CN111298630A - 一种高度渐变的s形条形泡罩脱硫塔盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高度渐变的S形条形泡罩脱硫塔盘装置，包括至少一个U形支撑件和塔盘，所述U形支撑件固定安装于吸收塔内，所述U型支撑件设有U型槽；所述塔盘垂直安装于所述U型支撑件的上方，且塔盘由多个截面呈横向S形的条形板体并列排布而成，相邻板体间的S形端部相互交错并间隔设置，该间隔构成中间通道；所述板体端部位于烟气进气口的两侧配置气体密封板；各条形板体的S形顶部平齐；沿塔盘内壁向塔盘中心方向上依次布置的各条形板体，S形高度逐渐增大。本发明的有益效果为：本发明所述塔盘装置不会发生局部浆液液位超过S性端部上缘而溢流；塔盘内气液混合均匀，有效提高塔盘脱硫除尘整体效率，减少颗粒态重金属的排出。

Description

一种高度渐变的S形条形泡罩脱硫塔盘装置

技术领域

本发明涉及脱硫设备技术领域，具体涉及一种高度渐变的S形条形泡罩脱硫塔盘装置。

背景技术

目前烟气脱硫技术多采用空塔穿流喷淋技术，一方面喷淋浆液直接落入塔底浆池，不能分段收集分段吸收，浆液pH值没有梯度，当反应趋向平衡点时脱硫效率难以再提高；另一方面，喷淋洗涤对烟气中的细小粉尘，特别是PM2.5及以下细小粉尘，除尘效率很低，而且，高速烟气还会将喷淋喷嘴喷出的细小液滴带走，这部分细小液滴所含的石膏也增加了粉尘排放浓度。

燃煤电厂作为重要的重金属排放源，尤其对于挥发性较强的Hg和半挥发性的Se、As等易于在烟气中富集的重金属有着急迫的控制技术需求。由于HgO在水中的溶解度较高，湿法脱硫塔具备一定的协同脱除重金属Hg的能力，但是针对其它Se、As等重金属协同脱除的研究较少，当前脱硫塔并未包含针对性内件优化设计。

S形条形泡罩脱硫除尘塔盘由于具备气液分离的能力，有利于提高局部吸收浆液的pH值，具备强化对酸性SeO2、As2O3、As2O5等物质的吸收的能力，而且喷射态的气液接触方式也有利于提高气液间换热效率，具备对SeO2、As2O3、As2O5等气态物质强化相变冷凝脱除的效果。常规S形条形泡罩板式塔盘适宜作为较低气速、较干净介质、稳定运行工况条件下的气液传质设备，可直接应用于较高气速、悬浮浆液介质、变负荷工况条件下的石灰石石膏湿法脱硫，存在一定的局限性。

中国专利CN205007846U公开了一种S形条形泡罩脱硫除尘塔盘结构，对常规S形条形泡罩塔盘进行了如下改进：1)液体流动方向由传统垂直条形元件方向改为与条形元件方向一致，液体流道更畅通，防止悬浮液体沉积结垢；2)气速范围由常规低于0.8～1.2m/s提高为 1m/s～3m/s之间，气液接触状态由鼓泡态转为泡沫态或稳定的喷射态，增大传质面积，提高传质效果，同时防止浆液颗粒沉积；3)调整泡罩各通道比例，由传统的接近等比例关系调整为减少内部通道面积，增大出口通道面积，出口通道面积为内部通道面积的1.5～4倍以上。内部流速提高防止浆液沉积，出口流速降低防止因喷射过高导致雾沫夹带量大。该专利通过对塔盘的改进，能有效适应石灰石石膏湿法脱硫较高气速、悬浮浆液介质、变负荷的工况条件，系统可长期稳定运行。但是，该塔盘应用于实际工程时，存在如下情况：塔盘支撑梁在承受塔盘重量、塔盘上浆液重量及支撑梁自身重量荷载条件下发生弯曲变形，由于常规石灰石石膏脱硫塔直径远大于常规化工塔直径，因此脱硫塔内塔盘中部S形条形泡罩水平高度明显低于塔周S形条形泡罩，高度差达数十毫米。这种情况导致三个问题：1)塔周边S形条形泡罩还未达到设计液位时，塔中部S形条形泡罩液位已超过溢流液位，浆液发生溢流；2)由于塔中部S形条形泡罩液位高，气体穿过泡罩时阻力大，大量气体流向阻力小的塔周边泡罩通道，中部泡罩通道因气量小导致浆液搅拌不充分而固体沉积结垢；3)气液分布不均引起气液混合不充分，导致脱硫除尘效果降低，协同重金属脱除效率不高；4)并未针对Se、As等重金属协同脱除优化设计。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种高度渐变的S形条形泡罩脱硫塔盘装置，解决现有工程塔直径大引起的中部塔盘浆液溢流、固体沉积及脱硫除尘效率下降等问题。

