CN110327766B - 一种炼钢厂节能硫化塔 - Google Patents
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Abstract
本发明属于烟气处理技术领域，具体的说是一种炼钢厂节能硫化塔，包括塔身；塔身底部设有底座和进气管，塔身顶部中央设有排气管，塔身顶部对称布置有两个进料口；塔身内设有纺锤形的内罐，内罐上下两端分别于排气管和进气管连通；内罐与塔身之间通过封板组成消化腔，消化腔与进水管连通；内罐中均匀固接一组喷管，喷管上均匀设有一组喷淋单元；喷淋单元通过喷管、输送管和水泵与消化腔底部连通；本发明消化腔中的生石灰进行消化反应产生大量的热量将内罐中的脱硫后废气加热后经排气管排出，最后经烟囱排放到高空大气中去，减少炼钢厂废气对低空大气的污染。
Description
技术领域
本发明属于烟气处理技术领域，具体的说是一种炼钢厂节能硫化塔。
背景技术
脱硫,是指将煤中的硫元素用钙基等方法固定成为固体防止燃烧时生成SO2。目前脱硫方法一般有燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硫等三类。
按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干(半湿)法。湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。
NID法原理为石灰粉经过石灰消化器(LDH)消化后进入反应器，与烟气中的SO2发生化学反应，生成CaSO3和CaSO4，烟气中的SO2被脱除。NID干法具有投资低，方便可行的特点，用于中小型容量机组，当煤中含硫量<2％时，脱硫效率至少可达80％，且原料消耗和能耗都比喷雾干燥法有大幅度下降，但烟气在净化过程中降温明显，不利于烟囱排气扩散、二次污染多等问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决NID法脱硫过程中烟气降温明显，不利于烟囱排气扩散、二次污染多的问题，本发明提出的一种炼钢厂节能硫化塔。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种炼钢厂节能硫化塔，包括塔身；所述塔身底部设有底座和进气管，塔身顶部中央设有排气管，塔身顶部对称布置有两个进料口，进料口设有密封盖，塔身侧面与进料口对应位置设有进水管；所述塔身内设有纺锤形的内罐，内罐上下两端分别于排气管和进气管连通；所述内罐与塔身之间通过封板组成消化腔，消化腔与进水管连通；所述内罐与塔身之间设有一组由电机驱动的绞龙，绞龙上端与固定在塔身和内罐之间的支架转动连接，支架不影响进料口进料，绞龙底端贯穿封板与电机输出轴固连；所述内罐中均匀固接一组喷管，喷管上均匀设有一组喷淋单元；所述喷淋单元通过喷管、输送管和水泵与消化腔底部连通；工作时，工人将生石灰从进料口放入消化腔中，关闭进料口的密封盖，然后通过进水管给消化腔中加入适量的水，同时启动电机，电机带动绞龙转动，消化腔中的生石灰进行消化反应，产生大量的热量，此时启动水泵，将消化腔中的石灰乳抽出后经喷管和喷淋单元形成雾状喷出，同时炼钢厂产生的含有SO2的废气从进气管通入内罐中，废气中的SO2与石灰乳反应CaSO3和CaSO4,将废气中的SO2脱除，脱除SO2的废气在内罐中继续上升到内罐顶部，消化腔产生的热量将内罐中的废气加热后经排气管排出，最后经烟囱排放到高空大气中去，减少炼钢厂废气对低空大气的污染。
