CN110314525A - 湿法脱硫后消除液滴的液滴收集装置及液滴收集系统 - Google Patents

Abstract

本发明为湿法脱硫后消除液滴的液滴收集装置及液滴收集系统，设置在烟囱内筒或者脱硫后烟道，在筒壁或烟道壁内环设单向或双向的环形挡液部，环形挡液部与内壁间形成单向或双向的导引槽，导引槽轴向投影范围内的筒壁或烟道壁间隔穿设通液孔，在筒壁或烟道壁外对应通液孔处环设集液槽，集液槽设排液管，液滴收集系统包含多级液滴收集装置及液滴回收装置，多级液滴收集装置包含上述单向和双向的液滴收集装置，各级排液管收集液滴至液滴回收装置，集液槽和排液管内设置反冲洗系统，本发明通过合理设置多级液滴收集装置、液滴回收装置以及反冲洗系统，有效收集和排出烟道及烟囱内的液滴，解决或缓解“石膏雨”现象，同时实现对收集的液体进行回收利用。

Description

湿法脱硫后消除液滴的液滴收集装置及液滴收集系统

技术领域

本发明属于节能减排领域，涉及电力行业中的燃煤火力发电厂烟气处理，具体指是一种湿法脱硫后消除液滴的装置。

背景技术

目前我国燃煤电站大多采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，脱硫后的烟气通常会达到饱和状态，温度降低至45℃～55℃，饱和湿烟气从内衬防腐材料的烟囱排出，形成“湿烟囱”排放方案。湿烟气如果不经过加热，会在排放过程中形成冷凝液，伴随着湿法脱硫产生的未被捕捉的石膏液滴，当烟气流速较大时，特别是当地温度、气压较低或在阴霾天气的时间段，烟囱出口烟气将会夹带液滴排除烟囱，落到地面形成“石膏雨”，对电厂及周边环境产生污染，甚至腐蚀设备。

“石膏雨”的来源主要包含从脱硫除雾器逃逸且未沉积的石膏液滴、饱和湿烟气绝热膨胀及接触烟道和烟囱内壁形成的冷凝液、烟气二次夹带产生的液滴。其严重程度主要受脱硫系统运行与设计的偏差、除雾器的性能、烟气是否被加热、烟气流速以及烟囱内壁液滴是否能及时排出等因素的影响。

脱硫后的烟道及烟囱内的液滴冷凝、汇聚的主要区域在烟道和烟囱的内壁面，烟道内的液滴在烟道内壁冷凝并不断增大，在烟气的携带作用下，沿着烟道内壁流动；而烟囱内的液滴首先在烟气的携带作用下，沿烟囱筒壁上行流动，在液滴增大一定程度后，沿烟囱筒壁下流，在下流过程中液滴进一步汇流增大。如果烟囱内烟气流速过高，烟道和烟囱内的液滴将再次被烟气气流夹带。当烟气流速低于液滴二次夹带临界流速时，液滴二次夹带现象明显减弱。因此，烟囱内的液滴存在动态的上流下流现象。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种结构简单、能够有效收集及排出液滴的装置及组合应用该装置的系统。

本发明所采用的技术手段如下。

本发明保护一种湿法脱硫后消除液滴的液滴收集装置，设置在烟囱内筒或者脱硫后烟道；在筒壁内或烟道壁内环设单向或双向的环形挡液部，该环形挡液部与内壁间形成环状单向或双向的导引槽，导引槽的轴向投影范围内的筒壁或烟道壁间隔穿设复数通液孔；在筒壁外或烟道壁外对应通液孔处环设集液槽，该集液槽的最低点设有排液管。

所述环形挡液部为1个环状挡液角钢，其向前方弯折；或者所述环形挡液部为1个环形挡液板，其向前方倾斜。

所述环形挡液部为2个分别向前方、后方弯折的环形挡液角钢，形成的导引槽开口方向相反；或所述环形挡液部为2个分别向前方、后方倾斜的环形挡液板，该2个环形挡液板分别顺着、逆着烟气流动方向倾斜，形成的导引槽开口方向相反。

