CN111346492A - 一种延长烟气在脱硫塔内的滞留时间的方法 - Google Patents

一种延长烟气在脱硫塔内的滞留时间的方法 Download PDF

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张绪辉
刘福国
王家新
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张利孟
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Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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Abstract

本申请提供了一种延长烟气在脱硫塔内的滞留时间的方法，在脱硫塔的塔壁上设置两个切向进烟气管道，烟气沿脱硫塔的横截面的切线方向射入脱硫塔内，烟气进入脱硫塔后螺旋着从下往上运动，使烟气能够迅速扩散至整个横截面区域，提高了脱硫塔的横截面上的烟气充盈度，同等运动速度下烟气沿螺旋线运动会花费更多的时间，且旋转气流使得脱硫液与SO2混合更均匀，反应速度加快；且切向进烟气管道的横截面逐渐缩小，提高了烟气的入射速度，烟气射入脱硫塔后可向上行进更长距离；从而提高了烟气在脱硫塔内的滞留时间，提高了现有脱硫塔的脱硫效率，满足了新的排放标准要求，且不用对原有脱硫塔进行大的改造，投资少，脱硫塔整体结构基本无变化。

Description

一种延长烟气在脱硫塔内的滞留时间的方法
技术领域
本发明涉及火力发电厂环保研究领域，具体涉及一种延长烟气在脱硫塔内的滞留时间的方法。
背景技术
湿式脱硫塔是一种吸收烟气中SO2的装置，烟气从两台引风机排出后混合为一路进入脱硫塔，脱硫塔内烟气与上方喷淋层射出的氧化钙溶液反应后排出至烟囱，烟气中大部分SO2被溶液吸收至湿式脱硫塔的塔底浆液池中。
近几年由于环保标准趋于严格，按原有排放标准设计的脱硫塔已不能满足新的排放标准要求，电厂多采用增加原脱硫塔高度或加装二次脱硫塔方式以满足新的排放标准要求，但是增加脱硫塔高度需要进行结构计算和基础加固，重新布置烟气管道、氧化钙喷淋管道等工作，存在投资大、工期长等不利因素；另外加装二次脱硫塔常常遇到原脱硫塔周围无合适尺寸的场地布置新脱硫塔的问题，且即使有场地，投资较大，工期长。
因此，如何提高现有脱硫塔的脱硫效率，以满足现今的烟气排放标准要求，是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种延长烟气在脱硫塔内的滞留时间的方法。
为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种延长烟气在脱硫塔内的滞留时间的方法，在所述脱硫塔的塔壁上设置两个用于切向进烟气的切向进烟气管道，所述切向进烟气管道的进风口通过水平烟道与烟气引风机的出风口连通，两个切向进烟气管道之间的位置关系为以所述脱硫塔的轴向中心线为中心轴所作的圆周阵列，烟气沿所述脱硫塔的横截面的切线方向射入脱硫塔内，烟气进入脱硫塔后螺旋着从下往上运动，喷淋层射出的脱硫液从上往下运动，烟气与脱硫液相遇后发生脱硫反应，脱硫后的烟气继续向上运动最终从脱硫塔顶部的烟气出口排出。
优选的，所述切向进烟气管道为渐缩管道，所述切向进烟气管道的横截面沿着其内烟气的流动方向逐渐缩小。
优选的，所述切向进烟气管道为四棱台形状或圆锥形状。
本申请取得了如下的有益的技术效果：
本申请将进入脱硫塔的烟气一分为二，从脱硫塔的两侧沿切线方向射入脱硫塔，使得烟气可以快速扩散，脱硫塔的横截面上的烟气充盈度比单烟道进气更均匀。烟气沿脱硫塔的横截面的切线方向射入脱硫塔内，烟气进入脱硫塔后螺旋着从下往上运动，使烟气能够迅速扩散至整个横截面区域，提高了脱硫塔的横截面上的烟气充盈度，且烟气螺旋着从下往上运动，其行进路径为螺旋线，而不是改进之前的直线式向上运动，螺旋线比直线的运动路径更长，同等运动速度下烟气沿螺旋线运动会花费更多的时间，从而提高了烟气在脱硫塔内的滞留时间，且旋转气流使得脱硫液与SO2混合更均匀，反应速度加快。