优选的，所述输送管为双层管，输送管内的内层管与水泵和消化腔连通，输送管内的外层管通过输气管与消化腔顶部连通，内层管与外层管在喷淋单元汇合连通；通过生石灰消化反应产生的水蒸气从输气管进入外层管，最终与内层管中的石灰乳混合后雾化喷出，增大石灰乳吸收SO2的面积；消化腔的生石灰在消化反应时产生大量的高温高压的水蒸气，水蒸气从消化腔顶部的输气管进入输送管的外层管中，最后与内层管中的石灰乳混合后喷出，高温高压的水蒸气增加石灰乳的雾化程度，进一步增加石灰乳与废气中SO2的接触面积，从而进一步增大尾气中的SO2脱除效率。
优选的，所述喷淋单元包括摆杆、球头和喷头；所述摆杆与喷管铰接，摆杆可以在正负三十度范围内摆动；所述喷头上的球头与摆杆上的球座通过关节轴承连接；所述喷头上的喷口通过球头、球座和摆杆内的管道与喷管连通；球头为弹性橡胶制成且通过冷冻体积缩小后安装在球座中，当喷管中的石灰乳经摆杆、球头和喷头喷出时，摆杆在喷头喷出石灰乳喷雾时受到的反冲力作用下摆动，当摆杆摆动到一侧的极限位置后突然停下，此时喷头在摆杆旋转的惯性下继续转动，带动球头的喷头自身绕球座旋转，喷头转动到相反方向，此时喷头受到的反冲力带动摆杆朝相反方向摆动，摆杆带动球头和喷头来回摆动，进一步增加了喷头喷出石灰乳的均匀程度，进一步增加石灰乳与废气中SO2的接触面积，从而进一步增大尾气中的SO2脱除效率。
优选的，所述喷头由两个半圆管组成，两半圆管之间听过弹性膜连接；所述半圆管通过弹性圈与球头连接；所述球头内设有气缸，气缸内的活塞杆与半圆管固连；所述气缸的有杆腔通过球头内的T形气道和球座内的一号气道与输送管的外层管连通；球头为两个半球组成，气缸安装在半球后两个半球粘接成完整的球头，当石灰乳中的较大颗粒堵塞喷口时，输送管外层管中的气压增加，外层管中的气体经一号气道和T形气道进入气缸的有杆腔中推动活塞杆向气缸无杆腔一侧滑动，活塞杆带动半圆管张开，喷口的直径增大，增大后的喷口将卡在喷口的较大的石灰乳颗粒排出，然后输送管外层管中的气压降低，半圆管和活塞杆在弹性膜和弹性圈的作用下恢复原状，继续正常的喷出雾状石灰乳吸收废气中的SO2。
优选的，所述T形气道靠近气缸的一端分为人字形的分支管，其中一个分支管与气缸有杆腔连通，另一个分支管与气缸的无杆腔连通；所述分支管的交汇处是有与球头铰接的分流板，分流板摆动到一边时气流流向远离分流板一侧的分支管；相邻所述分支管之间的弧形的滑道内滑动连接有与之配合的滑块；所述滑道直径大于分支管直径；所述滑块与分流板固连；当石灰乳中的较大颗粒通过张开半圆管仍不能快速排出喷口时，与气缸无杆腔连通的分支管气压继续增大，由于滑道直径大于分支管直径，滑块侧面受到的空气压力大于分支管口出分流板受到的空气压力，滑块带动分流板转动，堵住与气缸无杆腔连通的分支管，此时高压水蒸气通过另一侧的分支管进入气缸无杆腔中，推动活塞杆带动半圆管挤压石灰乳中的较大颗粒，当活塞杆完全伸出后与气缸无杆腔连通的分支管气压增大，带动滑块向相反方向滑动，进而使得两个分支管交替充气，使得半圆管不断挤压破碎石灰乳中的较大颗粒，最后将破碎后的石灰乳中的较大颗粒从喷口喷出，保证脱硫工作的顺利进行。
优选的，所述所述喷管下放设有漏斗形的散气盘，散气盘上均匀开设有一组散气孔，散气盘底部开设有排料孔，位于最下端的排料孔通过排料管与收集装置连通；漏斗状的散气盘配合散气孔可以将通入内罐中的废气均匀分散到内罐中，进一步增大废气中SO2与石灰乳的接触面积，从而进一步增大尾气中的SO2脱除效率，同时漏斗状的散气盘还可以收集石灰乳脱硫后的产物，并经排料孔和排料管进行收集后处理，减少污染。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种炼钢厂节能硫化塔，通过消化腔中的生石灰进行消化反应产生大量的热量将内罐中的脱硫后废气加热后经排气管排出，最后经烟囱排放到高空大气中去，减少炼钢厂废气对低空大气的污染。
