上转动的角度大于30度，使筛板能够在船体倾斜时自由转动并始终保持与重力方向的90度夹角。本发明能够高效脱硫，简化了工艺降低了成本；脱硫塔的第一扰流板和第二扰流板之间的壳体为球面壳体，使筛板能够在船体倾斜时自由转动并始终保持与重力方向的90度夹角，适用于在船舶复杂多变的运动环境下保证脱硫效果稳定。

Description

一种倾斜自适应筛板海水脱硫塔
技术领域
本发明涉及脱硫塔，具体为一种倾斜自适应筛板海水脱硫塔。
背景技术
筛板脱硫塔属于喷淋塔的一种，其脱硫特征以喷淋为主，辅以筛板强化。筛板是喷淋塔内优化改造的一种方式。筛板脱硫塔的优点是结构简单，金属耗量少，造价低廉；板上液面落差小、气体压降小；气体分散均匀，传质效率高。但传统筛板喷淋塔筛板位置固定，多用于陆基火力发电厂等领域。若船舶发生倾斜，筛板上的液面也会倾斜，形成不均匀的薄层或通孔裸露，气体在没有持液的一端穿过筛板，降低喷淋塔的脱硫效率。所以传统筛板脱硫塔不适用于船舶复杂多变的运动环境。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种倾斜状态下保持脱硫效果的倾斜自适应筛板海水脱硫塔。
技术方案：本发明所述一种倾斜自适应筛板海水脱硫塔，包括壳体，壳体上设置烟气进口、烟气出口、海水进口和吸收液出口，壳体内自上而下依次设置除雾装置、喷淋装置、第一扰流板、筛板、第二扰流板和吸收液池，筛板上形成持液层，第一扰流板和第二扰流板之间的壳体为球面壳体，筛板能够沿着球面壳体运动且在水平方向上转动的角度大于30度，使筛板能够在船体倾斜时自由转动并保持与重力方向的90度夹角。
筛板包括托盘、通孔和滑动圈。通孔设置在托盘上，在持液层形成气泡，增加传质面积，均匀的通孔使气流分布均匀，有利于洗涤；滑动圈与托盘的端部相连，且直接与球面壳体接触。通孔的孔径为20～50mm，开孔率为20～50％。
滑动圈的表面设置聚四氟乙烯层，使滑动圈在球面壳体内自由转动，在重力的作用下保持筛板与重力方向的90度夹角。筛板还包括围堰，围堰将筛板分割成若干区域，便于液体分布均匀。
第一扰流板、第二扰流板均为环形扰流板。环形扰流板由304或316不锈钢带制成。第一扰流板向下倾斜，与重力作用线成30-60度角，其径向宽度为塔体直径的1/60-1/30；第二扰流板向下倾斜，与重力作用线成30-60度角，其径向宽带为塔体直径的1/20-1/10。第一扰流板的作用是避免液体沿壁面流下，提高液体分布的均匀性；第二扰流板的作用是避免烟气沿壁面上升，提高烟气分布的均匀性；同时，第一扰流板、第二扰流板可限制筛板的最大倾斜幅度，防止筛板竖直或反转。
喷淋装置的液气比大于10，使筛板上始终有持液。
吸收液池中的吸收液定期处理至满足排放标准，再排至舷外。
工作原理：
(a)烟气沿脱硫塔下部的烟气进口进入，经过第二扰流板到达筛板下的喷淋层进行初步喷淋，再通过筛板上的通孔穿过筛板；
(b)烟气与筛板上方的持液层交替通过通孔形成气泡，气泡在持液层进一步进行传质；
(c)在筛板的作用下气体分布均匀，烟气通过筛板后上升至喷淋层，烟气中的SO2与海水中的碳酸盐充分反应，洗涤后的烟气最终排入大气；
(d)海水经过过滤装置过滤掉海洋生物及固体杂质后在泵的作用下沿海水进口进入喷淋塔上部的喷淋装置，经过第一扰流板垂直下落，在筛板上形成均匀的持液层；
(e)海水与烟气交替通过筛板，形成均匀的液滴，最终进入脱硫塔底部的吸收液池，吸收液池中的废水流至吸收液储柜，进行下一循环；
