CN113773881B - 脱硫塔 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种脱硫塔，所述脱硫塔包括塔体、浆液区以及喷淋区，所述塔体侧壁的底部设有进气口，所述塔体的顶部设有出气口；所述浆液区位于所述塔体内的底部，且处于所述进气口的下方；所述喷淋区位于所述塔体内的顶部且处于所述进气口和所述出气口之间，所述喷淋区与所述浆液区通过管道连通，所述喷淋区包括多个喷淋装置；所述喷淋装置包括主管体、连接套以及多个支管，所述主管体与所述管道连通；所述连接套转动套设于所述主管体的自由端外周，多个所述支管绕所述主管体的轴线均匀分布于所述连接套；所述支管的自由端设有第二喷头，相邻两个所述喷淋装置中的所述第二喷头喷出的液流路径相互交叉。本发明提供的脱硫塔提高煤气的脱硫效率。

Description

脱硫塔
技术领域
本发明属于煤气脱硫处理技术领域，具体涉及一种脱硫塔。
背景技术
我国是煤炭使用大国，可燃物在燃烧器(即锅炉)中燃烧产生煤气，是热电厂的主要排放物之一。由于煤气中通常含有大量的氮氧化物NOX、硫化物SO2以及粉尘，一方面会导致腐蚀性很强的酸雨，另一方面排放的粉尘会带来大气污染，危害身体健康，因此煤气在排放之前必须经过脱硫脱硝除尘处理。
脱硫塔是对工业废气进行脱硫处理的塔式设备。目前使用的塔内喷淋大多为空心锥形喷枪，在实际运行过程中压力达不到额定要求或个别喷枪堵塞时，局部雾化效果不达标，导致塔内喷淋液体分布不均匀；经过催化转化的高炉煤气从喷淋塔底部进入，大量的煤气通过喷淋液体间隙逃逸，从而大大影响脱硫效果。
发明内容
本发明实施例提供一种脱硫塔，旨在实现在塔内喷淋的时候保证喷淋液体的均匀性，提高催化效率，优化脱硫效果。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种脱硫塔，包括：
塔体，所述塔体侧壁的底部设有进气口，所述塔体的顶部设有出气口；
浆液区，位于所述塔体内的底部，且处于所述进气口的下方；以及
喷淋区，位于所述塔体内的顶部且处于所述进气口和所述出气口之间，所述喷淋区与所述浆液区通过管道连通，所述喷淋区包括多个喷淋装置；
所述喷淋装置包括：
主管体，与所述管道连通，所述主管体的自由端设有第一喷头，所述主管体的外周面开设有分流开口；
连接套，转动套设于所述主管体的自由端外周，且罩设于所述分流开口；以及
多个支管，绕所述主管体的轴线均匀分布于所述连接套，所述支管通过所述连接套与所述分流开口连通，所述支管的自由端设有第二喷头，所述第二喷头的喷射方向朝下，且具有平行于所述连接套切向的分量；
相邻两个所述喷淋装置中的所述第二喷头喷出的液流路径相互交叉。
在一种可能的实现方式中，所述管道的一端与所述浆液区连通，另一端分支形成多个固定管，多个所述固定管沿上下方向依次设于所述塔体内；
每个所述固定管上安装有多个所述喷淋装置，所述喷淋装置的所述主管体与所述固定管连通，相邻两个所述固定管上的喷淋装置在所述固定管的轴向上交错分布。
在一种可能的实现方式中，所述主管体沿其轴线间隔设有两个限位台阶，所述连接套位于两个所述限位台阶之间；
所述连接套的两轴端与所述限位台阶之间还分别设有密封垫。
在一种可能的实现方式中，所述主管体的自由端卡接有喷头板，所述喷头板上具有多个呈环形阵列分布的通孔，所述通孔形成所述第一喷头。
在一种可能的实现方式中，所述浆液区设有阻隔网，所述阻隔网将所述浆液区分为上下两个连通的空间，所述管道的进液口连通于位于所述阻隔网下方的空间。
在一种可能的实现方式中，所述喷淋区的下方还设有扰流区，所述扰流区位于所述进气口的上方。
一些实施例中，所述扰流区包括多个沿第一预设路径依次连接的扰流板，所述第一预设路径垂直于上下方向，相邻所述扰流板之间呈夹角设置，以形成沿第一预设路径交替分布的板峰和板谷；