2.本发明所述的一种炼钢厂节能硫化塔，通过消化腔的生石灰在消化反应时产生大量的高温高压的水蒸气从消化腔顶部的输气管进入输送管的外层管中，最后与内层管中的石灰乳混合后喷出，高温高压的水蒸气增加石灰乳的雾化程度，进一步增加石灰乳与废气中SO2的接触面积，从而进一步增大尾气中的SO2脱除效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的立体图；
图2是本发明的主视图；
图3是本发明的剖视图；
图4是本发明中喷淋单元的结构图；
图5是图4中A处局部放大图；
图6是图4中B-B处剖面图；
图中：塔身1、底座11、进气管12、排气管13、进料口14、进水管15、内罐2、封板31、消化腔3、电机32、绞龙33、支架34、喷管21、喷淋单元4、输送管22、水泵35、输气管23、摆杆41、球头42、喷头43、球座44、喷口45、半圆管46、弹性膜47、弹性圈48、气缸49、活塞杆410、T形气道411、一号气道412、分支管413、分流板414、滑道415、滑块416、散气盘24、散气孔25、排料孔26、排料管27。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图6所示，本发明所述的一种炼钢厂节能硫化塔，包括塔身1；所述塔身1底部设有底座11和进气管12，塔身1顶部中央设有排气管13，塔身1顶部对称布置有两个进料口14，进料口14设有密封盖，塔身1侧面与进料口14对应位置设有进水管15；所述塔身1内设有纺锤形的内罐2，内罐2上下两端分别于排气管13和进气管12连通；所述内罐2与塔身1之间通过封板31组成消化腔3，消化腔3与进水管15连通；所述内罐2与塔身1之间设有一组由电机32驱动的绞龙33，绞龙33上端与固定在塔身1和内罐2之间的支架34转动连接，支架34不影响进料口14进料，绞龙33底端贯穿封板31与电机32输出轴固连；所述内罐2中均匀固接一组喷管21，喷管21上均匀设有一组喷淋单元4；所述喷淋单元4通过喷管21、输送管22和水泵35与消化腔3底部连通；工作时，工人将生石灰从进料口14放入消化腔3中，关闭进料口14的密封盖，然后通过进水管15给消化腔3中加入适量的水，同时启动电机32，电机32带动绞龙33转动，消化腔3中的生石灰进行消化反应，产生大量的热量，此时启动水泵35，将消化腔3中的石灰乳抽出后经喷管21和喷淋单元4形成雾状喷出，同时炼钢厂产生的含有SO2的废气从进气管12通入内罐2中，废气中的SO2与石灰乳反应生成CaSO3和CaSO4,将废气中的SO2脱除，脱除SO2的废气在内罐2中继续上升到内罐2顶部，消化腔3产生的热量将内罐2中的废气加热后经排气管13排出，最后经烟囱排放到高空大气中去，减少炼钢厂废气对低空大气的污染。
作为本发明的一种实施方式，所述输送管22为双层管，输送管22内的内层管与水泵35和消化腔3连通，输送管22内的外层管通过输气管23与消化腔3顶部连通，内层管与外层管在喷淋单元4汇合连通；通过生石灰消化反应产生的水蒸气从输气管23进入外层管，最终与内层管中的石灰乳混合后雾化喷出，增大石灰乳吸收SO2的面积；消化腔3的生石灰在消化反应时产生大量的高温高压的水蒸气，水蒸气从消化腔3顶部的输气管23进入输送管22的外层管中，最后与内层管中的石灰乳混合后喷出，高温高压的水蒸气增加石灰乳的雾化程度，进一步增加石灰乳与废气中SO2的接触面积，从而进一步增大尾气中的SO2脱除效率。