所述环形挡液板与烟道或烟囱轴线方向呈夹角β，且30°≤β≤75°

所述集液槽底面为环状的斜平面，该集液槽底面与烟囱内筒的径向方向呈夹角α，且0°≤α≤45°。

所述集液槽的底面和排液管内设有反冲洗系统。

本发明还保护一种湿法脱硫后消除液滴的液滴收集系统，其包含设置在烟囱内筒和/或脱硫后烟道上的多级液滴收集装置，该多级液滴收集装置包含设置在烟囱顶部的如上所述的单向液滴收集装置、至少1个设置在烟囱顶部以下区域的如上所述的双向液滴收集装置和设置在脱硫后烟道上的如上所述的双向液滴收集装置，多级液滴收集装置排液管连接液滴回收装置。

所述烟囱内筒上的后一级液滴收集装置的排液管连接前一级液滴收集装置的集液槽，烟囱内筒最下部的液滴收集装置与液滴回收装置连接。

所述多级液滴收集装置包含在脱硫后烟道上设置的第一级液滴收集装置、烟囱内筒顶部以下区域设置的第二级液滴收集装置和烟囱内筒顶部设置的末级液滴收集装置；第一级液滴收集装置底部的第一排液管、第二级液滴收集装置底部的第二排液管连接液滴回收装置上的总排液管，所述末级液滴收集装置的第三排液管与第二级液滴收集装置的集液槽连接。

所述烟囱内筒上的相邻级液滴收集装置之间的距离不超过100m。

本发明所产生的有益效果：通过合理设置多级液滴收集装置、液滴回收装置以及反冲洗系统，可有效收集和排出烟道及烟囱内上流下流的液滴，解决或缓解“石膏雨”现象，同时实现对收集的液体进行回收利用。

附图说明

图1为包含本发明的液滴收集系统的烟囱结构示意图。

图2A为本发明单向环形挡液角钢的结构示意图。

图2B为本发明单向环形挡液板的结构示意图。

图3A为本发明双向环形挡液角钢的结构示意图。

图3B为本发明双向环形挡液角板的结构示意图。

图4A为本发明双向环形挡液角钢的另一实施例结构示意图。

图4B为本发明双向环形挡液角板的另一实施例结构示意图。

图5为图1中A-A截面的剖面图。

具体实施方式

本发明重点之一是湿法脱硫后消除液滴的液滴收集装置，为了便于说明，定义烟气流动方向为后方，烟气来源方向为前方。

在筒壁内或烟道壁内环设单向或双向的环形挡液部5，环形挡液部5与内壁间形成单向或双向的环状导引槽51，导引槽51的轴向投影范围h2内的筒壁或烟道壁间隔穿设复数通液孔41，如图5的剖面图所示。

在筒壁外或烟道壁外的通液孔处环设集液槽6，该集液槽6的最低点连接排液管7。该集液槽内呈以通液孔为入口、排液管为出口的环形封闭空间。

上述环形挡液部5可选用环形挡液角钢。如图2A所示实施例，1个环形挡液角钢的向前方弯折。如图3A及图4A所示实施例，2个环形挡液角钢分别向前、后方弯折，形成向前、后方的2个导引槽且开口方向相反，2个环形挡液角钢轴向投影范围h2内各对应1层环设的复数通液孔。

上述环形挡液部5还可选用挡液板。如图2B所示实施例，1个环形挡液板向前方倾斜。如图3A及图4A所示实施例，2个环形挡液板分别向前、后方倾斜，形成向前、后方的2个导引槽且开口方向相反，2个环形挡液板的轴向投影范围h2内各对应1层环设的复数通液孔。为了有效阻挡液滴，环形挡液板与烟道或烟囱轴线方向成30°≤β≤75°夹角。

在筒外壁环设有集液槽6，集液槽6最低点连接排液管7，排液管7另一端连接液滴回收装置10或前一级液滴收集装置的集液槽。如图2A、2B、图3A、3B所示的集液槽底面可为环状的斜平面，便于液滴顺畅的流至最低点进入排液管7。集液槽6的宽度b≥100mm，集液槽底面与烟囱内筒径向方向成0°≤α≤45°夹角。

