CN114570166A - 一种径向进气的脱硫塔气体分布装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种径向进气的脱硫塔气体分布装置，包括脱硫塔，脱硫塔上设有径向通气的入口，脱硫塔内设有若干沿入口中心线对称分布的导流装置；导流装置向脱硫塔两侧内壁延伸；导流装置之间形成导风通道，相邻的导流装置的间距沿气体的流向逐渐增大。导流装置包括前导流板、弯板和后导流板；前导流板通过弯板与后导流板连接，前导流板与气体方向平行，后导流板与前导流板之间呈钝角。本发明可有效提高填料脱硫塔内气流的均匀性，具有合理的速度梯度分布；每组导流装置出口气流速度均降至0‑1m/s，达到气体充满状态；导流装置组与组之间的气流平稳，局部的压力降小，导流装置数量减少，避免了由于导流板过多而造成的气流流动复杂情况。

Description

一种径向进气的脱硫塔气体分布装置
技术领域
本发明属于气体分布装置，具体涉及一种径向进气的脱硫塔气体分布装置。
背景技术
焦炉燃烧产生的煤气含有H2S和HCN，这些酸性气体容易腐蚀设备和管路，氨和硫化氢在煤气燃烧时转变为氮的氧化物和硫的氧化物，还会造成严重的环境污染。因此这些有危害的物质必须从煤气净化系统中除去，同时使其变为有用的化工产品。填料塔因压降低、处理量大、接触面积大、传质效率高、有利于提高选择性吸收等优点被大量应用于焦炉煤气的脱硫。塔内气流分布的均匀程度对脱硫填料塔的脱硫效率具有显著效率。传统大型填料塔气体分布器采用双列式形式，其出口的气流射程短、无法到达大型填料塔塔壁；气流分布不均匀、速度梯度大；且分布器内的导流板组数较多，每组之间的气流流动复杂、造成局部压力降大。
专利号申请号为202110372266.9的中国专利提出了一种用于脱硫废水零排放系统的蜗壳式烟气分布器，该装置蜗壳进气道、外流组件、驱动组件、内流组件和若干调节组件，通过控制器来精确控制外流道内部的第一导流板达到精确调节角度的目的。但该装置的烟气进气道呈蜗壳式，加工复杂且含有控制器等较复杂的设备与结构，易产生检修困难、烟气分布偏离设计预期。
专利申请号为202021067272.0的中国专利提出了一种用于干法脱硫脱硝的气体分布器，包括环形本体，在环形本体的内壁上间隔设置有若干个旋向板，旋向板呈环形分布在环形本体的内壁上，但在大型脱硫塔内选项分布的导流板易造成气体在中间积聚，气流混合缺乏均匀性。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种提高气流分布程度以及均匀性的径向进气的脱硫塔气体分布装置。
技术方案：本发明的一种径向进气的脱硫塔气体分布装置，包括脱硫塔，所述脱硫塔上设有径向通气的入口，所述脱硫塔内设有若干沿入口中心线对称分布的导流装置；所述导流装置向脱硫塔两侧内壁延伸；导流装置之间形成导风通道，相邻的导流装置的间距沿气体的流向逐渐增大。
进一步的，所述导流装置包括前导流板、弯板和后导流板；所述前导流板通过弯板与后导流板连接，所述前导流板与气体方向平行，所述后导流板与前导流板之间呈钝角。
进一步的，所述前导流板的横向间距沿气体的流向逐渐减小，最靠近入口的导流装置的前导流板之间的间距大于入口的直径。
进一步的，所述后导流板与前导流板之间的夹角为100~160°。
进一步的，所述后导流板的长度沿气体的流向先增大后减小，后导流板在脱硫塔内的分布整体呈叶形。
进一步的，所述导流装置还包括用于安装前导流板的固定H型钢和用于安装后导流板的斜拉H型钢，所述固定H型钢沿气流方向与脱硫塔的塔壁连接；所述斜拉H型钢的两端分别与固定H型钢和塔壁连接；
进一步的，所述斜拉H型钢上设有多组支撑管，支撑管的下端与斜拉H型钢的底梁固定，上端与斜拉H型钢焊接；所述前导流板的一侧设有用于加强固定的扁钢，扁钢与前导流板垂直焊接。
进一步的，所述弯板的半径为20~2000mm。弯板半径与脱硫塔直径、前导流板的宽度有关。
进一步的，对称的前导流板之间形成导流装置的进气口，相邻的后导流板靠近脱硫塔的一端形成出气口，进气口的气体流速沿远离入口的方向逐渐减小，出气口的气体流速为0~1 m/s。
进一步的，最远离入口的相邻导流装置的间距与最靠近入口的相邻导流装置的间距比值为1~3。