所述扰流板上沿第二预设路径分布有多个扰流管，所述第二预设路径垂直于上下方向和所述第一预设路径，所述扰流板的进气口靠近所述板谷，出气口靠近所述板峰，所述扰流管连通所述扰流板上下两侧的空间。
一些实施例中，多个所述喷淋装置呈行列状分布，其中多个所述喷淋装置沿所述第一预设路径分布形成喷淋行，多个所述喷淋装置沿所述第二预设路径分布形成喷淋列；
所述板峰处于所述喷淋列或所述喷淋行的正下方，且与所述喷淋列或所述喷淋行一一对应设置。
一些实施例中，所述扰流区包括沿第三预设路径依次分布的多个弹性板，相邻所述弹性板之间存在间隙，所述第三预设路径垂直于上下方向；
所述弹性板的第一侧与所述塔体固接，所述弹性板的第二侧与所述塔体转动连接，所述第二侧的旋转轴线垂直于所述第三预设路径及上下方向，所述第一侧与所述第二侧相对设置，所述塔体外设有用于驱动所述第二侧转动的驱动装置，所述驱动装置能使所述弹性板扭转呈螺旋状。
一些实施例中，所述第一侧与所述塔体之间，以及所述第二侧与所述驱动装置之间均分别通过所述连接板连接，所述连接板的宽度沿背离所述弹性板的方向逐渐减小。
本申请实施例中，与现有技术相比，本发明脱硫塔在对煤气进行脱硫的过程中，由于支管的旋转喷淋，以及相邻喷淋装置之间的液流路径交叉，从而使得每个喷淋装置覆盖的喷淋面积更大，喷淋出的浆液在塔体内的分布更加均匀，相邻的喷淋装置之间也没有空隙，防止煤气从喷淋装置的空隙处逃逸，保证了煤气与喷淋出的浆液充分接触，提高煤气的脱硫效率，优化煤气的脱硫效果。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的脱硫塔的主视结构示意图；
图2为沿图1中A-A线的剖视结构示意图；
图3为本发明实施例一采用的喷淋装置的主视结构示意图；
图4为本发明实施例一采用的喷淋装置的仰视结构示意图；
图5为本发明实施例二提供的脱硫塔的主视结构示意图；
图6为沿图5中B-B线的剖视结构示意图；
图7为本发明实施例二提供的脱硫塔的使用状态示意图；
图8为沿图7中C-C线的剖视结构示意图。
附图标记说明：
10-塔体；11-进气口；12-出气口；
20-浆液区；21-管道；22-固定管；23-阻隔网；
30-喷淋区；31-喷淋装置；311-主管体；312-第一喷头；313-连接套；314-支管；315-第二喷头；32-限位台阶；33-密封垫；34-喷头板；
40-扰流区；41-扰流板；42-扰流管；43-弹性板；44-连接板；45-驱动装置。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1至图8，现对本发明提供的脱硫塔进行说明。所述脱硫塔，包括塔体10、浆液区20以及喷淋区30，塔体10侧壁的底部设有进气口11，塔体10的顶部设有出气口12；浆液区20位于塔体10内的底部，且处于进气口11的下方；喷淋区30位于塔体10内的顶部且处于进气口11和出气口12之间，喷淋区30与浆液区20通过管道21连通，喷淋区30包括多个喷淋装置31；喷淋装置31包括主管体311、连接套313以及多个支管314，主管体311与管道21连通，主管体311的自由端设有第一喷头312，主管体311的外周面开设有分流开口；连接套313转动套设于主管体311的自由端外周，且罩设于分流开口；多个支管314绕主管体311的轴线均匀分布于连接套313，支管314通过连接套313与分流开口连通，支管314的自由端设有第二喷头315，第二喷头315的喷射方向朝下，且具有平行于连接套313切向的分量；相邻两个喷淋装置31中的第二喷头315喷出的液流路径相互交叉。
需要说明的是，为了实现支管314和主管体311的连通，主管体311的侧壁需要设置多个弧形槽，弧形槽即分流开口，支管314插设于连接套313上，并且支管314的管体内腔与弧形槽连通，则主管体311的浆液可通过弧形槽进入支管314，并且在支管314旋转的时候，也可以保证浆液的输送。
