CN201271564Y - 高效玻璃钢脱硫塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高效玻璃钢脱硫塔，包括脱硫塔体，在玻璃钢制作的脱硫塔体内部设置有除雾系统、多层喷淋系统、旋流装置和预冷段，在脱硫塔体壁上对应除雾系统、各喷淋系统和预冷段检修位置处均开有人孔门，脱硫塔体壁外对应除雾系统、各喷淋系统人孔门位置处设有平台和楼梯，预冷段采用切线向下倾斜的方式与脱硫塔体固连，脱硫塔体底部设有溢流口。优点是：本脱硫塔采用预冷段预喷淋处理、冲击水浴、旋流以及喷淋等相结合的结构，可有效构成连续、多次吸收SO₂和浸湿、粘住烟尘，直至几乎完全清除掉。运行可靠，脱硫效果显著，脱硫效率可达90％以上。结构紧凑，耐腐蚀效果好，安装方便，使用寿命长，可工厂化、批量化制造，生产以及运输极为方便。

Description

高效玻璃钢脱硫塔

技术领域

本实用新型涉属于脱硫技术领域，特别是涉及一种高效玻璃钢脱硫塔。

背景技术

在现有技术中，燃煤锅炉大气污染控制措施主要是采用一级除尘，二级脱硫的方式。目前公开使用的较有代表性的脱硫塔结构大体上可分为喷淋塔、填料塔、板式塔和鼓泡塔。其中喷淋塔结构较为简单，具有相接触面积大和气相压降小等优点，但喷淋塔存在持液量小和液侧传质系数过小，气相和液相返混较为严重的缺点。填料塔具有结构简单、易于适应各种腐蚀介质和不易造成溶液起泡的优点，但填料塔存在的缺点主要是：一、它无法从塔体中直接移去热量，当反应热较高时，必须借助增加液体喷淋量以显热形式带出热量；二、由于存在最低润湿率的问题，在很多情况下需采用自身循环才能保证填料的基本润湿，但这种自身循环破坏了逆流的原则；另外填料塔易发生堵塞现象，运行维护困难。板式塔存在气相流动压降较大和传质表面较小等缺点。鼓泡塔存在鼓泡塔的直径不宜过大，一般在2～3m以内，液相轴向返混很严重，较难在单一连续反应器中达到较高的液相转化率，鼓泡时所耗压降较大。此外，脱硫塔塔体所采用的材料方面，目前脱硫塔所使用的材料主要有以下几种：一、采用不锈钢材料；二、采用价格相对便宜的碳钢，内壁进行防腐处理；三、采用混凝土，内壁进行瓷砖或BEKA塑料衬里防腐。由于脱硫塔内部环境条件极为恶劣，既有酸碱腐蚀，也有Cl^-、SO₃ ^2-等腐蚀，同时还有磨损、高温热冲击及剧烈的温变，这些对设备制作材料提出了很高的要求，一般的防腐措施难以奏效，造成使用寿命降低，并经常需要维修和更换零部件。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种集预冷段预喷淋处理、冲击水浴、旋流以及喷淋多种功能于一体的结构紧凑、耐腐蚀效果好、安装方便且使用寿命长的高效玻璃钢脱硫塔。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：高效玻璃钢脱硫塔，包括脱硫塔体，其特征在于：所述在玻璃钢制作的脱硫塔体内部由上至下依次设置有除雾系统、多层喷淋系统、旋流装置和预冷段，脱硫塔体内腔以预冷段、旋流装置、喷淋系统和除雾系统为界划分为预冷区、旋流区、喷淋区和除雾区；在脱硫塔体壁上对应除雾系统、各喷淋系统和预冷段检修位置处均开有人孔门，脱硫塔体壁外对应除雾系统、各喷淋系统人孔门位置处设有平台和与平台连接的楼梯，所述预冷段采用切线向下倾斜的方式与脱硫塔体固定连接，在脱硫塔体底部设置有溢流口。

本实用新型还可以采用如下技术方案：

所述除雾系统包括除雾器叶片、除雾器支撑梁、冲洗管道和冲洗喷嘴，除雾器支撑梁预埋固装在脱硫塔体壁上部，在除雾器支撑梁上安装除雾器叶片，冲洗管道支撑预埋件通过螺栓与脱硫塔体固定，在冲洗管道上装有冲洗喷嘴。