(f)吸收液储柜中的海水含有硫酸钠/亚硫酸钠，定期将一部分排入曝气池，鼓入空气氧化后进入除污柜，加入凝絮剂形成沉淀后，沉淀至废渣柜，处理后满足排放标准的清液排至舷外。
有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：
1、第一扰流板的安装阻挡了海水沿壁面向下流动，在扰流板的作用下，沿壁面流动的海水被导入筛板，提高了喷淋海水的利用率；第二扰流板的安装阻挡了沿壁面向上的烟气，在扰流板的作用下，烟气向塔中心聚拢，避免了烟气沿吸收塔内壁的逃逸现象，从而高效脱硫，简化了工艺降低了成本；
2、第一扰流板与第二扰流板采用不锈钢钢带制造，制作工艺简单，安装方便；两个扰流板分别针对液、气流动进行控制，尺寸和安装角度均可独立调节；
3、脱硫塔的第一扰流板和第二扰流板之间的壳体为球面壳体，使筛板能够在船体倾斜时自由转动并保持与重力方向的90度夹角，适用于在船舶复杂多变的运动环境下保持脱硫效果的稳定；
3、筛板通孔的孔径在20mm～50mm之间，开孔率为20～50％，筛板上方的持液与下方的烟气交替通过通孔，在持液层形成气泡，增加传质面积，均匀的通孔使气流分布均匀，利于喷淋层的洗涤，通过筛板的海水分布均匀，在筛板下形成二次喷淋，提高了脱硫效率。
附图说明
图1是本发明的剖视图。
图2是本发明的主视图。
图3是本发明的俯视图。
图4是本发明筛板9的俯视图。
图5是本发明筛板9的剖视图。
图6是本发明第一扰流板8和第二扰流板10的主剖视图。
图7是本发明使用状态的结构示意图。
图8是本发明的工作流程图。
具体实施方式
如图1～3，倾斜自适应筛板海水脱硫塔的壳体1的底部有烟气进口2和吸收液出口5，顶部有烟气出口3，中上部有海水进口4，壳体1的底部有吸收液池11，海水沿海水进口4流向液气比大于10的喷淋装置7，喷淋装置7上方设置除雾装置6，喷淋装置7下方有第一扰流板8和第二扰流板10，第一扰流板8和第二扰流板10之间的壳体1为球面壳体，第一扰流板8和第二扰流板10之间有筛板9，筛板9置于球面壳体内部，使筛板9能够在船体晃动时自由转动并保持水平状态，在水平方向上转动的角度不小于30度。筛板9上方的喷淋装置7将海水喷淋在筛板9上，在筛板9上形成持液层12。
如图4～5，筛板9上设置有托盘901、20～50mm孔径的通孔902、滑动圈903和围堰904。围堰904的作用是把筛板9分割成若干区域，使液体均匀分布。通孔902的作用是使烟气与海水交替通过，形成气泡增加传质面积同时增强烟气分布的均匀性。通孔902设置在托盘901上，滑动圈903与托盘901的端部相连，且直接与球面壳体接触。
如图6，第一扰流板8、第二扰流板10均为环形扰流板，由304或316不锈钢钢带制成。环形扰流板制作工艺简单，安装方便，针对所要控制的气体或液体其尺寸和安装角度均可独立调节。具体来讲，第一扰流板8主要用于阻挡海水沿壁面流动，同时限制筛板9与重力方向的夹角，因而其尺寸可以小于第二扰流板10；第二扰流板10主要用于阻挡烟气沿壁面流动，使烟气向塔中心聚拢，因而其尺寸需大于第一扰流板8。
在船体倾斜时，传统筛板塔的筛板9与重力方向的夹角小于90度，导致持液层12分布不均匀，一部分筛板9裸露，烟气从裸露部分通过，此时筛板9失去应有的作用，脱硫效率降低。如图7，本发明的倾斜自适应筛板海水脱硫塔，当船体倾斜时，筛板9始终与重力方向的夹角为90度。
海水中含有大量的NaHCO3，脱硫过程反应方程如下：