本实施例提供的脱硫塔，在使用的时候，煤气从塔体10的进气口11进入塔体10内，管道21抽取浆液区20中的浆液输送至喷淋区30，喷淋区30的第一喷头312和第二喷头315同时喷出浆液，并且由于第二喷头315的开口倾斜朝下且具有在连接套313切向上的分量，因此第二喷头315的液流喷出的时候，带动连接套313(连接套313带动支管314)在主管体311上旋转，实现支管314的旋转喷淋，由于进入塔体10的煤气较轻，因此其从喷淋区30的底部上升，喷淋装置31喷出的浆液对经过的煤气进行了脱硫处理，被处理的煤气穿过喷淋区30从顶部的出气口12排出，喷淋出的浆液落入浆液区20，再进行下一次利用。
与现有技术相比，本发明脱硫塔在对煤气进行脱硫的过程中，由于支管314的旋转喷淋，以及相邻喷淋装置31之间的液流路径交叉，从而使得每个喷淋装置31覆盖的喷淋面积更大，喷淋出的浆液在塔体10内的分布更加均匀，相邻的喷淋装置31之间也没有空隙，防止煤气从喷淋装置31的空隙处逃逸，保证了煤气与喷淋出的浆液充分接触，提高煤气的脱硫效率，优化煤气的脱硫效果。
在一些实施例中，上述管道21的一种具体实施方式可以采用如图1、图5及图7所示结构。参见图1、图5及图7，管道21的一端与浆液区20连通，另一端分支形成多个固定管22，多个固定管22沿上下方向依次设于塔体10内；固定管22上安装有多个喷淋装置31，喷淋装置31的主管体311与固定管22连通，相邻两个固定管22上的喷淋装置31在固定管22的轴向上交错分布。喷淋装置31从上至下分为多层(同一高度的喷淋装置31为一层)，并且相邻层的喷淋装置31在固定管22的轴向上交错分布，即使最底层的喷淋装置31对煤气的处理过程没有达到预计效果，煤气从喷淋装置31的间隙处逃逸，但是处于上层的喷淋装置31对应于其底部一层的喷淋装置31的间隙处，因此还能进一步的对煤气进行处理，提高对煤气的处理效率。
在一些实施例中，上述连接套313安装的一种具体实施方式可以采用如图3至图4所示结构。参见图3至图4，主管体311沿其轴线间隔设有两个限位台阶32，连接套313位于两个限位台阶32之间；连接套313的两轴端与限位台阶32之间还分别设有密封垫33。通过设置限位台阶32，不仅方便连接套313的安装，还能对连接套313起到定位，防止其在旋转的时候沿主管体311的轴向窜动；由于支管314与主管体311连通，通过设置密封垫33，防止浆液的泄漏，保证主管体311内的液压，保证浆液的喷出速率。
可选的，连接套313可采用密封水套。
在一些实施例中，上述主管体311的一种改进实施方式可以采用如图3至图4所示结构。参见图3至图4，主管体311的自由端卡接有喷头板34，喷头板34上具有多个沿环形阵列分布的通孔，通孔形成第一喷头312。通过设置喷头板34，方便在通孔堵塞的时候对喷头板34进行更换，相比于更换整个主管体311，成本较低；并且不同的喷头板34上的通孔数量以及直径等规格不同，可通过更换不同的喷头板34以达到不同的喷淋效果，而且喷头板34的卡接安装更方便操作。
在一些实施例中，上述浆液区20的一种改进实施方式可以采用如图1、图5及图7所示结构。参见图1、图5及图7，浆液区20设有阻隔网23，阻隔网23将浆液区20分为上下两个连通的空间，管道21的进液口连接于位于阻隔网23下方的空间。浆液在喷淋后，对煤气进行脱硫的同时，还会将煤气中的粉尘带走，落入浆液区20会形成杂质，因此喷淋出的浆液落入浆液区20如果再被管道21输送至喷淋装置31，可能会造成喷淋装置31的堵塞，通过设置阻隔网23，可以将杂质阻隔在阻隔网23的上部，管道21抽取的是阻隔网23下方空间内的浆液，不会将杂质抽至喷淋装置31，也就防止了喷淋装置31的堵塞，延长喷淋装置31的使用寿命。
在一些实施例中，上述脱硫塔的一种改进实施方式可以采用如图1、图5及图7所示结构。参见图1、图5及图7，喷淋区30的下方还设有扰流区40，扰流区40位于进气口11的上方。当煤气的流量较大，流速较高的时候，煤气可能集中在进气口11附近的位置，通过扰流区40对煤气进行扰流，不仅可以降低煤气的流速，还能使得煤气均匀分散，进而提高对煤气的处理效率。