所述喷淋系统为三层，喷淋系统包括：通过不锈钢支撑预埋件和螺栓固装在脱硫塔体壁上的喷淋管，喷淋管上通过弯头连接有喷淋头。

所述旋流装置为双程旋流装置，并位于喷淋系统的下方，该旋流装置包括：通过连接螺栓与脱硫塔体连接的旋流板支撑架，在旋流板支撑架上焊接有底环边，底环边上焊接外程旋流板和内程旋流板。

所述预冷段包括：与脱硫塔体固定连接的玻璃钢壳体和预冷段支撑，在玻璃钢壳体内部设置预冷喷淋装置。

所述玻璃钢塔体为圆筒形，其上部为锥状结构。

所述玻璃钢塔体内底为倾斜面，即向着溢流口方向倾斜。

所述除雾系统的冲洗喷嘴为全切线喷射方式，其喷射角为90°。

所述喷淋管上的喷淋头装有3—6个大流量螺旋喷嘴。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本玻璃钢脱硫塔采用预冷段预喷淋处理、冲击水浴、旋流以及喷淋等相结合的结构，使脱硫塔中有效地构成连续、多次吸收SO₂和浸湿、粘住烟尘，最后把它们几乎完全清除掉。高效玻璃钢脱硫塔运行可靠，脱硫效果显著。脱硫效率可达90％以上，阻力损失小于800Pa。

高效玻璃钢脱硫塔其它特点包括：整个装置具有结构紧凑，耐腐蚀效果好，安装方便，上马快。采用玻璃钢作脱硫塔塔体，耐腐蚀效果好。喷淋系统和旋流装置全部选用不锈钢材质。喷嘴采用大流量螺旋喷嘴，通径大，不会发生堵塞。塔体出口收缩成锥状，有效避免对脱硫塔的气流分布造成地不利影响。设备使用寿命长，主体设备超过20年。此外，高效玻璃钢脱硫塔还可以工厂化、批量化制造，生产以及运输方便。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图2的A—A剖视图；

图4是本实用新型预冷段俯视图；

图5是图4的B—B剖视图；

图6是本实用新型旋流装置俯视图；

图7是图6的C—C剖视图；

图8是本实用新型喷淋系统结构示意图；

图9是本实用新型除雾系统俯视图；

图10是图9的D—D剖视图。

图中：1、玻璃钢脱硫塔体；2、预冷段；2—1、壳体；2—2、预冷喷淋装置；2—3、预冷段支撑；3、旋流装置；3—1、连接螺栓；3—2、底环边；3—3、旋流板支撑架；3—4、外程旋流板；3—5、内程旋流板；4、喷淋系统A、B、C；4—1、喷淋头；4—2、弯头；4—3、喷淋管；4—4、不锈钢支撑预埋件；4—5、螺栓；5、除雾系统；5—1、除雾器叶片；5—2、除雾器支撑梁；5—3、冲洗管道；5—4、冲洗喷嘴；5—5、冲洗管道支撑预埋件；5—6、螺栓；6、溢流口；7、塔箍；8、平台；9、楼梯；10、人孔门。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1—图3，高效玻璃钢脱硫塔，包括玻璃钢材料制成的脱硫塔体1，该脱硫塔体呈圆筒形，其上部呈锥状，在脱硫塔体1底部设置有溢流口6，整个脱硫塔体外部上每隔一定距离紧固有塔箍7，塔箍数量为3—6个。在玻璃钢制脱硫塔体内部由上至下依次设置有除雾系统5、多层喷淋系统4A、4B和4C、旋流装置3和预冷段2，脱硫塔体内腔以预冷段、旋流装置、喷淋系统和除雾系统为界划分为预冷区、旋流区、喷淋区和除雾区。在脱硫塔体壁上对应除雾系统5、各喷淋系统4A、4B、4C和预冷段2检修位置处均开有人孔门10，脱硫塔体壁外对应除雾系统、各喷淋系统人孔门位置处设有平台8和与平台连接的楼梯9，所述平台和楼梯均采用碳钢制成，人孔门10数量为5个，为玻璃钢制成。

请参阅图4和图5，所述预冷段2包括：与脱硫塔体1固定连接的玻璃钢壳体2—1和预冷段支撑2—3，在玻璃钢壳体2—1内部设置有预冷喷淋装置2—2，预冷喷淋装置2—2采用不锈钢316L材质制作，在不锈钢壳体底部通过预冷段支撑2—3作为支撑，所述预冷段采用切线向下倾斜的方式与脱硫塔体固定连接。

