CN202654927U - 旋流整流气液吸收塔 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种旋流整流气液吸收塔,包含立式吸收塔,塔体设有气体进口管和气体出口管,吸收塔内部设置旋流整流隔板,该隔板由上、下开孔隔板及连接上下开孔隔板的多根倾斜气体导管组成。倾斜气体导管为一圈或多圈,其中任意一圈或多圈的倾斜气体导管的倾斜方向与其余不同。旋流整流隔板的数量可以是一个或多个,每个旋流整流隔板的上部或下部布置有浆液喷嘴组。本实用新型解决了吸收塔内部烟气分布不均、烟气停留时间短的问题,吸收效率高、除尘效率高、塔径小、能耗低、结构简单、适应性好、可靠性高,特别适用于烟气湿法脱硫工艺。

Description

旋流整流气液吸收塔
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种气液传质、传热设备,特别涉及一种高效的旋流整流气液吸收塔,适用于工业烟气净化吸收装置。
背景技术
[0002] 气液传质、传热设备,用来进行气液两相之间进行紧密接触,达到相间传质及传热的目的,可用作精馏、吸收、解吸和萃取等工作。在大气污染控制领域,工业烟气净化吸收装置广泛使用的石灰石/石灰-石膏湿法喷淋吸收塔,其吸收剂石灰石/石灰与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙和硫酸钙,在浆液中易产生饱和结晶,造成除雾器等设备的结垢堵塞,大大降低石灰石/石灰-石骨烟气湿法喷淋吸收塔的可用率。
[0003]目前广泛使用的喷淋吸收塔还有以下缺陷:
[0004] (I)喷淋吸收塔的吸收效率低。烟气通常从单侧进入,造成吸收塔内部烟气分布不均,各处的流速不同、液气比不同,气液传质效果差。另外,为了防止除雾器负荷过大、保证气液逆流吸收,通常采用雾滴粒径较大的浆液喷嘴,造成气液反应表面积小。
[0005] (2)能耗大、投资高、运行费用高。由于浆液喷嘴的雾滴粒径较大,只好采用较大的液气比,使得吸收塔的浆液循环泵流量大,相应的管道、喷嘴等增多增大。
[0006] 针对喷淋塔技术的缺陷,中国实用新型CN201115813Y “气动脱硫塔”提出在塔内设置由多个气动脱硫单元所并联成的组合段,进行高效率脱硫,有效克服了除尘负荷过重、液气比高的弊端。但该实用新型存在组合段内气液接触不佳、烟气停留时间短等不足。
实用新型内容
[0007] 本实用新型的目的在于克服现有喷淋塔技术的不足,提出一种高效、节能、可靠、适应性强的旋流整流气液吸收塔,解决了吸收塔内部烟气分布不均、烟气停留时间短而导致吸收效率低的问题。
[0008] 本实用新型旋流整流气液吸收塔,包含立式吸收塔,塔体设有气体进口管和气体出口管,吸收塔内部设置旋流整流隔板,该隔板由上、下开孔隔板及连接上下开孔隔板的多根倾斜气体导管组成。
[0009] 所述的立式吸收塔,其塔体截面可以是圆形或矩形,气体进口管或气体出口管可以是一根或多根。
[0010] 所述的旋流整流隔板包含一圈或多圈的倾斜气体导管,其中任意一圈或多圈的倾斜气体导管的倾斜方向与其余不同,典型的布置方式是每相邻的两圈倾斜气体导管倾斜方向相反,形成更优化的气体流动状况。倾斜气体导管的直径、数量和倾斜角度需要经过计算机多次模拟和优化才能确定。倾斜气体导管的长径比为O. 5〜2,倾斜角度(见附图6中α角)为30〜60°。
[0011] 所述的旋流整流隔板的数量可以是一个或多个,每个旋流整流隔板的上部或下部布置有浆液喷嘴组。[0012] 所述的浆液喷嘴组可以是布置于吸收塔内部的浆液喷淋层,也可以是布置于吸收塔竖直壁面上、进行水平或近似水平喷雾的喷嘴组。
[0013] 所述的立式吸收塔,其气体进口管和气体出口管的布置可以是气体进口管布置在下方、气体出口管布置在上方,也可以是气体进口管布置在上方、气体出口管布置在下方。
[0014] 本实用新型的有益效果是:
[0015] I、吸收效率高。(I)气体通过旋流整流隔板之后,完全消除了位于吸收塔侧面的气体进口管道形成的偏流,气体分布均匀,各处的液气比接近相同,提高了气液接触效果。(2)大直径气体导管既作为气体通道,又同时作为液体流动通道,并由于气体导管的倾斜放置,形成液幕,进一步增强了气液接触效果。(3)气体通过旋流整流隔板之后,气体形成旋流流场,吸收塔中部还可以同时形成相反的流动方向,延长了气体停留时间。(4)可利用多级的原理,布置多个旋流整流隔板,每个旋流整流隔板将前一级的气体重新混合、汇集后送入下 游,完全消除了气液接触死区,这种各级效率的叠加可实现很高的吸收效率。
[0016] 2、除尘效率高。气体通过旋流整流隔板时,流速可达15〜20m/s,形成强烈的湍流流动状态,使大量的烟尘得以除去。
[0017] 3、塔径小,投资费用低。本实用新型的吸收塔的空塔表观流速可达6m/s,而传统的喷淋塔最佳流速为3〜4m/s左右。较高的空塔表观流速可使吸收塔的直径减小,降低造价。
[0018] 4、能耗低。气体的旋流流动,延长了雾滴悬浮时间,提高了气液接触表面积,可在要求相同吸收效率的条件下,选用较小的液气比,每级可选为2至4L/Nm3,远低于传统湿法脱硫中每一层喷淋层的液气比,因此相应的浆液循环泵流量小,价格较低,消耗电能也少。
[0019] 5、结构简单,便于制作、安装。本实用新型不设精细、微小构件,可用不锈钢管和板材制作、安装。
[0020] 6、适应性好。由于形成了独特的气体流场,提高了气液传质、传热速率,可适应大范围变化的气体流量、不同的有害气体浓度,提高了运行操作弹性。
[0021] 7、可靠性高。(I)倾斜气体导管流通截面积较大,而且具有自冲洗作用,不易堵塞。
(2)旋流整流隔板将气体重新混合、汇集,完全消除了气液接触死区,个别喷嘴堵塞对吸收效率的影响很小。(3)由于气体导管的倾斜放置,上、下开孔隔板的开孔率较高,不易形成大面积的沉积。
[0022] 8、便于吸收塔防腐施工、检修等工作的进行。旋流整流隔板整体强度高,进行吸收塔的防腐施工、检修时,可以不用搭建脚手架。
附图说明
[0023] 图I是本实用新型实施例I的旋流整流气液吸收塔的结构示意图。
[0024] 图2是本实用新型实施例2的旋流整流气液吸收塔的结构示意图。
[0025] 图3是本实用新型实施例3的旋流整流气液吸收塔的结构示意图。
[0026] 图4是本实用新型实施例I的旋流整流隔板结构外观三维渲染轴侧图。
[0027] 图5是本实用新型实施例I的旋流整流隔板结构外观三维渲染俯视图。
[0028] 图6是本实用新型的倾斜气体导管结构示意图。
[0029] 图中:1、立式吸收塔;2、气体进口管道;3、气体出口管道;4、旋流整流隔板;4_1、上开孔隔板;4_2、下开孔隔板;4-3、倾斜气体导管;5、浆液喷嘴组;6、除雾器;7、浆液池。具体实施方式
[0030] 以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细阐述。
[0031] 实施例I :如图I、图4和图5所示,本吸收塔I下部侧面设有两根气体进口管道2,吸收塔I顶部设有除雾器6,气体在塔内发生气液吸收反应、除雾后经气体出口管道3排出。本吸收塔I布置一个旋流整流隔板4,包含两圈倾斜方向相反的倾斜气体导管4-3。旋流整流隔板4上部、下部均布置进行水平喷雾的浆液喷嘴组5。吸收塔I底部设置浆液池7。
[0032] 实施例2 :与实施例I基本相同,如图2所示。与实施例I略有不同,本实施例的吸收塔I下部侧面设有一根气体进口管道2,布置两个旋流整流隔板4。吸收塔I底部不设置浆液池。
[0033] 本实施例适用于较高的入口气体有害气体浓度,两个旋流整流隔板4形成两级吸收塔,可以满足达标排放。
[0034] 实施例3 :与实施例I基本相同,如图3所示。与实施例I略有不同,本实施例的吸收塔I的旋流整流隔板4仅上部布置的浆液喷嘴组5,浆液喷嘴组5为布置于吸收塔I内部的浆液喷淋层。
[0035] 旋流整流隔板4布置多圈倾斜方向相反的倾斜气体导管4-3,由气体进口管道2侧面进入吸收塔I的气体经过旋流整流隔板4后,消除了气体偏流,气体分布趋于均匀,有利于气液高效吸收。
[0036] 旋流整流气液吸收塔工程应用如下。
[0037] 燃煤锅炉参数:两台25T/h循环流化床锅炉,标况烟气量2X25000Nm3/h,入口烟气温度 120°C左右,SO2 浓度 250(T3000mg/Nm3。
[0038] 选取吸收塔表观烟气流速为4. 2m/s,设计吸收塔直径2. 6m,吸收塔下部对称布置两根气体入口管道,顶部一根气体出口管道。考虑烟气中较高SO2浓度,本工程采用两级吸收塔。旋流整流隔板包含两圈倾斜方向相反的倾斜气体导管,内圈4根、外圈6根,长径比约为I. 5,倾斜角度45°,其中的气体流速为13m/s。经计算机数值模拟和现场测定,旋流整流隔板上部的气体流场为:约1/2半径至壁面的范围内,形成旋流流动,吸收塔中部约1/2半径范围内形成向下的流动。这种流场提高了气体停留时间,增强气液吸收反应效果:在Ca/S摩尔比为1.03时,吸收效率可达到98%以上。