作为本发明的一种实施方式，所述喷淋单元4包括摆杆41、球头42和喷头43；所述摆杆41与喷管21铰接，摆杆41可以在正负三十度范围内摆动；所述喷头43上的球头42与摆杆41上的球座44通过关节轴承连接；所述喷头43上的喷口45通过球头42、球座44和摆杆41内的管道与喷管21连通；球头42为弹性橡胶制成且通过冷冻体积缩小后安装在球座44中，当喷管21中的石灰乳经摆杆41、球头42和喷头43喷出时，摆杆41在喷头43喷出石灰乳喷雾时受到的反冲力作用下摆动，当摆杆41摆动到一侧的极限位置后突然停下，此时喷头43在摆杆41旋转的惯性下继续转动，带动球头42的喷头43自身绕球座44旋转，喷头43转动到相反方向，此时喷头43受到的反冲力带动摆杆41朝相反方向摆动，摆杆41带动球头42和喷头43来回摆动，进一步增加了喷头43喷出石灰乳的均匀程度，进一步增加石灰乳与废气中SO2的接触面积，从而进一步增大尾气中的SO2脱除效率。
作为本发明的一种实施方式，所述喷头43由两个半圆管46组成，两半圆管46之间听过弹性膜47连接；所述半圆管46通过弹性圈48与球头42连接；所述球头42内设有气缸49，气缸49内的活塞杆410与半圆管46固连；所述气缸49的有杆腔通过球头42内的T形气道411和球座44内的一号气道412与输送管22的外层管连通；球头42为两个半球组成，气缸49安装在半球后两个半球粘接成完整的球头42，当石灰乳中的较大颗粒堵塞喷口45时，输送管22外层管中的气压增加，外层管中的气体经一号气道412和T形气道411进入气缸49的有杆腔中推动活塞杆410向气缸49无杆腔一侧滑动，活塞杆410带动半圆管46张开，喷口45的直径增大，增大后的喷口45将卡在喷口45的较大的石灰乳颗粒排出，然后输送管22外层管中的气压降低，半圆管46和活塞杆410在弹性膜47和弹性圈48的作用下恢复原状，继续正常的喷出雾状石灰乳吸收废气中的SO2。
作为本发明的一种实施方式，所述T形气道411靠近气缸49的一端分为人字形的分支管413，其中一个分支管413与气缸49有杆腔连通，另一个分支管413与气缸49的无杆腔连通；所述分支管413的交汇处设有与球头42铰接的分流板414，分流板414摆动到一边时气流流向远离分流板414一侧的分支管413；相邻所述分支管413之间的弧形的滑道415内滑动连接有与之配合的滑块416；所述滑道415直径大于分支管413直径；所述滑块416与分流板414固连；当石灰乳中的较大颗粒通过张开半圆管46仍不能快速排出喷口45时，与气缸49无杆腔连通的分支管413气压继续增大，由于滑道415直径大于分支管413直径，滑块416侧面受到的空气压力大于分支管413口出分流板414受到的空气压力，滑块416带动分流板414转动，堵住与气缸49无杆腔连通的分支管413，此时高压水蒸气通过另一侧的分支管413进入气缸49无杆腔中，推动活塞杆410带动半圆管46挤压石灰乳中的较大颗粒，当活塞杆410完全伸出后与气缸49无杆腔连通的分支管413气压增大，带动滑块416向相反方向滑动，进而使得两个分支管413交替充气，使得半圆管46不断挤压破碎石灰乳中的较大颗粒，最后将破碎后的石灰乳中的较大颗粒从喷口45喷出，保证脱硫工作的顺利进行。