在一些实施例中，上述扰流区40的一种具体实施方式可以采用如图1至图2所示结构。参见图1至图2，扰流区40包括多个沿第一预设路径依次连接的扰流板41，第一预设路径垂直于上下方向，相邻扰流板41之间呈夹角设置，以形成沿第一预设路径交替分布的板峰和板谷；扰流板41上沿第二预设路径分布有多个扰流管42，第二预设路径垂直于上下方向和第一预设路径，扰流管41的进气口靠近板谷，出气口靠近板峰，扰流管42连通扰流板41上下两侧的空间。
煤气进入塔体10内部后，由于煤气较轻，因此煤气会从扰流管42的进气口进入，并从出气口流出(因为进气口的高度比出气口的高度低)煤气主要通过扰流管42进入扰流区40和喷淋区30之间，扰流管42的成为煤气的唯一流经通道，多个扰流管42不仅能防止煤气集体涌出，对煤气起到分流的作用；通过设置扰流管42出口的位置，还能调整煤气的出口位置，当扰流管42出口对应于喷淋装置31的正下方的时候，可以保证喷淋装置31对煤气的径直喷淋，脱硫效果更佳。
在一些实施例中，上述扰流板41和扰流管42的一种具体实施方式可以采用如图1至图2所示结构。参见图1至图2，多个喷淋装置31呈行列状分布，其中多个喷淋装置31沿第一预设路径分布形成喷淋行，多个喷淋装置31沿第二预设路径分布形成喷淋列；板峰处于喷淋列或喷淋行的正下方，其与喷淋列或喷淋行一一对应设置。板峰处于喷淋列的正下方时，板峰与喷淋列一一对应；板峰处于喷淋行的正下方时，板峰与喷淋行一一对应。
两个扰流板41之间的对接处形成一个板峰或一个板谷，一个板峰对应的是两个扰流板41上所有的扰流管42，又因为扰流管42的出口靠近板峰，因此煤气进入塔体10内后，通过扰流管42向上分散，煤气正好从喷淋列或喷淋行的正下方流出，可以保证喷淋装置31对煤气的径直喷淋，脱硫效果更佳。
需要说明的是，当喷淋装置31只设置有一层的时候，板峰对应的就是该层多个喷淋装置31中的喷淋列或喷淋行；当喷淋装置31设有有多层的时候，板峰对应的是最底层的多个喷淋装置31中的喷淋列或喷淋行(即最靠近板峰的一层中的喷淋列或喷淋行)。
在一些实施例中，上述扰流区40的一种替换实施方式可以采用如图5至图8所示结构。参见图5至图8，扰流区40包括沿第三预设路径依次分布的多个弹性板43，相邻弹性板43之间存在间隙，第三预设路径垂直于上下方向；弹性板43的第一侧与塔体10固接，弹性板43的第二侧与塔体10转动连接，第二侧的旋转轴线垂直于第三预设路径及上下方向，第一侧与第二侧相对设置，塔体10外设有用于驱动第二侧转动的驱动装置45，驱动装置45能使弹性板43扭转呈螺旋状。当煤气的流量较小的时候，驱动装置45未开启，弹性板43的板面平行于第三预设路径，相邻弹性板43之间的间隙较小，可供煤气流过(煤气只能从相邻弹性板能3之间的间隙，以及弹性板43与塔体10内壁之间的间隙通过)，喷淋后的浆液落在弹性板43上；当煤气流量较大的时候，驱动装置45开启，驱动装置45带动弹性板43的一端旋转(可旋转两圈)，此时弹性板43形成螺旋板状，相邻弹性板43之间的间隙增大，并且弹性板43扭曲的形状还能对煤气进行扰流和导流，残留在弹性板43上的浆液也可以顺着弹性板43的扭曲面流下。
通过对弹性板43状态的控制，从而适用于不同的流量的煤气处理，优化处理效果，提高处理效率。
在一些实施例中，上述弹性板43的一种改进实施方式可以采用如图5至图8所示结构。参见图5至图8，第一侧与塔体10之间，以及第二侧与驱动装置45之间均分别通过连接板44连接，连接板44的宽度沿背离弹性板43的方向逐渐减小。连接板44为刚性材料，因此在驱动装置45带动连接板44旋转的时候，只有弹性板43会发生扭曲变形。通过设置连接板44，方便带动弹性板43的扭曲变形，使得弹性板43上的扭曲线条更加顺滑与均匀，进而优化扰流和分流效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脱硫塔，其特征在于，包括：