本发明采用的技术方案为：一种高度渐变的S形条形泡罩脱硫塔盘装置，包括至少一个 U形支撑件和塔盘，所述U形支撑件固定安装于吸收塔内，所述U型支撑件设有U型槽，U型槽开设有用于与浆液流出管道连通的出口；所述塔盘垂直安装于所述U型支撑件的上方，且塔盘由多个截面呈横向S形的条形板体并列排布而成，相邻板体间的S形端部相互交错并间隔设置，该间隔构成中间通道；所述条形板体向下的开口构成烟气进气口，所述条形板体向上的开口构成烟气出气口；所述板体端部位于烟气进气口的两侧配置气体密封板；各条形板体的S形顶部平齐；沿塔盘内壁向塔盘中心方向上依次布置的各条形板体，S形高度逐渐增大。

按上述方案，相邻S形高度增大值为U型支撑件长度的1/1000～1/500。

按上述方案，各S形端部上缘位于同一水平高度；相邻两个条形板的S形中，前一S形端部上缘与后一S形顶部的顶部间隙不变。

按上述方案，各S形端部下缘位于同一水平高度；沿塔盘内壁向塔盘中心方向上，前一 S形端部下缘与后一S形底部的底部间隙逐渐增大。

本发明的有益效果为：

1、沿塔盘内壁向塔盘中心方向上依次布置的各条形板体，S形高度逐渐增大，S形端部上缘保持同一水平高度，浆液不会发生局部液位超过端部上缘而溢流；S形端部下缘保持同一水平高度，塔截面气体穿过S形塔盘时克服的液体阻力相同，气体在整个塔截面均匀分布，不会发生塔中部无气体穿过而造成降液固体沉积的现象，且气液混合均匀，有效提高塔盘脱硫除尘整体效率，减少颗粒态重金属的排出；

2、高度渐变的S形条形泡罩塔盘优化了气液传质效率，对酸性SeO2、As2O3、As2O5等物质的吸收效果更佳，而且该结构在中心区域承载的吸收浆液更多，进一步增加了塔盘的换热温差，提高了换热效率，对SeO2、As2O3、As2O5等气态物质也具有很好的相变冷凝脱除效果。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。

图2为本实施例的平面布置示意图。

图3为本实施例的整体布置示意图。

图4为本实施例中条形板体端部的气体密封板示意图。

图5为本实施例中的气体通道示意图。

图中，1—塔盘，2—吸收塔，3—U型支撑件，4—气体密封板，5—S形端部上缘，6—S形顶部，7—S形底部，8—条形板体，9—S形端部下缘，10—底部间隙。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。

如图1～3所示的一种高度渐变的S形条形泡罩脱硫塔盘装置，包括至少一个U形支撑件和塔盘1，所述U形支撑件固定安装于吸收塔2内，所述U型支撑件3设有U型槽，U型槽开设有用于与浆液流出管道连通的出口；所述塔盘1垂直安装于所述U型支撑件3的上方，且塔盘1由多个截面呈横向S形的条形板体8并列排布而成，相邻板体间的S形端部相互交错并间隔设置，该间隔构成中间通道；所述条形板体8向下的开口构成烟气进气口，所述条形板体8向上的开口构成烟气出气口；所述板体端部位于烟气进气口的两侧配置气体密封板4；各条形板体8的S形顶部6平齐；沿塔盘内壁向塔盘中心方向上依次布置的各条形板体8，S 形高度逐渐增大，也即，沿塔盘内壁向塔盘中心方向上依次布置的各S形高度逐渐增大，S 形底部7与吸收塔2塔底的距离逐渐降低。