请参阅图6和图7，所述旋流装置3为不锈钢316L材质制成的双程旋流装置，并位于喷淋系统4的下方，该旋流装置包括：通过连接螺栓3—1与脱硫塔体1连接的旋流板支撑架3—3，在旋流板支撑架上焊接有底环边3—2，底环边上焊接外程旋流板3—4和内程旋流板3—5。

请参阅图8，所述喷淋系统为三层，依次为4A、4B和4C，喷淋系统包括：预埋固定在脱硫塔体上的不锈钢支撑预埋件4—4，不锈钢喷淋管4—3通过螺栓4—5和螺母与不锈钢支撑预埋件4—4固定连接，不锈钢喷淋管上通过不锈钢弯头4—2连接有不锈钢喷淋头4—1，所述喷淋管上的喷淋头装有3—6个大流量螺旋喷嘴。

请参阅图9和图10，所述除雾系统5包括除雾器叶片5—1、除雾器支撑梁5—2、冲洗管道5—3和冲洗喷嘴5—4，采用碳钢材质制作且经过防腐处理的除雾器支撑梁预埋固装在脱硫塔体壁上部，在除雾器支撑梁上安装除雾器叶片5—1，除雾器叶片采用改性聚丙乙烯材料，其最大操作温度为130℃，除雾器叶片5—1采用单元制形式，并以除雾器支撑梁作为支撑。冲洗管道支撑预埋件5—5与脱硫塔体预埋固定，冲洗管道支撑预埋件5—5通过螺栓5—6和螺母与冲洗管道5—3在冲洗管道上装有冲洗喷嘴5—4。所述冲洗管道采用改性聚丙乙烯材料，操作温度允许为130℃，冲洗喷嘴为全切线喷射方式，其喷射角为90°，有150％的叠加(平均)，确保100％的冲洗效果。

本实用新型的工作原理为：

高效玻璃钢脱硫塔主要用于燃煤锅炉脱硫装置。从锅炉中所排放出来的烟气将从预冷段2流入脱硫塔。由于烟气是一种温度在180℃左右、含有SO2与飞灰的高热气体，在进入预冷段2后，烟气就与其内设置的预冷喷淋装置2—2喷出的雾化状高压含碱液水及喷淋系统4的喷淋状喷射分别在预冷段2和在玻璃钢脱硫塔体1内壁上形成的作为水幕帘的碱性液幕帘相接触。雾化状高压含碱液水主要吸收SO2并与之反应以使SO2被生成亚硫酸盐和硫酸盐，而烟气中飞灰在重力加速度和离心力的共同作用下，冲击水封面，形成水花区域，含尘烟气在水花区域内又进一步得到了净化。同时，部分碱液水将烟气带来热量汽化形成湿蒸汽，大大增加了碱液与湿蒸汽的充分接触，促使二氧化硫进一步被碱液吸收、反应，以及促使飞灰颗粒或尘埃被浸湿成含灰的液体进入塔底循环浆液中。

烟气随后进入旋流装置3，其主要作用为烟气导流、增湿脱硫，使进入脱硫塔内部的烟气利用本身的能量(引风机的压力等)被强制沿玻璃钢脱硫塔体1内壁环绕上升，通过改变烟气通道的大小和方向，使气体的压力能变成气体动能，强化了气流速度，烟气中的尘粒在离心力的作用下抛向玻璃钢脱硫塔体1内壁，被自上而下的水膜冲下，并随吸收液一起从脱硫塔底部溢流口6排出，起到除尘作用。旋流装置3的片接角度安装使喷淋的碱液一部分经旋流板流向玻璃钢脱硫塔体1内壁并使旋流片形成水膜，由于离心力的作用，粒径大的颗粒被甩向玻璃钢脱硫塔体1内壁水膜面，随吸收液一起排出塔外，粒径小的颗粒和旋流板的碱液膜面接触，使含尘烟气的流程增加，增大了烟尘反应时间，加大了与碱液的接触面积。

在旋流装置3上方安装三级碱溶液喷淋系统4(A、B、C三层)，有效增大烟气与碱溶液的接触面积，塔内大量水雾与烟气接触，通过延长吸收、中和烟气中二氧化硫的时间，增大吸附面积，从而获得较高的脱硫效率。与上部喷淋系统4喷出的碱液不断组成多相分散基元，这些多相基元不断的接触、碰撞、凝并，实现基元的细化，大大提高相间的接触面积，基元间实现高速的表面更新，保持稳定高速的传质，在存在化学反应时，相间远离平衡，使化学反应始终保持高速，这就大大提高脱硫设备的脱硫效率。