本发明装置的原理为：通过导流装置将径向进入的气体均匀分布至脱硫塔内，其中，导流装置之间的间距沿气体的流向逐渐增大，越靠近气流入口的导流装置组与组之间的间距越小，越远离气流入口的导流装置组与组之间的间距越大，这主要是因为导流装置的间距越小，之间的压力降就越大，越容易阻碍气体的流动，因此越靠近入口的导流装置之间会对向两侧扩散的气体形成一定的阻力，即气体会往阻力更小的地方移动，因此通过不同的间距可以使气体在脱硫塔内往远离入口的方向移动，从而实现气体在脱硫塔内的完全分布；其次，导流装置的实际长度也随远离气体入口的方向呈现先增大后减小的趋势，这样的设计可以实现气体达到脱硫塔的塔壁，延长气流的射程，且由于刚进入的气体流速大，随着流动的进行，越远离入口的气体流速就越小，当气体通过导流装置流向塔壁时，所设置的长度可以使流速达到预期值，不会造成局部气流速度过大；此外，对称的导流装置之间会形成气体流动的进气口，进气口可以将气流的速度进行梯度划分，且在实际流速逐渐变慢的前提下，通过缩短进气口的纵向距离从而增大局部压力降，使气体更易向两侧扩散。
有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著优点：本发明可有效提高填料脱硫塔内气流的均匀性，距离气体入口由近到远的导流装置入口流速分别约12-14m/s、6-10m/s、1-2m/s，具有合理的速度梯度分布；每组导流装置出口气流到达塔内壁时速度均降至0-1m/s，达到水平截面保持气体充满状态；导流装置组与组之间的气流平稳，局部的压力降小，且导流装置数量较现有设计明显减少，避免了由于导流板过多而造成的气流流动复杂的情况。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；
图2为本发明装置整体安装后示意图；
图3为本发明导流装置俯视图；
图4为对比例的结构示意图；
图5为本发明结构气流实际分布测试图；
图6为对比例结构气流实际分布测试图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参见图1和图3的一种径向进气的脱硫塔气体分布装置，包括脱硫塔9，脱硫塔9的直径为9000mm，脱硫塔上设有径向通气的入口10，入口10的直径为1600mm，入口10的气体流速为16mm/s；脱硫塔9内设有若干沿入口中心线对称分布的导流装置，导流装置向脱硫塔9两侧内壁延伸；导流装置之间形成导风通道，相邻的导流装置的间距沿气体的流向逐渐增大，保证气流可以逐步向远离入口的方向运行，其中，最远离入口10的相邻导流装置的间距与最靠近入口10的相邻导流装置的间距比值为1~3，本实施例中最靠近入口10的相邻导流装置的间距为850mm，最远离入口10的相邻导流装置的间距为900mm。
导流装置整体呈叶形分布，导流装置包括前导流板1、弯板2、后导流板3、支撑管4、扁钢5、斜拉H型钢6和固定H型钢7；前导流板1通过弯板2与后导流板3连接，前导流板1与气体方向平行，前导流板1的整体长度约为110mm ；后导流板3与前导流板1之间呈钝角，具体夹角为120°；弯板2的半径为100 mm；对称的前导流板1之间形成导流装置的进气口11，相邻的后导流板3靠近脱硫塔的一端形成出气口31，进气口11的气体流速沿远离入口的方向逐渐减小，通过实际工程分析，距离气体入口由近到远的导流装置入口流速分别约12~14m/s、6~10m/s、1~2m/s，保证填料脱硫塔内气流的均匀性；出气口31的气体流速为0~1 m/s，达到水平截面保持气体充满状态。
为了保证入口的气体可以向两侧扩散，最靠近入口10的导流装置的前导流板1之间的间距略小于入口的直径，具体为1440mm；同时，前导流板1的横向间距沿气体的流向逐渐减小，具体由1440mm缩减为160mm。
为了保证气体在脱硫塔内的完全分布，后导流板3的长度沿气体的流向先增大后减小，后导流板3的长度依照脱硫塔的内径确定，具体的尺寸约在500-3800mm之间。
参见图2，为了实现导流装置的安装，固定H型钢7沿主气流方向与脱硫塔9的塔壁8连接；斜拉H型钢6的两端分别与固定H型钢7和塔壁8连接，斜拉H型钢6下还设有多组支撑管4，支撑管4的下端与梁固定，上端与斜拉H型钢6焊接，前导流板1的一侧设有用于加强的扁钢5，扁钢5与前导流板垂直焊接。