作为本发明的一种实施方式，所述所述喷管21下放设有漏斗形的散气盘24，散气盘24上均匀开设有一组散气孔25，散气盘24底部开设有排料孔26，位于最下端的排料孔26通过排料管27与收集装置连通；漏斗状的散气盘24配合散气孔25可以将通入内罐2中的废气均匀分散到内罐2中，进一步增大废气中SO2与石灰乳的接触面积，从而进一步增大尾气中的SO2脱除效率，同时漏斗状的散气盘24还可以收集石灰乳脱硫后的产物，并经排料孔26和排料管27进行收集后处理，减少污染。
工作时，工人将生石灰从进料口14放入消化腔3中，关闭进料口14的密封盖，然后通过进水管15给消化腔3中加入适量的水，同时启动电机32，电机32带动绞龙33转动，消化腔3中的生石灰进行消化反应，产生大量的热量，此时启动水泵35，将消化腔3中的石灰乳抽出后经喷管21和喷淋单元4形成雾状喷出，同时炼钢厂产生的含有SO2的废气从进气管12通入内罐2中，废气中的SO2与石灰乳反应生成CaSO3和CaSO4,将废气中的SO2脱除，脱除SO2的废气在内罐2中继续上升到内罐2顶部，消化腔3产生的热量将内罐2中的废气加热后经排气管13排出，最后经烟囱排放到高空大气中去，减少炼钢厂废气对低空大气的污染；消化腔3的生石灰在消化反应时产生大量的高温高压的水蒸气，水蒸气从消化腔3顶部的输气管23进入输送管22的外层管中，最后与内层管中的石灰乳混合后喷出，高温高压的水蒸气增加石灰乳的雾化程度，进一步增加石灰乳与废气中SO2的接触面积，从而进一步增大尾气中的SO2脱除效率；球头42为弹性橡胶制成且通过冷冻体积缩小后安装在球座44中，当喷管21中的石灰乳经摆杆41、球头42和喷头43喷出时，摆杆41在喷头43喷出石灰乳喷雾时受到的反冲力作用下摆动，当摆杆41摆动到一侧的极限位置后突然停下，此时喷头43在摆杆41旋转的惯性下继续转动，带动球头42的喷头43自身绕球座44旋转，喷头43转动到相反方向，此时喷头43受到的反冲力带动摆杆41朝相反方向摆动，摆杆41带动球头42和喷头43来回摆动，进一步增加了喷头43喷出石灰乳的均匀程度，进一步增加石灰乳与废气中SO2的接触面积，从而进一步增大尾气中的SO2脱除效率；球头42为两个半球组成，气缸49安装在半球后两个半球粘接成完整的球头42，当石灰乳中的较大颗粒堵塞喷口45时，输送管22外层管中的气压增加，外层管中的气体经一号气道412和T形气道411进入气缸49的有杆腔中推动活塞杆410向气缸49无杆腔一侧滑动，活塞杆410带动半圆管46张开，喷口45的直径增大，增大后的喷口45将卡在喷口45的较大的石灰乳颗粒排出，然后输送管22外层管中的气压降低，半圆管46和活塞杆410在弹性膜47和弹性圈48的作用下恢复原状，继续正常的喷出雾状石灰乳吸收废气中的SO2；当石灰乳中的较大颗粒通过张开半圆管46仍不能快速排出喷口45时，与气缸49无杆腔连通的分支管413气压继续增大，由于滑道415直径大于分支管413直径，滑块416侧面受到的空气压力大于分支管413口出分流板414受到的空气压力，滑块416带动分流板414转动，堵住与气缸49无杆腔连通的分支管413，此时高压水蒸气通过另一侧的分支管413进入气缸49无杆腔中，推动活塞杆410带动半圆管46挤压石灰乳中的较大颗粒，当活塞杆410完全伸出后与气缸49无杆腔连通的分支管413气压增大，带动滑块416向相反方向滑动，进而使得两个分支管413交替充气，使得半圆管46不断挤压破碎石灰乳中的较大颗粒，最后将破碎后的石灰乳中的较大颗粒从喷口45喷出，保证脱硫工作的顺利进行；漏斗状的散气盘24配合散气孔25可以将通入内罐2中的废气均匀分散到内罐2中，进一步增大废气中SO2与石灰乳的接触面积，从而进一步增大尾气中的SO2脱除效率，同时漏斗状的散气盘24还可以收集石灰乳脱硫后的产物，并经排料孔26和排料管27进行收集后处理，减少污染。