经过塔内的三次连续的喷淋吸收后，经脱硫后的烟气进入塔上部的除雾系统5，当带有液滴的烟气进入除雾系统5的弯曲通道时，烟气被快速、连续改变方向，因惯性凝并及碰撞的作用，在惯性力及重力作用下将气流中夹带的液滴分离出来，形成水流落至脱硫塔底部，烟气达到除雾要求后排入烟囱。除雾的切割粒径为25—30um，能够较好的控制塔板的雾化粒径及二次雾沫夹带，除雾系统5的除雾效果能够达到99％以上，在投碱到位的情况下，能够达到理想的除尘、脱硫效果。为防止除雾器叶片5—1发生堵塞现象，保证设备的正常运行，定期对除雾系统5进行冲洗。

根据不同型号锅炉、工业窑炉已选定的原引风机型号，产生烟气量，本脱硫塔以不改变原设计为宗旨，力求降低系统阻力，经实际测试，本高效玻璃钢脱硫塔较其他各种湿式脱硫塔的阻力较小，减轻了引风机电机的负担。高效玻璃钢脱硫塔的各项控制参数：

(1)烟气流速为3～4.5m/s；

(2)喷淋雾化颗粒控制在2500～3000μm，喷淋液覆盖率150％～300％；

(3)进口温度Tin<180℃，出口温度Tout<100℃；

(4)液气比为1～3L/M3；

(5)整个脱硫塔阻力<800Pa。

(6)脱硫效率>90％。

Claims (9)

1.一种高效玻璃钢脱硫塔，包括脱硫塔体，其特征在于：所述在玻璃钢制作的脱硫塔体内部由上至下依次设置有除雾系统、多层喷淋系统、旋流装置和预冷段，脱硫塔体内腔以预冷段、旋流装置、喷淋系统和除雾系统为界划分为预冷区、旋流区、喷淋区和除雾区；在脱硫塔体壁上对应除雾系统、各喷淋系统和预冷段检修位置处均开有人孔门，脱硫塔体壁外对应除雾系统、各喷淋系统人孔门位置处设有平台和与平台连接的楼梯，所述预冷段采用切线向下倾斜的方式与脱硫塔体固定连接，在脱硫塔体底部设置有溢流口。

2.根据权利要求1所述的高效玻璃钢脱硫塔，其特征在于：所述除雾系统包括除雾器叶片、除雾器支撑梁、冲洗管道和冲洗喷嘴，除雾器支撑梁预埋固装在脱硫塔体壁上部，在除雾器支撑梁上安装除雾器叶片，冲洗管道支撑预埋件通过螺栓与脱硫塔体固定，在冲洗管道上装有冲洗喷嘴。

3.根据权利要求1所述的高效玻璃钢脱硫塔，其特征在于：所述喷淋系统为三层，喷淋系统包括：通过不锈钢支撑预埋件和螺栓固装在脱硫塔体壁上的喷淋管，喷淋管上通过弯头连接有喷淋头。

4.根据权利要求1所述的高效玻璃钢脱硫塔，其特征在于：所述旋流装置为双程旋流装置，并位于喷淋系统的下方，该旋流装置包括：通过连接螺栓与脱硫塔体连接的旋流板支撑架，在旋流板支撑架上焊接有底环边，底环边上焊接外程旋流板和内程旋流板。

5.根据权利要求1所述的高效玻璃钢脱硫塔，其特征在于：所述预冷段包括：与脱硫塔体固定连接的玻璃钢壳体和预冷段支撑，在玻璃钢壳体内部设置预冷喷淋装置。

6.根据权利要求1所述的高效玻璃钢脱硫塔，其特征在于：所述玻璃钢塔体为圆筒形，其上部为锥状结构。

7.根据权利要求1所述的高效玻璃钢脱硫塔，其特征在于：所述玻璃钢塔体内底为倾斜面，即向着溢流口方向倾斜。

8.根据权利要求2所述的高效玻璃钢脱硫塔，其特征在于：所述除雾系统的冲洗喷嘴为全切线喷射方式，其喷射角为90°。

9.根据权利要求3所述的高效玻璃钢脱硫塔，其特征在于：所述喷淋管上的喷淋头装有3—6个大流量螺旋喷嘴。

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