具体的安装过程为：
第一步、使塔内的导流装置呈对称安装，首先将固定H型钢7直接焊接在塔内壁8上；
第二步、将每根不同长度的斜拉H型钢6两端分别焊接在固定H型钢7和塔内壁8上；
第三步、支撑管4的安装首先从靠近弯板2的管子开始，支撑管4下端生根在底部梁上，上端与斜拉H型钢6焊接；然后安装前导流板1和弯板2；
第四步、安装完靠近弯板的支撑管4，按照气流方向依次安装后导流板3和同一组导流装置中的其他支撑管4；扁钢5可提前与前导流板1进行焊接，起到加强、固定的作用。
其中，第三步中的安装导流板1和弯板2可根据实际情况调整至第一步前，在塔外进行。
本实施例中，从入口10进入后，气体同时向两侧及下游扩散，气体从第一个进气口11进入，沿通道往壁面扩散。相继地下游的气流短时间内进入相应的两侧导流装置之间的通道内流动，并快速完全分布在脱硫塔内。
对比例参见图4为现有的填料塔气体分布器结构，采用双列叶片式形式，内部设置上顶板、下底板和大量的人字形分流板，在塔的垂直方向上分别用四块组合筋板进行固定。
参见图5和图6的对比可知，图5中可以明显看出气体完全分布在脱硫塔内，但图6中气体仅分布在导流板附近，不能到达脱硫塔内壁，因此本实施例的装置气流射程长、可以到达大型填料塔塔壁；气流分布均匀、速度梯度小；装置内的导流板组数较少，每组导流装置之间的气流流动简单，局部压力降小。

Claims (10)

1.一种径向进气的脱硫塔气体分布装置，包括脱硫塔(9)，所述脱硫塔上设有径向通气的入口(10)，其特征在于：所述脱硫塔(9)内设有若干沿入口中心线对称分布的导流装置；所述导流装置向脱硫塔(9)两侧内壁延伸；导流装置之间形成导风通道，相邻的导流装置的间距沿气体的流向逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的一种径向进气的脱硫塔气体分布装置，其特征在于：所述导流装置包括前导流板(1)、弯板(2)和后导流板(3)；所述前导流板(1)通过弯板(2)与后导流板(3)连接，所述前导流板(1)与气体方向平行，所述后导流板(3)与前导流板(1)之间呈钝角。
3.根据权利要求2所述的一种径向进气的脱硫塔气体分布装置，其特征在于：所述前导流板(1)的横向间距沿气体的流向逐渐减小，最靠近入口(10)的导流装置的前导流板(1)之间的间距大于入口的直径。
4.根据权利要求2所述的一种径向进气的脱硫塔气体分布装置，其特征在于：所述后导流板(3)与前导流板(1)之间的夹角为100~160°。
5.根据权利要求2所述的一种径向进气的脱硫塔气体分布装置，其特征在于：所述后导流板(3)的长度沿气体的流向先增大后减小，后导流板(3)在脱硫塔(9)内的分布整体呈叶形。
6.根据权利要求2所述的一种径向进气的脱硫塔气体分布装置，其特征在于：所述导流装置还包括用于安装前导流板(1)的固定H型钢(7)和用于安装后导流板(3)的斜拉H型钢(6)，所述固定H型钢(7)沿主气流方向与脱硫塔(9)的塔壁(8)连接；所述斜拉H型钢(6)的两端分别与固定H型钢(7)和塔壁(8)连接。
7.根据权利要求6所述的一种径向进气的脱硫塔气体分布装置，其特征在于：所述斜拉H型钢(6)下还设有多组支撑管(4)，支撑管(4)的下端与梁固定，上端与斜拉H型钢(6)焊接；所述前导流板(1)的一侧设有用于加强固定的扁钢(5)，扁钢(5)与前导流板(1)进行垂直焊接。
8.根据权利要求2所述的一种径向进气的脱硫塔气体分布装置，其特征在于：所述弯板(2)的半径为20~2000mm。
9.根据权利要求2所述的一种径向进气的脱硫塔气体分布装置，其特征在于：对称的前导流板(1)之间形成导流装置的进气口(11)，相邻的后导流板(3)靠近脱硫塔的一端形成出气口(31)，进气口(11)的气体流速沿远离入口的方向逐渐减小，出气口(31)的气体流速为0~1 m/s。
10.根据权利要求1所述的一种径向进气的脱硫塔气体分布装置，其特征在于：最远离入口(10)的相邻导流装置的间距与最靠近入口(10)的相邻导流装置的间距比值为1~3。
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