优选地，相邻S形高度增大值为U型支撑件3承受运行荷载条件的计算变形量，相邻S 形高度增大值为U型支撑件3长度的1/1000～1/500。本实施例中，由于脱硫塔直径大(脱硫塔直径可为25米)，需设计多根U型支撑件3(每间隔3米一根)，中间的U型支撑件3的长度为塔盘1的直径。

优选地，各S形端部上缘5位于同一水平高度；相邻两个条形板的S形中，前一S形端部上缘5与后一S形顶部6的顶部间隙不变。

优选地，各S形端部下缘9位于同一水平高度；沿塔盘内壁向塔盘中心方向上，前一S 形端部下缘9与后一S形底部7的底部间隙10逐渐增大。

本实施例中，所述塔盘装置包括一个设置于吸收塔2内的U型支撑件3，以及设于所述U 型支撑件3上的塔盘1；所述U型支撑件3设计成上部敞口的U形，形成U型收集槽，用于收集塔盘1浆液，承担浆液收集槽的功能；U型支撑件的底部或侧部设有管道接口与浆液管道连接，收集的浆液通过管道流出塔外；所述塔盘1由多个截面成横向S形的条形板体8一件覆盖一件地拼装而成，如图5所示，每一条形板体8的端部均设有一块气体密封板4如图 4所示。

本发明所述塔盘装置可用于石灰石石膏湿法脱硫：将pH值＞5.8的石灰石浆液分布至塔盘1，浆液沿条形板体8平行方向流至U型支撑件3，再通过管道流出吸收塔2塔外形成循环，浆液在塔盘1上形成一层石灰石浆液液膜；烟气通过塔盘1的气体通道进入，与浆液充分混合，形成泡沫态或者是稳定的喷射态并与浆液发生反应。为降低制造和施工难度，同一个条形板体8中的S形底部不倾斜，但跨过一个u型支撑件(3米间距)后，条形板体8中的S 形底部整体高度发生变化，S形底部整体高度从塔盘1中心向塔盘1壁周边逐渐降低。

在上述过程中，由于各条形板体8的S形端部上缘5保持同一水平高度，浆液不会发生局部液位超过S形端部上缘5而发生溢流；S形端部下缘9保持同一水平高度，烟气穿过塔盘1时克服的液体阻力相同，烟气在整个塔截面均匀分布，不会发生塔中部无烟气穿过而造成降液固体沉积的现象；同时，石灰石浆液pH值＞5.8有利于提高浆液吸收SO2、SeO2、As2O3、 As2O5等酸性气体的能力，综合脱硫效率可达99.5％，除尘效率可达90％，重金属Se、As脱除效率可达80％。烟气在整个塔盘1截面均匀分布，气液混合均匀，有效提高了塔盘1脱硫除尘的整体效率；塔盘中心区域承载的吸收浆液更多，进一步增加了塔盘1的换热温差，提高了换热效率，对SeO2、As2O3、As2O5等气态物质也具有很好的相变冷凝脱除效果。

最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高度渐变的S形条形泡罩脱硫塔盘装置，包括至少一个U形支撑件和塔盘，所述U形支撑件固定安装于吸收塔内，所述U型支撑件设有U型槽，U型槽开设有用于与浆液流出管道连通的出口；所述塔盘垂直安装于所述U型支撑件的上方，且塔盘由多个截面呈横向S形的条形板体并列排布而成，相邻板体间的S形端部相互交错并间隔设置，该间隔构成中间通道；所述条形板体向下的开口构成烟气进气口，所述条形板体向上的开口构成烟气出气口；所述板体端部位于烟气进气口的两侧配置气体密封板；其特征在于，各条形板体的S形顶部平齐；沿塔盘内壁向塔盘中心方向上依次布置的各条形板体，S形高度逐渐增大。

2.如权利要求1所述的高度渐变的S形条形泡罩脱硫塔盘装置，其特征在于，相邻S形高度增大值为U型支撑件长度的1/1000～1/500。

3.如权利要求1所述的高度渐变的S形条形泡罩脱硫塔盘装置，其特征在于，各S形端部上缘位于同一水平高度；相邻两个条形板的S形中，前一S形端部上缘与后一S形顶部的顶部间隙不变。

4.如权利要求1所述的高度渐变的S形条形泡罩脱硫塔盘装置，其特征在于，各S形端部下缘位于同一水平高度；沿塔盘内壁向塔盘中心方向上，前一S形端部下缘与后一S形底部的底部间隙逐渐增大。

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