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种炼钢厂节能硫化塔，其特征在于：包括塔身(1)；所述塔身(1)底部设有底座(11)和进气管(12) ，塔身(1)顶部中央设有排气管(13) ，塔身(1)顶部对称布置有两个进料口(14)，进料口(14)设有密封盖，塔身(1)侧面与进料口(14)对应位置设有进水管(15)；所述塔身(1)内设有纺锤形的内罐(2)，内罐(2)上下两端分别于排气管(13)和进气管(12)连通；所述内罐(2)与塔身(1)之间通过封板(31)组成消化腔(3)，消化腔(3)与进水管(15)连通；所述内罐(2)与塔身(1)之间设有一组由电机(32)驱动的绞龙(33)，绞龙(33)上端与固定在塔身(1)和内罐(2)之间的支架(34)转动连接，支架(34)不影响进料口(14)进料，绞龙(33)底端贯穿封板(31)与电机(32)输出轴固连；所述内罐(2)中均匀固接一组喷管(21)，喷管(21)上均匀设有一组喷淋单元(4)；所述喷淋单元(4)通过喷管(21)、输送管(22)和水泵(35)与消化腔(3)底部连通；
所述输送管(22)为双层管，输送管(22)内的内层管与水泵(35)和消化腔(3)连通，输送管(22)内的外层管通过输气管(23)与消化腔(3)顶部连通，内层管与外层管在喷淋单元(4)汇合连通；通过生石灰消化反应产生的水蒸气从输气管(23)进入外层管，最终与内层管中的石灰乳混合后雾化喷出，增大石灰乳吸收SO2的面积；
所述喷淋单元(4)包括摆杆(41)、球头(42)和喷头(43)；所述摆杆(41)与喷管(21)铰接，摆杆(41)可以在正负三十度范围内摆动；所述喷头(43)上的球头(42)与摆杆(41)上的球座(44)通过关节轴承连接；所述喷头(43)上的喷口(45)通过球头(42)、球座(44)和摆杆(41)内的管道与喷管(21)连通；
所述喷头(43)由两个半圆管(46)组成，两半圆管(46)之间通 过弹性膜(47)连接；所述半圆管(46)通过弹性圈(48)与球头(42)连接；所述球头(42)内设有气缸(49)，气缸(49)内的活塞杆(410)与半圆管(46)固连；所述气缸(49)的有杆腔通过球头(42)内的T形气道(411)和球座(44)内的一号气道(412)与输送管(22)的外层管连通；
所述T形气道(411)靠近气缸(49)的一端分为人字形的分支管(413)，其中一个分支管(413)与气缸(49)有杆腔连通，另一个分支管(413)与气缸(49)的无杆腔连通；所述分支管(413)的交汇处设有与球头(42)铰接的分流板(414)，分流板(414)摆动到一边时气流流向远离分流板(414)一侧的分支管(413)；相邻所述分支管(413)之间的弧形的滑道(415)内滑动连接有与之配合的滑块(416)；所述滑道(415)直径大于分支管(413)直径；所述滑块(416)与分流板(414)固连。
2.根据权利要求1所述的一种炼钢厂节能硫化塔，其特征在于：所述喷管(21)下方 设有漏斗形的散气盘(24)，散气盘(24)上均匀开设有一组散气孔(25)，散气盘(24)底部开设有排料孔(26)，位于最下端的排料孔(26)通过排料管(27)与收集装置连通。
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