如图4A、4B所示，当烟道为水平或与水平线仅有小角度倾斜时，集液槽此时的底面直接连接排液管即可。

为防止集液槽6和排液管7堵塞，在集液槽6的底面和排液管7的不同位置设置反冲洗系统，定期对环形集液槽6和排液管7进行冲洗。

本发明另一重点为湿法脱硫后消除液滴的液滴收集系统，其包含设置在烟囱内筒1和/或脱硫后烟道2上的多级液滴收集装置，该多级液滴收集装置包含设置在烟囱顶部的单向的液滴收集装置、至少1个设置在烟囱顶部以下区域的双向液滴收集装置和设置于脱硫后烟道2上的双向液滴收集装置，多级液滴收集装置排液管连接液滴回收装置10。为了清楚说明，其前、后级的顺序与烟气流向顺序相同，定义烟气流动方向为后一级，烟气来源方向为前一级。

液滴收集装置的级数由烟囱内筒1的高度决定，相邻级液滴收集装置之间的距离不超过100m。每个液滴收集装置的通液孔数量n和开孔大小φ取决于烟囱内筒高度、直径和液滴收集装置级数。

烟囱内筒1上的后一级液滴收集装置的排液管可先引至前一级液滴收集装置的集液槽中，直至引到烟囱内筒1最底部的最前级液滴收集装置，再由该最前级液滴收集装置的排液管与液滴回收装置连接。

以图1所示的实施例进行说明，多级液滴收集装置包含在烟囱入口段的脱硫后烟道2设置的第一级液滴收集装置110、烟囱内筒1下部设置的第二级液滴收集装置102、烟囱内筒1的顶部设置的末级液滴收集装置110。

除末级液滴收集装置110只设有单向的挡液角钢或挡液板外，其余级液滴收集装置设置双向的挡液角钢或挡液板，以分别阻挡和收集上行和下行的液滴。各级的环形挡液部的径向投影高度h1≤200mm，每层通液孔数量n和通液孔直径满足：4≤n≤60，50mm≤φ≤150mm。

结合图1、图2A和图2B具体来说，因末级液滴收集装置110设置于烟囱内筒顶部，即环形挡液部5和集液槽6连接在内筒1的顶部，环形挡液部5和集液槽6顶部可与内筒顶部齐平。集液槽6的底面为环状的斜平面，底面最低点设置第三排液管73。

第二级液滴收集装置102可设置于烟囱内筒1下部，其可如图1所示，紧挨着烟囱内筒1与脱硫后烟道2连接处上方设置，并可依实际烟囱高度在内筒中部位置增加。因既有顺气流向上夹带的液滴，也有沿内壁留下的液滴，如图3A、图3B所示的上、下2个环形挡液角钢或环形挡液板形成的开口向上、向下的导引槽可双向收集液滴。同样的，集液槽6底面为环状的斜平面，在该斜平面的最低点设置第二排液管72，除此之外，在底面最高点对应的顶面或侧面连接上述第三排液管73，汇集末级及本级收集装置的液滴一并向下输送。

第一级液滴收集装置110设置在脱硫后烟道处。如图4A、图4B所示的实施例。因烟道与内筒的方向不同，因此集液槽最低点位置不同，即第一排液管71直接设置在集液槽壁的最底部。脱硫后烟道2通常有小角度倾斜，因此可收集烟气夹带的小液滴，或者顺烟道壁回流的大液滴。

液滴回收装置10可设在烟囱的底部设置，或者实际工程设计中合适的其他位置，不再具体限定。液滴回收装置10包含总排液管74，第二级液滴收集装置102的排液管72与第一级液滴收集装置101的排液管71均汇到总排液管74再排至液滴回收装置10。上述第三排液管73也可直接与该总排液管74连接。