塔体，所述塔体侧壁的底部设有进气口，所述塔体的顶部设有出气口；
浆液区，位于所述塔体内的底部，且处于所述进气口的下方；以及
喷淋区，位于所述塔体内的顶部且处于所述进气口和所述出气口之间，所述喷淋区与所述浆液区通过管道连通，所述喷淋区包括多个喷淋装置；
所述喷淋装置包括：
主管体，与所述管道连通，所述主管体的自由端设有第一喷头，所述主管体的外周面开设有分流开口；
连接套，转动套设于所述主管体的自由端外周，且罩设于所述分流开口；以及
多个支管，绕所述主管体的轴线均匀分布于所述连接套，所述支管通过所述连接套与所述分流开口连通，所述支管的自由端设有第二喷头，所述第二喷头的喷射方向朝下，且具有平行于所述连接套切向的分量；
相邻两个所述喷淋装置中的所述第二喷头喷出的液流路径相互交叉。
2.如权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于，所述管道的一端与所述浆液区连通，另一端分支形成多个固定管，多个所述固定管沿上下方向依次设于所述塔体内；
每个所述固定管上安装有多个所述喷淋装置，所述喷淋装置的所述主管体与所述固定管连通，相邻两个所述固定管上的喷淋装置在所述固定管的轴向上交错分布。
3.如权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于，所述主管体沿其轴线间隔设有两个限位台阶，所述连接套位于两个所述限位台阶之间；
所述连接套的两轴端与所述限位台阶之间还分别设有密封垫。
4.如权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于，所述主管体的自由端卡接有喷头板，所述喷头板上具有多个呈环形阵列分布的通孔，所述通孔形成所述第一喷头。
5.如权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于，所述浆液区设有阻隔网，所述阻隔网将所述浆液区分为上下两个连通的空间，所述管道的进液口连通于位于所述阻隔网下方的空间。
6.如权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于，所述喷淋区的下方还设有扰流区，所述扰流区位于所述进气口的上方。
7.如权利要求6所述的脱硫塔，其特征在于，所述扰流区包括多个沿第一预设路径依次连接的扰流板，所述第一预设路径垂直于上下方向，相邻所述扰流板之间呈夹角设置，以形成沿第一预设路径交替分布的板峰和板谷；
所述扰流板上沿第二预设路径分布有多个扰流管，所述第二预设路径垂直于上下方向和所述第一预设路径，所述扰流板的进气口靠近所述板谷，出气口靠近所述板峰，所述扰流管连通所述扰流板上下两侧的空间。
8.如权利要求7所述的脱硫塔，其特征在于，多个所述喷淋装置呈行列状分布，其中多个所述喷淋装置沿所述第一预设路径分布形成喷淋行，多个所述喷淋装置沿所述第二预设路径分布形成喷淋列；
所述板峰处于所述喷淋列或所述喷淋行的正下方，且与所述喷淋列或所述喷淋行一一对应设置。
9.如权利要求6所述的脱硫塔，其特征在于，所述扰流区包括沿第三预设路径依次分布的多个弹性板，相邻所述弹性板之间存在间隙，所述第三预设路径垂直于上下方向；
所述弹性板的第一侧与所述塔体固接，所述弹性板的第二侧与所述塔体转动连接，所述第二侧的旋转轴线垂直于所述第三预设路径及上下方向，所述第一侧与所述第二侧相对设置，所述塔体外设有用于驱动所述第二侧转动的驱动装置，所述驱动装置能使所述弹性板扭转呈螺旋状。
10.如权利要求9所述的脱硫塔，其特征在于，所述第一侧与所述塔体之间，以及所述第二侧与所述驱动装置之间均分别通过连接板连接，所述连接板的宽度沿背离所述弹性板的方向逐渐减小。
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