SO2+H2O→H2SO3
如图8，烟气沿脱硫塔下部的烟气进口3进入，经过第二扰流板10到达筛板9下的喷淋层进行初步喷淋，烟气中的SO2被海水中的NaHCO3吸收，再通过筛板9上的通孔902穿过筛板9；烟气撞击筛板9上方的持液层12形成气泡，气泡在持液层12中进一步发生脱硫反应；在筛板9的作用下气体分布均匀，烟气通过筛板9与持液层12后上升至喷淋层，烟气中的SO2与海水中的NaHCO3充分反应，洗涤后的烟气经过除雾装置6除去夹带的液滴后最终排入大气；海水经过过滤装置过滤掉海洋生物及固体杂质后在泵的作用下沿海水进口4进入喷淋塔上部的喷淋装置7，经过第一扰流板8垂直下落，在筛板9上形成均匀的持液层12；海水与烟气交替通过筛板9，形成均匀的液滴，最终进入脱硫塔底部的吸收液池11，吸收液池11中的废水流至吸收液储柜，进行下一循环。当海水中SO2溶解量接近饱和时上述化学反应会发生逆反应析出SO2，此时将部分吸收液定期导入曝气池进行氧化，反应如下：
经过曝气处理后，亚硫酸钠被氧化成化学性质相对稳定的硫酸钠，吸收液再进入除污柜，此时在除污柜中加入凝絮剂，吸收液底部形成沉淀，沉淀进入废渣池，处理后达到排放标准的清夜排至舷外。

Claims (10)

1.一种倾斜自适应筛板海水脱硫塔，其特征在于：包括壳体(1)，所述壳体(1)上设置烟气进口(2)、烟气出口(3)、海水进口(4)和吸收液出口(5)，所述壳体(1)内自上而下依次设置除雾装置(6)、喷淋装置(7)、第一扰流板(8)、筛板(9)、第二扰流板(10)和吸收液池(11)，所述筛板(9)上形成持液层(12)，所述第一扰流板(8)和第二扰流板(10)之间的壳体(1)为球面壳体，所述筛板(9)能够沿着球面壳体运动且在水平方向上转动的角度大于30度。
2.根据权利要求1所述的一种倾斜自适应筛板海水脱硫塔，其特征在于：所述筛板(9)包括托盘(901)、通孔(902)和滑动圈(903)。
3.根据权利要求2所述的一种倾斜自适应筛板海水脱硫塔，其特征在于：所述通孔(902)设置在托盘(901)上；所述滑动圈(903)与托盘(901)的端部相连，且直接与球面壳体接触。
4.根据权利要求3所述的一种倾斜自适应筛板海水脱硫塔，其特征在于：所述通孔(902)的孔径为20～50mm，开孔率为20～50％。
5.根据权利要求2所述的一种倾斜自适应筛板海水脱硫塔，其特征在于：所述滑动圈(903)的表面设置聚四氟乙烯层。
6.根据权利要求2所述的一种倾斜自适应筛板海水脱硫塔，其特征在于：所述筛板(9)还包括围堰(904)，所述围堰(904)将筛板(9)分割成若干区域。
7.根据权利要求1所述的一种倾斜自适应筛板海水脱硫塔，其特征在于：所述第一扰流板(8)、第二扰流板(10)均为环形扰流板。
8.根据权利要求7所述的一种倾斜自适应筛板海水脱硫塔，其特征在于：所述第一扰流板(8)向下倾斜，与重力作用线成30-60度角，其径向宽度为塔体直径的1/60-1/30；所述第二扰流板(10)向下倾斜，与重力作用线成30-60度角，其径向宽带为塔体直径的1/20-1/10。
9.根据权利要求1所述的一种倾斜自适应筛板海水脱硫塔，其特征在于：所述喷淋装置(7)的液气比大于10。
10.根据权利要求1所述的一种倾斜自适应筛板海水脱硫塔，其特征在于：所述吸收液池(11)中的吸收液定期处理至满足排放标准，再排至舷外。
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