本申请中，与脱硫塔连接的切向进烟气管道为渐缩横截面，可增大射入脱硫塔时的烟气的速度，烟气射入脱硫塔后可向上行进更长距离，延长了烟气在脱硫塔内的停留时间。
本方法主要优点一是提高了脱硫塔的横截面上的烟气充盈度，二是延长了烟气在脱硫塔内部的停留时间，脱硫效率由原来的96％～98％可提高99.5％以上，满足新的排放标准要求，且不用对原有脱硫塔进行大的改造，投资少，对设备改动小，脱硫塔整体结构基本无变化。
本发明将高温烟气一分为二，从两侧沿切向方向射入脱硫塔，且与脱硫塔连接的切向进烟气管道为渐缩截面，可提高射入脱硫塔中烟气的速度，烟气射流可迅速扩散至整个脱硫塔的横截面，两侧切向进气可提高烟气在脱硫塔内的行程，增加烟气滞留时间，使SO2与氧化钙溶液反应更充分，从而可提高脱硫效率，达到新的排放标准要求，且投资少，对设备改动小。
烟气从水平烟道进入切向进烟气管道后流速升高，射入脱硫塔中后沿脱硫塔的内壁快速扩散以螺旋线轨迹运动，两路烟气形成整个截面的旋转气流，使烟气能够迅速扩散至整个脱硫塔的横截面区域，烟气行程的加大增加了烟气滞留时间，且旋转气流使得氧化钙液滴与SO2混合更均匀，反应速度加快，滞留时间的延长及反应速度加快均使固硫反应更彻底，脱硫效率增大。其中渐缩管道可为四棱台形状、圆锥形状等形状，但其尺寸及角度应满足射入脱硫塔时的烟气速度为水平烟道内烟气速度的3～5倍。
综上，本申请提高了烟气在脱硫塔内的滞留时间，提高了现有脱硫塔的脱硫效率，满足了新的排放标准要求，且不用对原有脱硫塔进行大的改造，投资少，对设备改动小，脱硫塔整体结构基本无变化。
附图说明
图1为本发明的实施例提供的一种延长烟气在脱硫塔内的滞留时间的方法中的两个切向进烟气管道与脱硫塔的俯视结构示意图。
图中：1脱硫塔，2切向进烟气管道。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“轴向”、“径向”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“竖直”、“水平”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的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”，可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征的的正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征的正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
参照图1，图1为本发明的实施例提供的一种延长烟气在脱硫塔内的滞留时间的方法中的两个切向进烟气管道与脱硫塔的俯视结构示意图。
本申请提供了一种延长烟气在脱硫塔内的滞留时间的方法，在所述脱硫塔1的塔壁上设置两个用于切向进烟气的切向进烟气管道2，所述切向进烟气管道2的进风口通过水平烟道与烟气引风机的出风口连通，两个切向进烟气管道2之间的位置关系为以所述脱硫塔1的轴向中心线为中心轴所作的圆周阵列，烟气沿所述脱硫塔1的横截面的切线方向射入脱硫塔1内，烟气进入脱硫塔1后螺旋着从下往上运动，喷淋层射出的脱硫液从上往下运动，烟气与脱硫液相遇后发生脱硫反应，脱硫后的烟气继续向上运动最终从脱硫塔1顶部的烟气出口排出。
在本申请的一个实施例中，所述切向进烟气管道2为渐缩管道，所述切向进烟气管道2的横截面沿着其内烟气的流动方向逐渐缩小。
在本申请的一个实施例中，所述切向进烟气管道2为四棱台形状或圆锥形状。
本申请取得了如下的有益的技术效果：