液滴回收装置10内的液体经水泵11返回脱硫系统或进脱硫废水处理系统，重新加以利用，达到节水的目的。

在各级集液槽的底面和排液管内的不同位置设置反冲洗系统，定期对各级集液槽和排液管进行冲洗。反冲洗介质可选用压缩空气或清水。为防止烟气逃逸，在总排液管74的底端设置液封9。在排液管上还可设置多个压力变送器，用于监测环形集液槽6和排液管7是否堵塞。

上述烟囱内筒、环形挡液角钢或挡液板和环形集液槽的材料采用钛合金板。排液管和液滴回收装置内衬防腐材料或选用耐腐蚀不锈钢或合金钢。

Claims (10)

1.一种湿法脱硫后消除液滴的液滴收集装置，其特征在于，设置在烟囱内筒或者脱硫后烟道；

在筒壁内或烟道壁内环设单向或双向的环形挡液部（5），该环形挡液部（5）与内壁间形成环状单向或双向的导引槽（51），导引槽的轴向投影范围（h2）内的筒壁或烟道壁间隔穿设复数通液孔；

在筒壁外或烟道壁外对应通液孔处环设集液槽（6），该集液槽（6）的最低点设有排液管（7）。

2.如权利要求1所述的湿法脱硫后消除液滴的液滴收集装置，其特征在于，所述环形挡液部（5）为1个环状挡液角钢，其向前方弯折；

或者所述环形挡液部（5）为1个环形挡液板，其向前方倾斜。

3.如权利要求1所述的湿法脱硫后消除液滴的液滴收集装置，其特征在于，所述环形挡液部（5）为2个分别向前方、后方弯折的环形挡液角钢，形成的导引槽（51）开口方向相反；

或所述环形挡液部（5）为2个分别向前方、后方倾斜的环形挡液板，该2个环形挡液板分别顺着、逆着烟气流动方向倾斜，形成的导引槽（51）开口方向相反。

4.如权利要求2或3所述的湿法脱硫后消除液滴的液滴收集装置，其特征在于，所述环形挡液板与烟道或烟囱轴线方向呈夹角β，且30°≤β≤75°。

5.如权利要求1至3任一所述的湿法脱硫后消除液滴的液滴收集装置，其特征在于，所述集液槽（6）底面为环状的斜平面，该集液槽（6）底面与烟囱内筒（1）的径向方向呈夹角α，且0°≤α≤45°。

6.如权利要求1所述的湿法脱硫后消除液滴的液滴收集装置，其特征在于，在集液槽（6）的底面和排液管（7）内设有反冲洗系统。

7.一种湿法脱硫后消除液滴的液滴收集系统，其包含设置在烟囱内筒（1）和/或脱硫后烟道（2）上的多级液滴收集装置，该多级液滴收集装置包含设置在烟囱顶部的如权利要求2所述的单向液滴收集装置、至少1个设置在烟囱顶部以下区域的如权利要求3所述的双向液滴收集装置和设置在脱硫后烟道（2）上的如权利要求3所述的双向液滴收集装置，多级液滴收集装置排液管连接液滴回收装置（10）。

8.如权利要求7所述的湿法脱硫后消除液滴的液滴收集系统，其特征在于，烟囱内筒上的后一级液滴收集装置的排液管连接前一级液滴收集装置的集液槽，烟囱内筒最下部的液滴收集装置与液滴回收装置（10）连接。

9.如权利要求7或8所述的湿法脱硫后消除液滴的液滴收集系统，其特征在于，所述多级液滴收集装置包含在脱硫后烟道（2）上设置的第一级液滴收集装置（101）、烟囱内筒（1）顶部以下区域设置的第二级液滴收集装置（102）和烟囱内筒（1）顶部设置的末级液滴收集装置（110）；

第一级液滴收集装置（101）底部的第一排液管（71）、第二级液滴收集装置（102）底部的第二排液管（72）连接液滴回收装置（10）上的总排液管（74），所述末级液滴收集装置（110）的第三排液管（73）与第二级液滴收集装置的集液槽连接。

10.如权利要求7所述的湿法脱硫后消除液滴的液滴收集系统，其特征在于，烟囱内筒上的相邻级液滴收集装置之间的距离不超过100m。