Claims (5)

1. 一种旋流整流气液吸收塔,包含立式吸收塔,其特征在于:所述塔体设有气体进口管和气体出口管,吸收塔内部设置旋流整流隔板,该隔板由上、下开孔隔板及连接上下开孔隔板的多根倾斜气体导管组成。
2.根据权利要求I所述的旋流整流气液吸收塔,其特征在于:所述立式吸收塔,其塔体截面可以是圆形或矩形,气体进口管或气体出口管可以是一根或多根。
3.根据权利要求I或2所述的旋流整流气液吸收塔,其特征在于:所述的旋流整流隔板包含一圈或多圈的倾斜气体导管,其中任意一圈或多圈的倾斜气体导管的倾斜方向与其余不同;倾斜气体导管的长径比为O. 5〜2,倾斜角度α为30〜60°。
4.根据权利要求I或2所述的旋流整流气液吸收塔,其特征在于:所述的旋流整流隔板的数量为I〜5个,每个旋流整流隔板的上部或下部布置有衆液喷嘴组。
5.根据权利要求4所述的旋流整流气液吸收塔,其特征在于:所述的浆液喷嘴组可以是布置于吸收塔内部的浆液喷淋层,也可以是布置于吸收塔竖直壁面上、进行水平或近似水平喷雾的喷嘴组。
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