本申请将进入脱硫塔1的烟气一分为二，从脱硫塔1的两侧沿切线方向射入脱硫塔1，使得烟气可以快速扩散，脱硫塔1的横截面上的烟气充盈度比单烟道进气更均匀。烟气沿脱硫塔1的横截面的切线方向射入脱硫塔1内，烟气进入脱硫塔1后螺旋着从下往上运动，使烟气能够迅速扩散至整个横截面区域，提高了脱硫塔1的横截面上的烟气充盈度，且烟气螺旋着从下往上运动，其行进路径为螺旋线，而不是改进之前的直线式向上运动，螺旋线比直线的运动路径更长，同等运动速度下烟气沿螺旋线运动会花费更多的时间，从而提高了烟气在脱硫塔1内的滞留时间，且旋转气流使得脱硫液与SO2混合更均匀，反应速度加快。
本申请中，与脱硫塔1连接的切向进烟气管道2为渐缩横截面，可增大射入脱硫塔1时的烟气的速度，烟气射入脱硫塔1后可向上行进更长距离，延长了烟气在脱硫塔1内的停留时间。
本方法主要优点一是提高了脱硫塔1的横截面上的烟气充盈度，二是延长了烟气在脱硫塔1内部的停留时间，脱硫效率由原来的96％～98％可提高99.5％以上，满足新的排放标准要求，且不用对原有脱硫塔1进行大的改造，投资少，对设备改动小，脱硫塔1整体结构基本无变化。
本发明将高温烟气一分为二，从两侧沿切向方向射入脱硫塔1，且与脱硫塔1连接的切向进烟气管道2为渐缩截面，可提高射入脱硫塔1中烟气的速度，烟气射流可迅速扩散至整个脱硫塔1的横截面，两侧切向进气可提高烟气在脱硫塔1内的行程，增加烟气滞留时间，使SO2与氧化钙溶液反应更充分，从而可提高脱硫效率，达到新的排放标准要求，且投资少，对设备改动小。
烟气从水平烟道进入切向进烟气管道2后流速升高，射入脱硫塔1中后沿脱硫塔1的内壁快速扩散以螺旋线轨迹运动，两路烟气形成整个截面的旋转气流，使烟气能够迅速扩散至整个脱硫塔1的横截面区域，烟气行程的加大增加了烟气滞留时间，且旋转气流使得氧化钙液滴与SO2混合更均匀，反应速度加快，滞留时间的延长及反应速度加快均使固硫反应更彻底，脱硫效率增大。其中渐缩管道可为四棱台形状、圆锥形状等形状，但其尺寸及角度应满足射入脱硫塔1时的烟气速度为水平烟道内烟气速度的3～5倍。
综上，本申请提高了烟气在脱硫塔1内的滞留时间，提高了现有脱硫塔1的脱硫效率，满足了新的排放标准要求，且不用对原有脱硫塔1进行大的改造，投资少，对设备改动小，脱硫塔1整体结构基本无变化。
实施例1
某脱硫塔1内的原有烟气行程为21m，脱硫塔1的横截面直径为5m，改造前脱硫塔1内部的烟气平均流速为1.5m/s，进入脱硫塔1时的烟气流速为2.5m/s，则脱硫塔1内的烟气停留时间为21/1.5＝14s。改造后入口的渐缩烟道使得进入脱硫塔1时的烟气流速增大至6m/s，计算螺旋线长度约为37m，烟气量不变则烟气平均流速不变为1.5m/s，此时烟气平均停留时间为37/1.5＝24.67s，比改造前提高了10.67s，提高了76.20％，延长烟气在脱硫塔1内的滞留时间的作用十分显著。
本发明未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。
本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种延长烟气在脱硫塔内的滞留时间的方法，其特征在于，在所述脱硫塔的塔壁上设置两个用于切向进烟气的切向进烟气管道，所述切向进烟气管道的进风口通过水平烟道与烟气引风机的出风口连通，两个切向进烟气管道之间的位置关系为以所述脱硫塔的轴向中心线为中心轴所作的圆周阵列，烟气沿所述脱硫塔的横截面的切线方向射入脱硫塔内，烟气进入脱硫塔后螺旋着从下往上运动，喷淋层射出的脱硫液从上往下运动，烟气与脱硫液相遇后发生脱硫反应，脱硫后的烟气继续向上运动最终从脱硫塔顶部的烟气出口排出。
2.根据权利要求1所述的一种延长烟气在脱硫塔内的滞留时间的方法，其特征在于，所述切向进烟气管道为渐缩管道，所述切向进烟气管道的横截面沿着其内烟气的流动方向逐渐缩小。
3.根据权利要求2所述的一种延长烟气在脱硫塔内的滞留时间的方法，其特征在于，所述切向进烟气管道为四棱台形状或圆锥形状。
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